Газ аа модель: АА — СССР в Масштабе

АА — СССР в Масштабе

Годы производства оригинала: 1932 – 1950
Производитель оригинала: ГАЗ
Производитель модели: ALF
Масштаб: 1:43

Первую страницу истории Горьковского Автомобильного Завода открывает легендарная «полуторка» ГАЗ-АА. 29 января 1932 года первый автомобиль НАЗ-АА (в последствии ГАЗ-АА, — лишь после переименования Нижнего Новгорода в Горький завод получил название ГАЗ) сошёл с конвейера только что запущенного в эксплуатацию завода.

Этот один из самых массовых советских довоенных автомобилей изначально был фактически лицензионной копией американского грузовика Ford-AA, но в последствии ГАЗ был неоднократно модернизирован. Внешне ГАЗ-АА отличался от Форда кузовом: в США была популярна высокая деревянная платформа решётчатого типа для перевозки объёмных, но лёгких сельскохозяйственных грузов. Этот тип поатформы не подходил для основных задач, которые предстояло решать «полуторке» в СССР,  поэтому грузовую платформу пришлось проектировать с нуля, и, в итоге, автомобиль получил «привычный «сплошной» кузов из сосновых досок» (Д. Дашко «Десять фактов из жизни «полуторки»»; журнал «Комтранс» 02/2012).

На шоссе ГАЗ-АА разгонялся до 70 км/ч, перевозить мог 1,5 тонны груза (отсюда и название «полуторка»), а бензина расходвал 19,5л на 100 км. Поначалу кабина автомобиля была деревянной, но уже с октября 1932 года «полуторка» обзавелась цельнометаллической кабиной. Во время войны конструкцию приходилось упрощать как только это было возможно: обтекаемые передние крылья были заменены г-образными гнутыми, кабина опять стала деревянной, исчезли двери, буфера, передние тормоза, а фару зачастую оставляли лишь одну. К концу войны, а именно, с 1943 года, ГАЗ-АА стал постепенно приобретать свой первоначальный облик, однако угловатые крылья и деревянная крыша так и остались на автомобиле до конца его конвейерной жизни. Необходимо отметить, что с 1938 г. началось производство модернизированной «полуторки» ГАЗ-ММ с новым двигателем. Внешне эти машины ничем не отличались от ГАЗ-АА.

Роль «полуторки» в истории СССР трудно переоценить. В 30-е годы эти автомобили трудились на поднятии народного хозяйства молодой страны, во время Великой Отечественной Войны эти грузовики использовались на фронте и в тылу, а после Победы они дослуживали свой век на восстановлении разрушенной войной державы.

Особенно велика роль ГАЗа-АА была в годы войны. «На 23 июня 1941 года в Красной Армии насчитывалось 151,000 «полуторок». Сложно сказать, что было бы, если бы армия не получила в кратчайший срок еще 200 000 единиц автомобильного транспорта, изъятых из народного хозяйства буквально в течение нескольких месяцев. Основная доля этого транспорта приходилась, естественно, на полуторатонный ГАЗ-АА.

Смогла бы выстоять Москва 18 ноября 1941 года, если бы не молниеносная и масштабная мобилизация грузового транспорта, которая позволила в кратчайшие сроки перебросить из удаленных уголков страны большие подкрепления военных частей?» (Д. Дашко «Десять фактов из жизни «полуторки»»; журнал «Комтранс» 02/2012). Кстати, именно о водителях «полуторки» ГАЗ-АА была в своё время написана знаменитая военная песня «Дорожка фронтовая».

ГАЗ-АА наряду с ЗИС-5 доставлял продовольствие в блокадный Ленинград по «Дороге жизни». Первая автоколонна из 60 «полуторок» пошла по льду 22 ноября 1941 года.

Всего стандарных ГАЗ-АА и его модификаций в СССР было выпущено чуть менее миллиона (а именно 908,000). До 1951 года каждым вторым автомобилем, выпущенным в Союзе, был бортовой ГАЗ-АА, а «полуторки» на ходу можно было встретить в хозяйствах разных уголков страны вплоть до начала 80-х годов. «Полуторка» послужила базой для создания целой серии автомобилей: модернизированного ГАЗ-ММ, самосвала ГАЗ-410, трёхрёхосного грузовика ГАЗ-ААА, газогенераторного ГАЗ-42, полугусеничного ГАЗ-60, броневика БА-10, автобусов ГАЗ-03-30,  ГАЗ-03-33, ГАЗ-05-193 и ГАЗ-55. Полный список автомобилей, созданных на основе ГАЗ-АА, можно посмотреть здесь.

