Κυψελιδικός αέρας, σύνθεση

Το O2 διανύει τη ‘διαδρομή’ από την ατμόσφαιρα μέχρι τα μιτοχόνδρια προωθούμενο, [α] με την ενδοπνευμονική ροή του αέρος και την ενδαγγειακή ροή του αίματος και, [β] με την παθητική μετατόπισή του από ‘περιοχές’, στις οποίες ευρίσκεται υπό υψηλή μερική πίεση (μεγάλη συγκέντρωση) προς ‘περιοχές’ με χαμηλότερη μερική πίεση (à701).

 Το ποσό του O2 που μεταφέρεται, επομένως, στα πνευμονικά τριχοειδή και από αυτά στους περιφερικούς ιστούς εξαρτάται από : [α] τη συγκέντρωση του εισπνεόμενου μίγματος και το μέτρο της PΑΟ2· [β] τις σχέσεις αερισμού/αιματώσεως στις διάφορες περιοχές του πνεύμονος ∙ [γ] τα χαρακτηριστικά της διαχυτικής ικανότητας της κυψελιδοτριχοειδικής μεμβράνης και, [δ] τη συγκέντρωση και τη συγγένεια της αιμοσφαιρίνης με το Ο2.

Στο επίπεδο της θάλασσας, η βαρομετρική πίεση είναι 760 mmHg. Στη διαμόρφωση της βαρομετρικής πιέσεως, κάθε αέριο συμμετέχει ανάλογα με τη συγκέντρωσή του. Η μερική πίεση του Ο2 στην ατμόσφαιρα είναι, επομένως, 760x0.2093 = 159.07 mmHg. Καθώς ο αέρας εισέρχεται στους ανώτερους αεραγωγούς, υφίσταται θερμική εξισορρόπηση και κορένυται με υδρατμούς προερχόμενους από το βλεννογόνο, των οποίων η μερική πίεση είναι 47 mmHg. Στους κυψελιδικούς αεροχώρους διενεργείται απαγωγή O2  προς, και προσαγωγή CO2  από, τα πνευμονικά τριχοειδή. Η PΑΟ2, επομένως, μειώνεται περαιτέρω, ανάλογα με την ενδοκυψελιδική αύξηση της συγκεντρώσεως του CO2, δηλαδή αύξηση της PΑΟ2. Εάν, όση ποσότητα O2 απαγόταν από τις κυψελίδες, τόση ποσότητα CO2  εισερχόταν σ’ αυτές (R=1) η σχέση των δύο αερίων στο κυψελιδικό χώρο θα ήταν:

 

PiO2 =PAO2 + (PACO2 /R) ⇒ PAO2  =  PiO2 - (PACO2 /R)  {1}                                                                             

 

όπου PiΟ2, η μερική πίεση του Ο2 στο εισπνεόμενο μίγμα, που στην περίπτωση του ατμοσφαιρικού αέρα είναι: (760-47)*0.2093 = 149 mmHg

 

Στην πραγματικότητα, όμως, στον αέρα των κυψελίδων εισέρχεται λιγότερο CΟ2 από όσο Ο2 απάγεται, ανάλογα με το είδος του μεταβολισμού και το διαμορφούμενο R:

 

ιδανικό PAO2=FiO2 x (760-47)-1.25 x CO2             {2} εξίσωση κυψελιδικού αέρα

 

Η ιδανική κυψελιδική μερική πίεση O2 είναι η μερική πίεση O2 στις κυψελίδες, εάν οι πνεύμονες συμπεριφέρονται ως τέλειοι εναλλάκτες αερίων, με αναπνευστικό πηλίκο, R, καθοριζόμενο από το μεταβολισμό. Η εξίσωση του κυψελιδικού αέρα, χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της DA-aO2 .

  Οι πιε΄σεις αερίων, σ΄ένα πρότυπο "ιδανικού" πνεύμονα, ορίζονται από το σημείο της διασταυρώσεως των γραμμών R αίματος και αέρος, που παριστά τον γενικό δείκτη του αναπνευστικού ισοδυνάμου για τους πνεύμονες ως συνόλου, που τυπικά, κυμαίνεται περί το 0.8. Το σημείο διασταυρώσεως στο σημείο i επί της γραμμής V̇A/Q (διακεκομμένη γραμμή) και το αντίστοιχο "ιδανικό" PCO2 και PO2 παριστούν τιμές που θα υπήρχαν καθ΄όλο το πλάτος των πνευμόνων με R =).8, εάν ο αερισμός και η αιμάτωση αντιστοιχούσαν τελείως, και εάν οι πνεύμονες ετροφοδούντοντο με αέρα και αίμα της συνθέσεως Ι και v̄, αντίστοιχα. Η επίδραση αναντιστοιχίας V̇A/Q ασκείται μέσω παραγωγής μια πλειάδας συνδυασμών PO2 και PCO2 στις διάφορες αναπνεσυτικές μονάδες, που αναπαρίστανται στην γραμμή V̇A/Q. Η γραμμής κάθε αναπνεσυτικής μονάδας εισφέρει στη διαμόρφωση της τιμής του μικτού κυψελιδικού αέρος και αίματος  πνευμονικών τριχοειδών. Η σύνθεσή τους αναπαρίστανται στα σημεία m και c στις αντίστοιχες γραμμές R αίματος και αέρος. Ο αέρας που εκπνέεται από το στόμα διαλύεται, περαιτέρω, από τον αέρα του νεκρού χώρου που έχει σύνθεση ανάλογη με εκείνη του εισπνεόμενου αέρα. και αναπαρίστανται στο σημείο Ε της γραμμής του αέρα. Παρόμοια, οι πιέσεις των αερίων στο αρτηριακό αίμα επηρεάζονται από τη μίξη των ιρών ανατομικών διαφυγών, με σύνθεση μικτού φλεβικού αίματος και αναπαρίστανται στη γραμμή R αίματος στο σημείο a.