sự trao đổi khí ở phổi

- Phổi bò sát lớn hơn phổi lưỡng cư, cấu tạo nhiều phế nang hơn. - Phổi của chim và thú rất phát triển và có rất nhiều phế nang nên bề mặt trao đổi khí rất lớn. Riêng chim có thêm hệ thống túi khí làm tăng hiệu quả trao đổi khí ở phổi; Lợi ích về thể chất của việc hít thở sâu1.1 Hít thở sâu giúp trao đổi oxy đầy đủ Sự trao đổi có lợi của oxy Xem thêm . Lợi ích khi sử dụng sản phẩm sức khỏe tự nhiên mọi thứ trong cuộc sống của bạn, ở cấp độ tế bào, phụ Xem thêm . 1708/2020 Đây là giai đoạn quan trọng nhất và cũng là mục đích của sự thông khí tại phổi . Nội dung bài viết ẩn 1. 1.Thành phần phân áp khí hai bên màng phế nang mao mạch 2. 2.Màng phế nang- mao mạch 3. 3.Sự trao đổi khí tại phổi 3.1. 3.3.Đánh giá khả năng khuếch tán của khí qua màng phế nang-mao mạch Vay Tienonline Me. Trao đổi khí tại phổi là bước thứ hai trong quá trình hô hấp, sau khi hệ thống cơ học hô hấp đã thực hiện nhiệm vụ thông khí phế nang. Đây cũng là giai đoạn quan trọng nhất của quá trình hô hấp, là mục đích của sự thông khí tại phổi. 1. Thành phần và phân áp khí - Khí quyển pO2= 159 mmHg; pCO2= 0,3 mmHg; pN2= 600 mmHg. - Ở khí quản pO2= 149 mmHg; pCO2=0,3 mmHg; pN2= 564 mmHg; pH2O=47 mmHg do có sự làm ẩm của mũi và hầu. - Khi mới đến phế nang pO2= 100 mmHg; pCO2= 40 mmHg; pN2=573 mmHg; pH2O=47 mmHg. Có sự khác biệt đó là do + Sau khi lấp đầy khoảng chết, lượng thông khí phế nang chỉ còn lại 280 khí đó còn phải hòa lẫn với khí cũ trong phổi khí cặn làm pO2 giảm, pCO2 tăng. + Phế nang làm việc liên tục, sinh thêm CO2 từ thì hô hấp trước. Ở máu tĩnh mạch chuyển tiếp tại phế nang có pO2= 40 mmHg; pCO2= 46 mmHg; pN2= 573 mmHg; pH2O=47 mmHg. Do có sự chênh lệch về phân áp khí ở phế nang và mao mạch nên khí sẽ khuếch tán qua lại giữa phế nang- mao mạch để đạt sự cân bằng. 2. Màng phế nang mao mạch Màng phế nang- mao mạch Màng phế nang- mao mạch bao gồm tất cả các lớp và khoảng không gian mà khí phải đi qua trong quá trình khuếch tán khí giữa máu và phế nang. Thành phần, thứ tự các lớp của màng được thể hiện trong hình trên. Nhìn chung, màng phế nang- mao mạch có độ dày không đáng kể trung bình 0,6 µm, nên trong điều kiện sinh lý bình thường, khí khuếch tán qua màng rất nhanh. 3. Sự trao đổi khí tại phổi - Sự trao đổi khí tại phổi theo cơ chế khuếch tán thụ động. - Các yếu tố ảnh hưởng lên vận tốc khuếch tán Với + ΔP chênh lệch áp suất hai bên màng. + S chỉ số hòa tan của khí trong nước. + A diện tích tiếp xúc. + d khoảng cách khuếch tán. + MW trọng lượng phân tử. => Một số trường hợp thay đổi tác động lên khả năng trao đổi khí môi trường thiếu oxy thay đổi ΔP, cắt phổi giảm A, phù nề tăng d. - Trong điều kiện sinh lý bình thường, sự trao đổi khí giữa máu và mao mạch xảy ra rất nhanh chỉ 0,25 s là sự trao đổi khí đã xảy ra gần như hoàn toàn, trong khi thời gian máu chảy qua mạch là 0,75 s => thích ứng được khi máu chảy nhanh hơn qua mạch như khi vận động gắng sức. - Sự xứng hợp giữa thông khí và tưới máu + Máu không đến nơi nào có thông khí kém nơi nào có PO2 phế nang thấp, mao mạch phế nang sẽ co lại. + Khí không đến nơi nào có tưới máu kém nơi nào có PCO2 phế nang thấp, các tiểu phế quản co lại. Tỉ lệ xứng hợp tốt nhất là 1. Tỉ lệ chung là VA/ Q = 0,8 . - Ở người bình thường có các tình trạng sau + Ở đỉnh phổi có khoảng chết sinh lý do khí tập trung nhiều, trong khí tưới máu giảm VA/ Q = 2,4 + Ở đáy phổi có shunt sinh lý do thông khí ít hơn tưới máu VA/ Q = 0,5 . - Các tình trạng bệnh lý, hút thuốc lâu ngày,... cũng gây nên tình trạng bất xứng giữa thông khí và tưới máu. Suy hô hấp có thể