Резорбция газов. 

  Если животное в течение определенного времени вдыхает воздух, содержащий некое вещество в постоянной концентрации (например, 4% эфир), то процесс его проникновения и распределения в организме может быть представлен в виде нескольких последовательных этапов (рис.11).



КОНВЕКЦИЯ
С а альвеолярный газ






(по С.А. Куценко, 2002)
В конечном итоге в тканях (в частности в ЦНС) аккумулируется определенная концентрация токсиканта, при которой формируется токсический процесс соотетствующей степени тяжести (оглушенность, наркоз, кома). При достижении состояния равновесия в системе продолжение ингаляции газа (пара) в прежней концентрации не приводит к увеличению содержания ксенобиотика в тканях.
У позвоночных, дышащих легкими, имеется механизм, с помощью которого осуществляется механическое перемешивание (конвекция) газов в дыхательных путях и легких и обеспечивается постоянный обмен газами между внешней средой и организмом. Этот механизм - вентиляции легких - последовательно сменяющие друг друга акты вдоха и выдоха.
При нормальной частоте и глубине дыхания легочная вентиляция достаточна для того, чтобы альвеолярную концентрацию газа (рис.11.Са) в течение 2 минут от значение 0 довести до значения 0,95 Си, то есть 95% от концентрации во вдыхаемом воздухе.
Таким образом, вентиляция обеспечивает очень быструю доставку газа из окружающей среды к поверхности альвеолярных мембран. Посредством усиления или ослабления вентиляции можно многократно уменьшить или увеличить временя "уравнивания концентраций". Одновременно с
вентиляцией легких осуществляются и другие процессы: растворение газа в стенке альвеолы, диффузия газа в кровь, конвекция в кровяном русле, диффузия в ткани. Вследствие этого динамическое равновесие в системе распределения газов в воздухе, крови и тканях устанавливается лишь спустя некоторое время.
В тот момент, когда парциальное давление газа в окружающем, а затем и альвеолярном воздухе становиться ниже, чем в крови, процесс меняет направление и газ из организма устремляется в просвет альвеол и во внешнюю среду. С помощью форсированной вентиляции легких можно обеспечить быстрое снижение концентрации газообразного вещества в циркулирующей крови (и тканях). Эту возможность используют в токсикологии при оказании помощи отравленным некоторыми газообразными или летучими веществами, давая дышать пострадавшему воздухом с повышенным содержанием С02, что стимулирует вентиляцию.
Переход газа из альвеолы в кровоток осуществляется посредством диффузии. При этом химические соединения переходит из газообразной среды в жидкую фазу. В этой связи поступление вещества зависит от следующих факторов: Растворимости газа в крови; Градиента концентрации газа между альвеолярным воздухом и кровью; Интенсивности кровотока; Состояния легочной ткани.
Растворимость веществ в крови отличается от растворимости в воде и порой существенно. Это связано с наличием растворенных в плазме крови её составных частей (соли, липиды, углеводы, белки) и форменных элементов (лейкоциты, эритроциты). Растворимость газов в жидкостях зависит от температуры. Зависимость эта различна для различных газов и растворителей, тем не менее, как правило, растворимость понижается при повышении температуры.

Состояние равновесия между кровью и газом при прочих равных условиях устанавливается тем быстрее, чем с большей скоростью растворяется газ в крови.
Хотя процесс поступления неэлектролитов из воздуха в кровь протекает по одному закону, предельное содержание яда в крови зависит от его физико-химических свойств, из которых наибольшее значение имеет коэффициент растворимости паров в воде.

