TRAO ĐỔI KHÍ TẠI PHỔI

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 mmHg.Lượng 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: V_A/ 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:  V_A/ Q = 2,4
+ Ở đáy phổi có shunt sinh lý do thông khí ít hơn tưới máu:  V_A/ 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.