Khuếch tán khí qua màng hô hấp: các yếu tố ảnh hưởng

Sau khi các phế nang (alveoli) được thông khí phổi, bước tiếp theo của quá trình hô hấp là sự trao đổi (khuếch tán) khí O2 từ phế nang vào trong máu phổi và sự khuếch tán khí CO2 theo hướng ngước lại là đi từ máu tới các phế nang. Quá trình khuếch tán chỉ đơn giản là sự khuếch tán qua lại 1 cách ngẫu nhiên giữa các phân tử khí khi qua màng hô hấp và dịch liền kề. Tuy nhiên trong sinh lý hô hấp ta không những quan tâm tới cơ chế cơ bản của sự khuếch tán mà còn là tốc độ nó xảy ra, đòi hỏi cần sự hiểu biết rất nhiều về vật lý của sự khuếch tán trao đổi khí.

Các yếu tố quyết định sự khuếch tán khí nhanh qua màng là:

Thứ 1: Độ dày của màng.

Thứ 2: Diện tích bề mặt của màng.

Thứ 3: Hệ số khuếch tán của khí trong chất của màng.

Thứ 4: Sự chênh lệch áp xuất riêng phần của khí giữa 2 bên màng.

Độ dày của màng hô hấp thỉnh thoảng tăng trong các trường hợp: Phù nề của khoảng kẽ của màng hô hấp hay chính ngay trong phế nang, ngoài ra còn một số bệnh phổi gây xơ hóa phổi, có thể làm tăng độ dày của một số phần của màng tế bào đường hô hấp. Vì khuếch tán qua màng là tỷ lệ nghịch với bề dày màng hô hấp, bất kỳ một yếu tố nào làm tăng bề dày của màng lên hai hay ba lần làm cho trở ngại sự hô hấp.

Diện tích của màng hô hấp có thể giảm gặp trong các trường hợp như:Cắt thùy phổi, ngoài ra trong khí thũng nhiều phế nang hợp lại làm mất vách phế nang dẫn tới giảm diện tích phổi có khi còn có thể làm giảm diện tích tới năm lần. Khi tổng diện tích bề mặt phổi giảm chỉ còn bằng 1/3 hay 1/4 so với bình thường thì về cơ bản sự hô hấp đã bị ngăn cản.

Hệ số khuếch tán khí phụ thuộc vào khả năng hòa tan của khí trong màng tế bào, và hệ số này tỷ lệ nghịch với trọng lượng phân tử. Tỷ lệ khuếch tán khí trong màng hô hấp là gần như chính xác tương tự như trong nước. Như vậy tỷ lệ khuếch tán của CO2 nhanh gấp 20 lần O2 và O2 nhanh gấp 2 lần với N2.

Sự khác biệt áp suất qua màng hô hấp là sự khác biệt giữa áp suất riêng phần của khí trong phế nang và áp suất riêng phần của khí trong máu mao mạch phổi. Đối với O2, áp xuất riêng phần tại phế nang cao hơn là áp xuất riêng phần của khí đó trong máu mao mạch phổi nên khuếch tán thực sẽ đi từ phế nang sang mao mạch phổi với CO2 thì ngược lại.