xảy ra do vừa có khoảng chết sinh lý vừa có shunt sinh lý, hiệu quả hô hấp có thể giảm đến 10 lần. Tài liệu tham khảo - Sinh lý học y khoa, ĐHYD TP Hồ Chí Minh, Nhà Xuất Bản Y học. + Trao đổi khí ở phổi diễn ra ở phế nang và máu trong hệ thống mao mạch phân bố dày đặc đến màng các phế nang theo nguyên tắc khuếch tán do có sự chênh lệch áp suất của từng loại khí áp suất riêng phần được tính theo tỉ lệ %. Trao đổi khí ở phổi còn gọi là hô hấp ngoài. Trong phế nang áp suất riêng phần của oxy Po2 là 104mmHg và Po2 trong máu đến phổi là 40 mmHg, do đó O2 từ phế nang khuếch tán sang máu. Ở máu ra khỏi phổi Po2 xấp xỉ bằng 104mmHg. Trong khi đó Pco2 trong máu đến phổi là 46mmHg, còn trong phế nang là 40mmHg, nên CO2 khuếch tán từ máu sang phổi. Diện tích bề mặt các mao mạch ở một phổi của người lớn khoảng 60m2 và khoảng cách khuếch tán chỉ là 2 - 3μm, nhỏ hơn một nửa đường kính hồng cầu. Điều này càng tạo điều kiện cho quá trình trao đổi khí giữa phế nang và máu. Có một điều khá thú vị là, áp lực máu trong các mao mạch phổi luôn rất thấp, nhờ vậy mà huyết tương không bị thoát ra ngoài và không tập trung lại trong phế nang. Ngoài ra, phế nang còn có một lớp mỏng chứa phân tử các chất hoạt động bề mặt phổi - một loại phức hợp phospholipid-protein, giúp cho phế nang không bị xẹp xuống bằng cách giảm mạnh sức căng bề mặt. Áp suất được gây ra bởi tác động của phân tử chuyển động chống lại bề mặt, do đó, áp lực của khí tác động lên bề mặt của đường hô hấp và các phế nang cũng tỷ lệ thuận với lực tác động mà tất cả các phân tử khí ở bề mặt ngoài. Biên tập viên Trần Tiến Phong Đánh giá Trần Trà My, Trần Phương Phương Sau khi các phế nang alveoli được thông khí phổi, bước tiếp theo của quá trình hô hấp là sự trao đổi khuếch tán khí O2 từ phế nang vào trong máu phổi và sự khuếch tán khí CO2 theo hướng ngước lại là đi từ máu tới các phế nang. Quá trình khuếch tán chỉ đơn giản là sự khuếch tán qua lại 1 cách ngẫu nhiên giữa các phân tử khí khi qua màng hô hấp và dịch liền kề. Tuy nhiên trong sinh lý hô hấp ta không những quan tâm tới cơ chế cơ bản của sự khuếch tán mà còn là tốc độ nó xảy ra, đòi hỏi cần sự hiểu biết rất nhiều về vật lý của sự khuếch tán trao đổi khí. Cơ sở phân tử của khuếch tán khí Tất cả các khí tập trung trong sinh lý học hô hấp là các phân tử có sự chuyển động tự do qua lại trong quá trình khuếch tán. Điều này cũng đúng với chất khí hoà tan trong chất lỏng và mô trong cơ thể. Trong quá trình khuếch tán cần phải được cung cấp năng lượng, nguồn năng lượng này được cung cấp bởi sự chuyển động động học các phân tửchú ý khi ở nhiệt độ không tuyệt đối sự chuyển động của các phân tử sẽ không còn. Đối với 1 số phân tử mà không có sự gắn bó với các phận tử khác nghĩa là có sự chuyển động tuyến tính tốc độ cao thì chúng sẽ tấn công các phân tử khác, sau đó chúng nảy đến các vị trí khác và tiếp tục di chuyển và lại tiếp tục tới tấn công các phân tử khác như vậy nữa. Bằng cách này mà các phân tử chuyển động 1 cách nhanh chóng và ngẫu nhiên! tưởng tượng tới sự chuyển động của các quả bi-a trên bàn bi-a D. Khuếch tán thực của dòng khí trong chuyển động 1 chiều - kết quả của Gradient nồng độ Nếu có 1 buồng khí hay 1 dung dịch có nồng độ cao của 1 chất khí đặc biệt tại 1 đầu của 1 buồng và nồng độ thấp tại 1 đầu kết thúc như thể hiện trong hình thì sự khuếch tán thực của chất khí là đi từ vùng có nồng độ tới vùng có nồng độ thấp. Lý do rõ ràng các phân tử ở đầu A của buồng và ngược lại. Do đó tốc độ khuếch tán của 1 trong 2 hướng là có sự cân đối khác nhau được biểu hiện bằng hình mũi tên trong