Движение на кислорода от алвеолите до капилярите

Представи си, че имаш молекула кислород. Първо трябва да влезе в устата ти. Или, предполагам, може да влезе през носа ти. И по двата начина ще се присъедини и ще слезе надолу в трахеята ти. Оттам може да се раздели към левия ти бял дроб или десният ти бял дроб. Да кажем, че сме срещу този човек. Вляво имаш един голям бял дроб ето тук с малка сърдечна изрезка за сърцето. И от дясната страна имаш втория бял дроб. И този няма част за сърцето, понеже стои от другата страна. Всъщност искам да увеличим и да се фокусираме върху тази малка алвеола тук, понеже знаем, че имаме милиони алвеоли в белите дробове. И там се случва газовият обмен. Но трябва да изясним какво точно се случва. Трябва да увеличим и да получим детайли. Нека се фокусираме върху какво се случва между алвеолата, която е последната част на това бронхиално дърво, и кръвоносния съд. Ще ускоря това за теб. Епителни клетки Алвеоли Флуиден слой; въздух, О2 Ендотелни клетки Капиляри Червена кръвна клетка Плазма Базална мембрана Тук имаш всички слоеве между алвеолата и капиляра, доста впечатляващо. И имаме тази молекула кислород. Чертая кръг около нея. И тя ще премине от тази алвеола от газово състояние и първо ще трябва да навлезе в течна фаза. Това е много важно. Ще навлезе в този тънък слой течност, който огражда вътрешността на алвеолата. После молекулата кислород ще премине през епителните клетки. Това са клетките, които правят стените на алвеолите да изглеждат по начина, по който изглеждат. Това са плоски, приличащи на палачинки клетки. И ще стигне до базалната мембрана. Базалната мембрана е като основа. Тя осигурява структурна поддръжка на белите дробове. И под базалната мембрана има слой от съединителна тъкан, през който тази молекула кислород трябва да премине, навлиза в друг слой на основната мембрана. И после навлиза в ендотелните клетки. Тези клетки също приличат на палачинки. Те изграждат стените на капиляра. Оттук молекулата кислород навлиза в плазмата и, най-накрая, в червената кръвна клетка. И, разбира се, червените кръвни клетки са пълни с хемоглобин. Това е малък хемоглобинов протеин тук. Този хемоглобин има четири места, на които може да се прикрепят четири молекули кислород. След като кислородът стигне дотук, той ще се надява да намери хемоглобин, който има свободно място. И след като се прикрепи към хемоглобина, червената кръвна клетка ще пренесе този кислород към останалата част от тялото, където е необходим. Така кислородът стига от алвеолите до останалата част на тялото. Нека направя малко място. Ще ти покажа какво искам да направя. Искам да направя нещо интересно. Надявам се, че ще ти помогне да разбереш пътешествието на тази молекула кислород малко по-добре. Нека си представим нещо такова, при което имаш малък правоъгълник. Ще опитам да начертая този правоъгълник, както го чертая тук. Просто следи цветовете, понеже няма отново да надписвам нещата, за да не ги претрупваме. Просто ще си представя, че кислородът започва от горната част на този правоъгълен триизмерен обект, който чертая, триизмерен паралелепипед, правоъгълен паралелепипед. И после ще стигне до дъното на този правоъгълен паралелепипед. И в дъното имаш червената кръвна клетка и хемоглобина. Това тук долу е последният слой. А най-горният слой беше алвеолата, или газът. Скицирах и това. И това ще е най-горният слой. И трябва да премине през всички тези слоеве. Синият слой, например, е течността, която покрива вътрешността на алвеолата. Нека начертая молекула кислород, която започва пътешествието си тук горе. Това е газовата фаза. Трябва да премине от газовата фаза през течния слой в следващия слой, който е епителната клетка. Това е това тук. Това е вторият слой. Третият слой, казахме, беше базалната мембрана. Преминавам през тях един по един. И това също е и хубав начин за преговор. После имаме тази съединителна тъкан, дебел слой съединителна тъкан. Това е зеленото. И, помни, базалната мембрана и съединителната тъкан са пълни с протеини, различни видове протеини. Но и двете са там за подпомагане на структурата. Имаме още базална мембрана тук от тази страна и това ще е точно преди да навлезеш в ендотелните клетки. Това беше ендотелният слой. Това е клетката, която изгражда стените на капилярите. И после имаме плазма. Кислородът трябва да премине през плазмата и накрая ще стигне до червената кръвна клетка. Причината да го чертая така или да отделям време да го чертая, е, че целият този слой тук – всичко това е течност. Всичко това е течност и предимно вода. Помни, телата ни съдържат много вода. Молекулата кислород буквално преминава от газ, което е на върха на правоъгълния ни куб, надолу през много, много различни слоеве течност. Ще се улесниш, ако можеш да разделиш това на две категории – газ и течност. Всъщност, надявам се, сега това ще ни помогне да свържем тези формули, които учихме. Ще напиша две формули, за които вече сме говорили, и да видим дали можем да разберем как са свързани с това, през което преминаваме сега, и дали има ясна връзка как да използваме тези картинки, които нарисувах. Първата формула