Масштабная модель ГАЗ-АА впервые была выпущена в СССР предприятием «Двигатель». Модель эта была несколько грубовата, однако, у неё были открывающиеся двери кабины. Также модель «полуторки» была выпущена в рамках журнальной серии «Автолегенды СССР», но вышла она, мягко говоря, не совсем удачной и не очень соответствующей прототипу. Гораздо более качественную масштабную копию ГАЗ-АА выпустила фирма НАП («Наш Автопром»).

Однако, на мой взгляд (мнение исключительно субъективное), наиболее детальной и правдоподобной моделью ГАЗ-АА является изделие мелкосерийной мастерской ALF, представленное на фотографиях выше.

ГАЗ-АА, Полуторка — советский грузовик, история разработки и эксплуатация, конструкция и характеристики, достоинства и недостатки, модификации, использование в армии

Советский грузовик ГАЗ-АА

Становление советского автомобилестроения начиналось с очень простой по своей конструкции машины, которая, однако, принесла огромную пользу как в обычной «гражданской» жизни, так и в ходе Великой Отечественной войны. Это был грузовик ГАЗ АА, представлявший собой переработанную копию американского автомобиля Ford-AA. Подобно танкам Т-34, многие «полуторки» впоследствии стали памятниками, причем вполне заслуженно.

Содержание

История разработки автомобиля

Появление легендарной «полуторки» стало следствием контракта, подписанного в мае 1929-го года Высшим советом народного хозяйства (ВСНХ) СССР и знаменитой американской компанией  Ford Motor. Это соглашение предусматривало строительство нового автомобильного завода, а также налаживание серийного производства небольшого грузовика и легковой машины с предоставлением всей необходимой для этого технической документации.

Интересно, что в те годы США не имел с Советским Союзом дипломатических отношений, что не помешало Генри Форду принять личное участие в переговорах и последующем подписании договора. По всей видимости, американские капиталисты относились тогда к СССР куда более «прагматично», чем в последующие десятилетия.

Место для строительства автозавода было выбрано еще в апреле 1929-го – выбор пал на Нижний Новгород. Этот город, как известно, стоит на берегу Волги и к нему подходит немало транспортных артерий, что довольно удобно для развертывания крупного индустриального комплекса.

Предприятие должно было начать с выпуска двух базовых моделей, представлявших собой копии автомобилей Ford-A и Ford-AA. Обе эти машины появились в 1926-м году и считались на тот момент вполне современными.

Грузовик Ford-AA, изготовленный в 1929-м году

Кроме того, представителям СССР очень понравилась сравнительная простота конструкции, хорошо заметная даже на чертежах, а также практичность предложенных Фордом образцов.

Строительство нижегородского завода завершилось в начале 1932-го года. Между тем, еще в 1930-м году компания Ford Motors приступила к поставке машинокомплектов – по сути, готовых, но разобранных грузовиков Ford-AA. Сборка их осуществлялась на поспешно созданном «временном» заводе, на базе которого впоследствии возникло предприятие по выпуску автобусов. Это «отверточное производство» помогло инженерам будущего ГАЗа как следует ознакомиться с конструкцией американского грузовика и выдвинуть ряд предложений по её улучшению.

Изменены были следующие узлы автомобиля:

• механизм рулевого управления;
• картер сцепления;
• кузов;
• воздушный фильтр.

Первый грузовик с этими улучшениями сошел с конвейера 29 января 1932 года. Поначалу он именовался НАЗ-АА. Но в конце этого же года Нижний Новгород стал Горьким, и аббревиатуру пришлось обновить – теперь она выглядела как ГАЗ-АА.

Следующим шагом стала окончательная «локализация». Требовалось обеспечить независимость предприятия от иностранных поставщиков. Добиться этого удалось в 1933-м – отныне в конструкции грузовика присутствовали только советские комплектующие.

Еще год спустя было освоено изготовление достаточно современной для тех лет металлической кабины. Из другого материала (дерматина) делалась только крыша. Ранее же приходилось использовать прессованный картон и древесину, как на «оригинале».

Модернизация грузовика

ГАЗ-410 – самосвал на базе ГАЗ-АА. Выпускался, начиная с 1936 года

Первое существенное обновление конструкции ГАЗ-АА было выполнено в 1938-м году, спустя шесть лет после начала серийного производства. Подвеска грузовика стала более прочной, модернизации подвергся карданный вал и рулевой механизм. Главным же изменением стала установка нового, более мощного мотора (50 лошадиных сил).

Внешне модернизированный грузовик не отличался от исходной модели, поэтому его продолжали называть ГАЗ-АА, хотя иногда используется и другое обозначение – ГАЗ-ММ (то есть то же, что и у нового двигателя машины).

