空氣自體外隨吸氣動(dòng)作抵達(dá)肺氣體交換單位,氧分子通過(guò)肺泡毛細(xì)血管膜進(jìn)入肺循環(huán)血液中,CO2分子由血液從代謝產(chǎn)生地點(diǎn)(組織)帶至氣體交換單位,也通過(guò)肺泡毛細(xì)血管膜排入肺泡氣中,隨呼氣排出體外。此種氣體通過(guò)呼吸膜進(jìn)行交換的過(guò)程稱(chēng)為彌散(diffusion)。彌散作用是一種被動(dòng)進(jìn)行的物理現(xiàn)象,不需要額外的能量。
一、彌散律
又稱(chēng)Fick定律。氣體通過(guò)一層組織膜的速率和組織膜的面積呈正比,和兩側(cè)氣體的壓力差呈正比,和組織厚度呈反比。
氣體∝A·D(P1-P2)/T
氣體:氣體彌散速率;
A:彌散面積;
P1,P2:該氣體在彌散面兩側(cè)的分壓力;
T:彌散面組織厚度;
D:彌散常數(shù),由該氣體溶解度和分子量決定,D∝溶解系數(shù)/√分子量
由于CO2溶解系數(shù)=0.567,分子量為44;O2的溶解系數(shù)=0.0239,分子量為32。所以CO2的彌散常數(shù)是氧分子的20倍,CO2的彌散能力也是O2的20余倍。因此,臨床上考慮彌散功能時(shí)主要是指氧的彌散功能而言。人的氣血屏障即肺泡毛細(xì)血管膜的面積十分巨大,約50~100m2,厚度<0.5μm,因此是極理想的彌散組織。
正常情況下,紅細(xì)胞流經(jīng)肺毛細(xì)血管的時(shí)間為0.75s。但紅細(xì)胞流經(jīng)毛細(xì)血管在0.3~0.35s內(nèi)血紅蛋白的O2即可達(dá)到相應(yīng)的飽和度。生理情況如運(yùn)動(dòng),或者在發(fā)熱等不正常情況,雖然紅細(xì)胞流經(jīng)毛細(xì)血管時(shí)間縮短,仍不致影響到血紅蛋白與氧的結(jié)合。而且肺泡毛細(xì)血管膜因某些疾病情況增厚時(shí),運(yùn)動(dòng)使紅細(xì)胞流注毛細(xì)血管的時(shí)間縮短,氧彌散時(shí)間不足,血氧飽和度下降,并顯示肺泡氣與動(dòng)脈血間氧分壓差增大。醫(yī)學(xué).全在線m.jfsoft.net.cn
二、彌散量的測(cè)定
彌散量(DL)是測(cè)定肺泡膜功能的一項(xiàng)生理指標(biāo),即在一定時(shí)間內(nèi)(1min)單位分壓差(kPa)條件下,能夠通過(guò)肺泡膜的氣體量。以公式表示如下:
彌散量=通過(guò)肺泡膜氣體量/(肺泡中氣體分壓-肺毛細(xì)血管血液中氣體分壓)
臨床上多以一氧化碳作為測(cè)定肺泡膜彌散量的氣體。因CO在血中溶解度大于肺泡的溶解度,而且CO與血紅蛋白結(jié)合比氧大210倍,吸入少量CO通過(guò)肺泡膜后,它很快就進(jìn)入血紅細(xì)胞與血紅蛋白結(jié)合,血漿中PCO接近零,于是:DLCO=每分鐘CO吸入量/肺泡氣PCO
氧的彌散量等于CO彌散量乘以1.23。
北京協(xié)和醫(yī)院以單次呼吸法測(cè)得正常值,男性240±38.65ml/kPa.min(31.92±5.14ml/mmHg.min),女性166.77±34.89ml/kPa.min(22.18±4.64ml/mmHg.min)。
三、影響彌散功能的因素
彌散量受多種情況影響,兒童氧彌散量小于青年人,男性大于女性,仰臥位大于直立位,運(yùn)動(dòng)時(shí)大于靜息時(shí)。肺氣腫時(shí)因肺泡膜退行性變,氧彌散量有所減少。肺纖維化,矽肺等因肺泡膜增厚也會(huì)減損彌散功能。但因肺彌散功能的代償能力十分巨大,實(shí)際上并非單純因彌散功能障礙引起缺氧的疾患,往往肺部病變產(chǎn)生彌散功能減退的同時(shí),已經(jīng)發(fā)生其他嚴(yán)重呼吸功能障礙,如通氣-血流灌注比例失調(diào)。