е формулата за алвеоларния газ. Говорихме за това преди. Има видео за него, ако искаш да си го припомниш. Първата част на формулата за алвеоларния газ ни казва колко кислород навлиза в алвеолата. Помни, този горен слой тук е алвеолата ни. Това ни казва колко кислород навлиза в тази алвеола. А втората част представлява колко излиза. И, разбира се, ако извадиш влизащото от излизащото, ти остава парциалното налягане на кислорода в това газово пространство. На колко е равно РО2? Това е подходящ момент да използваме втората формула. Имаме тази втора формула, което ни помага да определим колко кислород ще дифундира, ии която и да е молекула, според тази формула. Това е фиксиран закон. Можем да го изведем, като вземем няколко показателя. Можем да кажем, че ако знаеш, че градиентът Р1 минус Р2 е определено количество, и ако знаеш напречното сечение, коефициента на дифузия и дебелината, тогава можеш да намериш това V. А в този случай това V е количеството кислород. И сега ще се фокусираме върху кислорода. Количеството кислород, дифундиращо с времето – това е много полезно, понеже ако започнеш да забелязваш, че количеството кислород, дифундиращо с времето, и количеството кислород, навлизащо в червените кръвни телца, е ниско, може да започнеш да се чудиш каква е причината. Спомни си, слоят червени кръвни телца е ето тук долу. Това е слоят от червени кръвни телца. Започваш да се чудиш как кислородът стига от тази алвеола надолу до червените кръвни телца. Означаваме това парциално налягане на кислорода в алвеолата като Р1. Можем да означим това парциално налягане на кислорода тук долу в червените кръвни телца като Р2. И каквото намерим чрез формулата за алвеоларния газ, тази стойност взимаме. Двете формули са много свързани. Ако забележа, че количеството кислород, дифундиращо от алвеолата в слоя червени кръвни телца е повече или по-малко, отколкото очаквах, трябва да премина през чек лист. Трябва да помисля дали FiO2 е колкото мислех. Обикновено стайният въздух съдържа 21% кислород. Но може би този човек е на 40% или 50%, понеже му е поставена кислородна маска и получава много повече кислород, отколкото има в околната среда. Това може да е една причина за получаване на по-висока стойност. Също може да получиш по-висока или по-ниска стойност, понеже може би не си на морското равнище. Може би работим с пациент някъде в планината или може би под морското равнище. Това също може да обясни нетипично количество кислород, дифундиращ с времето. Тези две неща, които оградих в оранжевото квадратче, ще повлияят на Р1. Това е изходното парциално налягане на кислорода в алвеолата. Някои от тези неща вероятно е по-малко възможно да се променят. Не очакваме дихателният коефициент да се промени. Ако човекът има стабилна диета, тогава това не трябва да е различно. Парциалното налягане на водата вероятно също не се променя, особено ако сме при телесна температура. Парциалното налягане на въглеродния диоксид всъщност може да се промени. Но за да държим нещата прости – и ако мисля само за оксигенация, просто ще приема, че това вероятно също няма да е причината. Преминавам през умствения си чек лист. Знам, че Р1 ще е нещо, за което трябва да помисля много внимателно. Също искам внимателно да помисля за напречното сечение. Ами ако се дължи на това, че човекът, с когото работя, има много вече неработещи алвеоли? Да кажем, че само половината от алвеолите му работят. Това означава, че половината повърхностна площ я няма. Не получава толкова ефективен газов обмен, понеже половината повърхностна площ я няма. И само половината от алвеолите могат да участват в дифузията на кислород. Много е важно да помислим за повърхностната площ и също и за дебелината. Когато кажа дебелина, помни, кислородът трябва да премине от газовия слой надолу в слоя на червените кръвни телца. Това е много дълъг път. И ако добавиш течност към този слой тук, може би към съединителната тъкан, ако има повече течност в тези определени слоеве – те обикновено биват повлияни – тогава това ще увеличи дебелината. Това е още една причина защо количеството кислород, дифундиращ с времето, може да се различава от очакваното. И, отново, няма да очаквам коефициентът на дифузия да е различен от това, което очаквах, понеже коефициентът на дифузия е доста стабилен. Ако знаем, че говорим за кислород във вода при определена телесна температура, това няма да се промени. И, накрая, това Р2 е парциалното налягане на кислорода, който се връща от тялото. Ако тялото използва много кислород, какво е нивото на кислород в кръвта, която се връща? И няма да очаквам това да се промени много, понеже тялото вероятно използва значително постоянно количество кислород. Няма да приема, че това е причината. Отново, ако се натъкнеш на нетипично количество кислород, дифундиращ за дадено време през алвеолите в кръвта, трябва да преминеш през този списък и да помислиш за формулите и как те ни помагат да сме много систематични при преминаването през тези променливи и разсъжденията върху това каква може да е причината количеството дифундиращ кислород с времето да е по-голям или по-малък от очакваното.