Нормальная легочная функция. Легкие поддерживают нормальное и почти постоянное давление и содержание кислорода и углекислоты в артериальной крови во всех физиологических условиях. В норме это достигается без вентиляторного дискомфорта или неблагоприятного влияния на сердце или другие органы. Постоянство газового состава артериальной крови поддерживается эффективным газообменом между альвеолярным воздухом и кровью, проходящей через альвеолярные капилляры. Газообмен происходит при интимном контакте смешанной венозной крови с альвеолярным воздухом на очень большой поверхности, образованной альвеолярной мембраной. С одной стороны, приток крови в легочные капилляры обеспечивается деятельностью правого желудочка, а с другой — вдыхаемый воздух попадает в эту область благодаря деятельности легкого. Таким образом, имеются три компонента легочного газообмена:
1) вентиляция, которая должна быть не только количественно достаточной, но и эффективно распределенной по всем перфузируемым альвеолам;
2) легочно-капиллярный кровоток, который в здоровом легком обеспечивается в достаточном объеме и эффективно распределяется по всем вентилируемым альвеолам;
3) диффузия через альвеолярно-капиллярную мембрану, причем обмен газа между альвеолярным воздухом и кровью в легочных капиллярах определяется перепадом напряжения газа между ними.
Вентиляция (V) и перфузия (Q) в единицу времени отчетливо объединены в норме и весь процесс легочного газообмена происходит с минимальной затратой энергии со стороны дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Любое нарушение равновесия между вентиляцией и кровообращением в легких, будь то вентиляция плохо перфузируемых альвеол или перфузия гиповентилируемых альвеол, приведет к уменьшению эффективности газообмена, либо вентиляторные усилия будут напрасными, либо наступит неполная оксигенация крови (см. рис. 10).