Обычно используется коэффициент растворимости Оствальда воздух/вода - (А,), характеризующий распределение летучих соединений между жидкой и газообразной фазами в момент равновесия. Чем выше значение этого коэффициента, тем больше вещества из воздуха поступает в кровь.
Значение коэффициента растворимости сказывается также и на скорости, с которой устанавливается равновесие между содержанием вещества в воздухе и в крови. Вещества с высоким коэффициентом растворимости (этанол, ацетон) длительно переходят из воздуха в кровь, соединения с низким коэффициентом растворимости (хлороформ, диэтиловый эфир) быстро достигают равновесной концентрации между кровью и воздухом. Однако коэффициенты распределения многих веществ между кровью и альвеолярным воздухом (К) часто несколько выше их коэффициентов растворимости в воде (А), так как подобные соединения не только растворяются в жидкой части крови, но и связываются с белками плазмы и проникают внутрь эритроцитов.
Скорость наступления равновесия вода/воздух при усиленном дыхании возрастает, особенно для веществ с относительно более высоким коэффициентом растворимости. Увеличение скорости кровообращения больше сказывается на задержке соединений, коэффициенты растворимости которых меньше единицы.
Количество газа, растворенного в жидкости, всегда пропорционально величине парциального давления газа (закон Генри). Время, в течение которого в крови устанавливается предельная концентрация токсиканта,
может быть существенно уменьшено при увеличении парциального давления газа во вдыхаемом воздухе.
В процессе резорбции газов в кровь большую роль играет интенсивность легочного кровотока. Она идентична минутному объему сердечного выброса. Чем выше минутный объем, тем больше крови в единицу времени попадает в альвеолярные капилляры, тем больше газа уносится оттекающей от легких кровью и переносится к тканям, тем быстрее устанавливается равновесие в системе распределения газа между средой и тканями.
Стенка капилляра в норме не представляет собой существенного препятствия для диффундирующих газов. Только в патологически измененных легких (отек легких, клеточная инфильтрация альвеолярно-капиллярного барьера) проникновение газов в кровь затруднено. Уменьшение числа капилляров в легких (эмфизема) - другое патологическое состояние, затрудняющее поступление газа в организм.
Кровь, насыщенная газом в легких, распространяется по организму. Вследствие более высокого содержания в крови, молекулы газа диффундируют в ткани. Диффузия газов в ткани определяется следующими факторами: Растворимостью газов в тканях; Разницей концентраций газа в крови и тканях; Интенсивностью кровоснабжения тканей.
Кровь, освободившаяся от газа, возвращается к легким. Этот процесс повторяется до тех пор, пока парциальное давление газа в тканях не выровняется с его давлением в крови, а давление в крови не станет равным давлению в альвеолярном воздухе (состояние равновесия). В этот момент распределение вещества в организме может быть охарактеризовано значениями коэффициентов распределения.
Например коэффициенты распределения (К) хлороформа в тканях крысы в состоянии равновесия для разных тканей различаются: для
скелетных мышц и крови он равен 0,6; тестис-кровь - 0,7; легкие-кровь - 1,0; сердце-кровь - 1,1; селезенка-кровь - 1,2; мозг-кровь - 1,3; почки-кровь - 1,6; печень-кровь - 1,7; жир-кровь - 25,6.
Когда соединение чрезвычайно быстро метаболизируется, его задержка при вдыхании происходит с постоянной скоростью, не меняясь во времени и их задержка в дыхательных путях не подчиняется изложенным выше закономерностям. Примером являются сложные эфиры винилового спирта и жирных кислот. С постоянной скоростью задерживаются в дыхательных путях также газы и пары, подвергающиеся химическим превращениям непосредственно в дыхательных путях или сразу после их резорбции в кровь (HCl, HF, SO2, пары неорганических кислот и др.).

Еще по теме Резорбция газов. :

1. Газовая фаза почвы
2. ГАЗОВЫЙ СОСТАВ ВОЗДУХА
3. Резорбция в кишечнике. 
4. Резорбция (всасывание) токсикантов
5. Резорбция в ротовой полости. 
6. Резорбция из тканей
7. Резорбция в желудке. 
8. ХИМИЧЕСКИИ СОСТАВ КУТИКУЛЫ КАК РЕГУЛЯТОРА ГАЗОВОГО ОБМЕНА ПЛОДОВ
9. Факторы, влияющие на скорость резорбции через кожу. 
10. Влияние высотных факторов и принципы формирования искусственной газовой среды в кабине
11. Геохимическое влияние газовых потоков на почвенный покров газоносных территорий