После начала Великой Отечественной войны конструкцию горьковского грузовика пришлось упростить с целью наращивания объемов выпуска. В частности, была оставлена только одна фара, вместо прежних металлических дверей появились матерчатые, борта кузова стали неоткидными. Эта «мобилизационная» модификация машины получила обозначение ГАЗ-ММ-В. Кроме того, на передних колесах таких автомобилей перестали устанавливать тормоза, а крылья приобрели угловатую форму.

В таком виде грузовики выпускали вплоть до 1944 года, после чего на них «вернулись» передние тормоза и вторая фара. Отличить автомобили последних лет серийного производства от довоенных ГАЗ-ММ можно было по дверям – теперь они стали деревянными (сказывался дефицит металла).

В Горьком сборка этих машин полностью прекратилась в 1949-м году. Тем не менее массовое производство ГАЗ-ММ продолжалось – ранее его освоили в Ульяновске на заводе УльЗИС (известный сегодня как УАЗ) и продолжали как минимум еще целый год. Общее количество таких грузовичков в конечном счете превысило 800 000.

Особенности конструкции

Чертежи основных проекций автомобиля ГАЗ-АА

Все узлы и агрегаты грузовика ГАЗ-АА и его последующих модификаций монтировались на прочной раме, изготовленной из стали методом штамповки. Обе оси машины подвешивались на рессорах. Задние колеса не имели никаких амортизационных устройств, а передние передавали нагрузку на раму при помощи толкающих штанг.

Основными элементами трансмиссии являлись карданный вал и четырехступенчатая коробка переключения передач. Никаких синхронизаторов не предусматривалось (в те годы это было вполне обычное явление).

Свое название «полуторка» автомобиль получил благодаря «штатной» грузоподъемности. Машина могла перевозить до 1500 кг – не намного меньше собственного веса. Для облегчения погрузки и выгрузки борта прямоугольного кузова были сделаны откидными со всех трёх сторон – по бортам и сзади.

Тормозная система ГАЗ-АА не отличалась сложностью устройства. Механические тормоза включались при помощи тросов, соединявших расположенную в кабине педаль со всеми колесами.

Четырехцилиндровый рядный двигатель ГАЗ-А с рабочим объемом в 3,285 литра мог развить до 40 лошадиных сил и был способен создать крутящий момент 165 Нм. Интересной особенностью этого мотора являлось то, что он успешно работал на всех существовавших в то время сортах бензина и даже на керосине (при определенных условиях).

При изготовлении грузовика и запасных частей к нему использовались в основном низкосортная сталь и чугун. Содержание более дорогих материалов было крайне незначительным. Довольно часто эти грузовики эксплуатировались без аккумуляторов и стартеров – двигатель заводили по старинке, при помощи специальной ручки.

Внутри кабины «полуторки» очень тесно. Хорошо видна крайне простая «приборная панель»

Топливная система с современной точки зрения выглядит очень странно. Бензонасос, например, вообще отсутствует. Бак расположен прямо перед местом водителя, с горловиной на капоте. Поступление топлива происходит самотёком.

Технические характеристики

«Полуторка» — это довольно лёгкая по своему весу машина, технические характеристики которой можно свести в следующую таблицу:

Длина автомобиля	5,335 м
Ширина	1,77 м
Высота	1,75 м
Клиренс	0,2 м
Колесная база	3,34 м
Собственная масса	1810 кг
Запас хода	215 км
Скорость	До 70 км/ч
Количество мест в кабине	2 (обычно ездил только водитель)
Грузоподъемность	1,5 тонны

Разумеется, характеристики различных модификаций «полуторки» несколько отличались от приведенных в таблице.

В особенности это касается трёхосного автомобиля ГАЗ-ААА и бронеавтомобилей, сделанных на его базе.

Особенности эксплуатации «полуторки» в годы войны

Еще в довоенные годы ГАЗ-АА стал самым массовым советским грузовиком и основным автомобилем Красной Армии. Простота устройства, позволявшая при необходимости выполнить ремонт даже в самых сложных условиях, предельная лёгкость обслуживания и прочность конструкции сделали эту машину идеально подходящей для использования в войсках.

Одна из бесчисленных армейских «полуторок» в годы войны

Общее количество военных «полуторок»  составляло к 22 июня 1941 года более 151 тысячи штук.

Фронтовая эксплуатация показала, что в конструкцию машины заложены значительные резервы. Порой на ГАЗ-АА ухитрялись перевозить по три тонны, то есть вдвое больше «паспортной» грузоподъемности. Вполне приемлемой оказалась и проходимость автомобиля, а там, где её оказывалось недостаточно, могли использоваться его особые модификации. Машина использовалась на всех фронтах, и повсюду «полуторка» в годы войны зарекомендовала себя как одно из наиболее надежных транспортных средств.

