Състав на газовете във въздуха, белите дробове и кръвта

Съставът на газовете във въздуха, белите дробове и кръвта е различен. Тази разлика в съдържанието се обуславя от процесите на газова обмяна, които протичат на нивото на алвеолите.

Състав на атмосферния въздух

Въздухът около нас е смес от газове, от които в най-голямо съдържание се намира азотът, следван от кислорода, водните пари и въглеродния диокид. Освен тези основни представители, в състава на въздуха влизат и други газове, суспендиран прах, спори и бактерии. Процентното съдържание на въздуха варира в зависимост от действието на вятъра, надморската височина и местоположението. Постоянните газове, чиято концентрация не подлежи на големи вариации, са азотът, кислородът и аргонът. Азотът представлява 78% от атмосферата, кислородът – 21%, а аргонът – 0,9%. Газове като въглероден диоксид, азотни оксиди, метан и озон съставляват около 0,1% от атмосферния въздух. Концентрацията на водните пари варира между 0-4%.

Състав на алвеоларния въздух

Въздухът, които се вдишва и навлиза в алвеолите се нарича алвеоларен въздух. Съставът му се променя в зависимост от фазите на дихателния цикъл. Вдишаният въздух е наситен на водни пари. В състава му влизат още азот, кислород, въглероден диоксид.

В издишания въздух, по отношение на парциалното налягане на кислорода и въглеродния диоксид, се наблюдават известни промени, обясняващи се с наличието на "мъртво" пространство, в което тези газове имат различна концентрация. Така, в издишания въздух, парциалното налягане на водните пари не се променя, парциалното налягане на кислорода нараства, докато това на въглеродния диоксид намалява. Всички тези промени в концентрацията на газовете се дължат на газовата обмяна в белите дробове. Алвеоларният въздух не се подменя изцяло при всяко вдишване и издишване. Това предпазва от резки промени в състава на кръвта и спомага за оптималното снабдяване на тъканите с кислород. 

Състав на газовете в артериална и венозна кръв

Основната функция на дихателната система е да осигури правилна хомеостаза на състава на газовете в артериалната кръв и в този смисъл да регулира нейното рН. Артериалната кръв е много богата на кислород, който доставя на тъканите. В състава и влиза също малко въглероден диоксид и въглероден оксид. От концентрацията на тези газове от една страна зависи рН на артериалната кръв, което нормално е 7,35 – 7,45.  Анализът им е диагностичен тест, който се използва в клиничната практика за доказване на аномалии в газовата обмяна и други патологични състояния. Венозната кръв притежава по-тъмно червен цвят. Това се дължи на по-високото съдържание на въглероден диоксид в нея, обусловено от факта, че тя изнася кръв от тъканите, богата на този газ. Венозната кръв, която идва от дясното сърце, е с по-високо съдържание на въглероден диоксид и по-ниско на кислород. Във венозната кръв парциалното налягане на въглеродния диоксид е около - 6,0 кРа, а на кислорода е около - 5,35 кРа. Кръвта във вените се насища с кислород когато преминава покрай алвеолите, а при излизането си от белите дробове има почти същото парциално налягане на кислород и въглероден диоксид както във въздуха в алвеолата и вече като артериална кръв стига до капилярите на тъканите.

В тъканите става приемане на кислород и отдаване на въглероден диоксид, при което парциалното налягане на въглеродния диоксид става около - 6,0 кРа, а на кислорода е около - 5,35 кРа. С това си парциално налягане газовете намиращи се във венозната кръв навлизат в белите дробове. Кислородът преминава чрез дифузия от място с по-високо налягане към място с по-ниско. Най-ниско парциално налягане кислорода има в тъканите, по-високо е в артериалната кръв и най-високо във вдишвания въздух. Относно въглеродния диоксид, най-ниска е концентрацията му в белодробните алвеоли, по-висока във венозната кръв, а най-висока в тъканите.