2) 40; больше
3) 40; меньше
4) 20; больше (+)
Углекислый газ проходит через альвеолярно-капиллярную мембрану приблизительно в 20 раз быстрее кислорода, поэтому верен вариант 20; больше . Основная причина — значительно более высокая растворимость CO2 в водной фазе и липидах мембраны. Хотя молекулярная масса CO2 выше, влияние растворимости преобладает.
Согласно закону Фика, скорость диффузии прямо пропорциональна площади поверхности и градиенту парциальных давлений, но обратно пропорциональна толщине мембраны; диффузионная способность газа определяется также соотношением его растворимости и квадратного корня из молекулярной массы. Поэтому даже при меньшем градиенте парциального давления CO2 быстро удаляется из крови в альвеолы, а O2 поступает из альвеол в кровь медленнее.
Высокая диффузионная способность CO2 объясняет, почему при утолщении альвеолярно-капиллярной мембраны, уменьшении площади газообмена или нарушении вентиляционно-перфузионных отношений гипоксемия обычно возникает раньше, чем выраженная гиперкапния. В клинической практике диффузионную способность лёгких чаще оценивают по DLCO — способности к переносу монооксида углерода, который связывается с гемоглобином и служит чувствительным маркером нарушений альвеолярно-капиллярного газообмена.
| Параметр | Кислород (O2) | Углекислый газ (CO2) | Клиническое значение |
|---|---|---|---|
| Относительная диффузионная способность | Условно 1 | Около 20 | CO2 проходит через мембрану значительно быстрее |
| Растворимость в тканевых жидкостях | Низкая | Примерно в 20 раз выше | Высокая растворимость CO2 определяет его эффективную диффузию |
| Влияние молекулярной массы | Молекулярная масса около 32 | Молекулярная масса около 44 | Большая масса CO2 несколько снижает диффузию, но не компенсирует его высокую растворимость |
| Градиент парциального давления | Обычно выше | Обычно ниже | Более высокий градиент O2 частично компенсирует его меньшую растворимость |
| Влияние утолщения мембраны | Диффузия нарушается раньше | Диффузия сохраняется дольше | При интерстициальных заболеваниях лёгких сначала развивается гипоксемия |
| Основной показатель оценки диффузии | Прямое измерение затруднено | CO используется как тестовый газ косвенной оценки | Снижение DLCO указывает на уменьшение площади, увеличение толщины мембраны или сосудистые нарушения |
Эффективность газообмена зависит не только от свойств газа, но и от площади альвеол, толщины аэрогематического барьера, объёма капиллярной крови и соответствия вентиляции перфузии. При эмфиземе уменьшение площади поверхности снижает перенос обоих газов, а при отёке или фиброзе увеличение толщины мембраны особенно заметно ограничивает транспорт кислорода. Сохранение выведения CO2 на ранних этапах заболевания не исключает тяжёлого нарушения оксигенации.