hình. Hình. Sự khuếch tán oxy từ đầu này sang đầu kia của buồng. Sự khác biệt giữa độ dài của các mũi tên thể hiện sự khuếch tán ròng Áp lực của 1 chất khí trong hỗn hợp các chất khí - Áp xuất riêng phần của từng chất khí Áp suất được gây ra bởi nhiều tác động của các phân tử chuyển động chống lại một bề mặt, do đó, áp lực của một chất khí tác động lên bề mặt của đường hô hấp và các phế nang cũng tỷ lệ thuận với lực tác động mà tất cả các phân tử khí ở bề mặt ngoài. Điều này có nghĩa rằng áp lực là tỷ lệ thuận với nồng độ chất khí. Trong sinh lý hô hấp với các chất khí của sự hô hấp như O2, CO2 và N2 thì tỷ lệ khuếch tán của mỗi của các loại khí là tỷ lệ thuận áp lực gây ra bởi khí đó một mình, mà được gọi là áp suất riêng phần của khí phân áp. Khái niệm về áp suất riêng phần có thể được giải thích như sau Trong không khí khi ta coi có 79% là Nito và 21% là O2, với áp xuất của không khí là 760mmHg mà lại có áp lực mà mỗi loại khí góp phần vào việc tổng áp lực tỷ lệ thuận với nồng độ của nó nên 79% của 760mmHg được tạo bởi N2 600mmHg và 21% của 760mmHg được tạo bởi O2 160mmHg. Như vậy áp xuất riêng phần của từng chất khí là áp xuất riêng rẽ của các khí trong hỗn hợp khí được tạo bởi tổng của PO2, PN2, PCO2, và các chất khí khác. Áp lực của khí hoà tan trong nước và mô Khí hoà tan trong nước hoặc mô trong cơ thể cũng gây áp lực và các phân tử khí hòa tan được di chuyển ngẫu nhiên và có động năng. Hơn nữa, khi các khí hòa tan trong chất lỏng gặp một mặt như màng của một tế bào, nó cũng tác động áp xuất riêng phần của mình lên mặt đó. Những áp lực một phần các khí hoà tan riêng biệt được tạo giống như những áp lực riêng phần trong không khí- Nó gồm PO2, PCO2, PN2 và các chất khí khác. Những yếu tố quyết định áp suất riêng phần của một khí hoà tan trong 1 chất dịch Áp xuất riêng phần của 1 chất khí cũng như trong dung dịch đươc xác định không chỉ bởi nồng độ của nó mà còn được xác định bởi hệ số hoà tan của chất khí đó solubility coefcient, đặc biệt là CO2 ,được các phân tử nước hút lại trong khi các loại phân tử khác thì bị đẩy lùi nên phân tử đó tan ra và sẽ không tạo nhiều áp xuất trong dung dịch và ngược lại các phân tử khác bị nước đẩy ra và sẽ tạo nhiều áp xuất trong dung dịch. Mối quan hệ này được thể hiện bằng quy luật Henry Partial pressure = Concentration of dissolved gas/Solubility coeff icient Với Partial pressure áp xuất riêng phần. Concentration of dissolved gas nồng độ chất khí. Solubility coefficient hệ số hoà tan. Chú ý áp xuất riêng phần được tính bằng áp xuất khí quyển atm. Ta có hệ số hoà tan của 1 số chất Oxygen Carbon dioxide Carbon monoxide Nitrogen Helium Từ bảng trên ta thấy CO2 có hệ số hoà tan gấp khoảng 20 lần O2, do đó áp suất riêng phần của CO2 đối với một nồng độ nhất định là ít hơn 1/20 lần so với O2. Sự khuếch tán của các khí giữa các pha khí trong phế nang và các giai đoạn hoà tan trong máu phổi Áp xuất riêng phần của mỗi khí trong phế nang có xu hướng ép các phân tử khí đó vào máu mao mạch của phế nang và ngược lại áp xuất riêng phần của mỗi khí trong máu mao mạch của phế nang có xu hướng đẩy các phân tử này vào trong phế nang. Nên tỷ lệ các phân tử khí được khuếch tán tỷ lệ thuận với áp xuất riêng phần mỗi khí. Nhưng sự chuyển động 1 chiều của khuếch tán thực của các phân tử khí có xảy ra? Để giải thích điều này, đó là sự khác nhau giữa 2 áp xuất riêng phần, ví dụ ở phế nang có áp xuất riêng phần O2 lớn hơn áp xuất riêng phần của O2 trong mao mạch máu của phế nang nên O2 sẽ đi từ phế nang sang mao mạch và ngược lại đối với CO2.

sự trao đổi khí ở phổi