Усиленная диффузия. Этот механизм основан на тэйлоровской дисперсии (взаимодействие аксиального «профиля скорости» и радиального смешивания, то есть распыления вдуваемого газа в среде другого газа). Полагают, что при больших скоростях газовой струи, превышающих 100 мс-1, возникают турбулентные вихри, способствующие возрастанию диффузии. Считается, что роль этого механизма в реализации альвеолярной вентиляции проявляется в основном при осцилляторной ВЧ ИВЛ. При струйной вентиляции с частотами до 200 циклов в минуту должен преобладать в основном конвективный механизм вентиляции.

По нашим данным, скорость струи при частотах, превышающих 100 и более циклов в минуту, при VE > 17 л, на уровне бронхиол составляет 124,2 ± 16,0 м-с-1 (М ± SD). Поэтому имеются определенные основания считать, что турбулентность потока сохраняется и на уровне бронхиол. Следовательно, и на этом уровне также может активизироваться газообмен.

«Маятниковое движение газа» (pendelluft). Этот механизм реализуется вследствие межрегионарного (межальвеолярного) перераспределения («перетекания») дыхательного газа на вдохе и, что особенно важно, на выдохе из-за разных констант времени в различных отделах легких. Полагают, что заполнение альвеол во время выдоха способствует увеличению альвеолярной вентиляции. Этот феномен был впервые продемонстрирован Т. J. Gillespil при стробоскопической фотографии дыхательного цикла.

Молекулярная диффузия. Считается, что высокие скорости струи газа и турбулентные вихри увеличивают диффузию и тем самым способствуют увеличению альвеолярной вентиляции. Однако считается установленным, что, по мере продвижения газовой струи по дыхательным путям, ее скорость существенно снижается, в связи с чем возможность увеличения альвеолярной вентиляции, связанной с усилением диффузии, вызывает большие сомнения.

Выше мы уже отмечали, что, по нашим данным, скорость струи на уровне бронхиол и альвеол представлена весьма значительными величинами, что может отразиться на внутрилеточной кинетике газов. Однако этот процесс едва ли правильно называть диффузией. Диффузия - это физический процесс, который подчиняется нескольким законам: разности парциальных давлений газов в различных областях определенного объема, величине константы диффузии, зависящей от растворимости и молекулярной массы газа, площади и толщины слоя среды, через который осуществляется диффузия. Отсюда следует, что ни скорость струи, ни турбулентный характер потока никак не могут оказать серьезного влияния ни на один из факторов, от которых зависит уровень диффузии. По-видимому, правильнее квалифицировать этот механизм как усиление дисперсии или перемешивания газов.

Кардиогенное смешивание газов. Предполагается, что пульсации сердца могут содействовать более эффективному смешиванию газов в трахеобронхиальном дереве, тем самым способствуя уменьшению объема анатомического мертвого пространства. Однако возникают серьезные сомнения, что в этой ситуации степень уменьшения объема анатомического мертвого пространства будет достаточной для обеспечения альвеолярной вентиляции при малых дыхательных объемах.

Облегчение альвеоло-капиллярной диффузии. Высказывается мнение, что высокочастотные колебания газового столба могут сопровождаться перемешиванием примембранных слоев плазмы в легочных капиллярах, что приводит к повышению проницаемости альвеоло-капиллярной мембраны для кислорода. Считается, что наибольший эффект наблюдается при застойном полнокровии легких. Кроме того, на усиление диффузии в регионе альвеоло-капиллярной мембраны при ВЧС ИВЛ может оказывать влияние обусловленное увеличением лимфатического дренажа уменьшение объема внесосудистой жидкости в легких, что снижает толщину мембраны и уменьшает путь диффузии.

- Читать далее "Акустический резонанс в газообмене. Этапы транспорта кислорода в организме"