Совершенно особую роль сыграл ГАЗ-АА в спасении голодающих жителей окруженного немецкими и финскими войсками Ленинграда. Как известно, единственным способом доставки продуктов в блокированный город были перевозки по «Дороге жизни», проложенной по льду Ладожского озера. Несмотря на суровую зиму, пройти таким путём мог далеко не каждый грузовик. Небольшая и сравнительно лёгкая «полуторка» стала в этой трагической ситуации настоящим спасением.

Каждую ночь на протяжении всей зимы 1941-1942 года водители ГАЗ-АА совершали по четыре, иногда по шесть рейсов, доставляя в Ленинград продукты питания и лекарства. «Полуторки» в это время перестали даже восприниматься как обычные бездушные машины, они превратились в символ спасения человеческих жизней.

«Полуторки» на пути в блокированный Ленинград

Модификации и варианты автомобиля

Помимо грузовика ГАЗ-ММ, ставшего естественным продолжением исходной модели, выпускались и другие модификации «полуторки»:

1. ГАЗ-42 и ГАЗ-43 – газогенераторные версии грузовика, появившиеся одновременно с ГАЗ-ММ. Между собой эти два варианта отличались по типу топлива: ГАЗ-43 ездил на угле, а ГАЗ-42 – на самых обыкновенных дровах;
2. ГАЗ-44. Этот автомобиль получил газобаллонное оборудование. Топливом мог быть метан, светильный газ или коксовый газ. Такие машины строились только в 1939-м;
3. ГАЗ-60. Полугусеничный грузовик повышенной проходимости. Выпускался с 1938 по 1943 год;
4. ГАЗ-ААА – трёхосная модификация. Две пары колес являлись ведущими, что увеличило проходимость машины. Повысилась и грузоподъемность (до двух тонн). Эти грузовики производились, начиная с 1934 и заканчивая 1943 годом.

Отдельно следует упомянуть об автомобиле ГАЗ-410, серийный выпуск которого начался в 1936 году. Первоначально его назвали ГАЗ-С1 – литера «С», как утверждают некоторые источники, обозначала «Свердлов».

Фактически эта машина, сделанная на базе ГАЗ-АА, является первым советским самосвалом. Механизма опрокидывания кузова у автомобиля не имелось – вместо этого использовалась сила тяжести. Водителю достаточно было повернуть стопорный рычаг и разблокировать грузовую платформу, которая после этого наклонялась назад. Пустой кузов, наоборот, под воздействием собственного веса возвращался в исходное положение.

Кроме того, на базе ГАЗ-АА изготавливались автобусы ГАЗ-03-30 (количество пассажиров — 17). Производство их выполнялось на том самом сборочном заводе, который исходно создавался для сборки американских машинокомплектов.

ГАЗ-55 – санитарная машина на базе «полуторки»

В армии «полуторка» освоила множество самых разных «профессий». Наиболее удачной военной модификацией стала санитарная машина М-55 (или ГАЗ-55). Этот автомобиль использовался в годы войны почти столь же широко, как и обычный грузовик. Применялась «полуторка» также в качестве передвижной радиостанции, противохимической лаборатории, мобильной электростанции и прожекторной установки.

Современным водителям ГАЗ-АА едва ли понравился бы. Управление таким автомобилем требует значительных физических усилий, которые придется прикладывать и к педалям, и к рулю. Отсутствие синхронизаторов у коробки передач также не вызывает позитивных эмоций. Кабина этой машины отличается теснотой, потолок довольно низок – рослым людям трудно поместиться внутри ГАЗ-АА.

Как ни странно, в 40-е годы недостатком «полуторки» считалась слабость её рамы. Эти претензии предъявлялись теми же людьми, которые перегружали машину вдвое. Разумеется, при такой сверхнормативной эксплуатации рассчитывать на несгибаемость рамы не приходилось.

Преимущества же ГАЗ-АА достаточно очевидны:

1. «Неубиваемость» основных узлов, в том числе мотора грузовика;
2. Простота ремонта машины;
3. Низкая себестоимость автомобиля, позволявшая выпускать его в больших количествах.

В целом же конструкция ГАЗ-АА к началу 40-х годов всё-таки устарела и постепенно становилась всё более отсталой. Заменить «полуторку» планировали на куда более совершенный ГАЗ-51, но помешала война.

Памятник «полуторкам», доставлявшим продовольствие по «Дороге жизни». Надпись на постаменте гласит: «Памяти машины-солдата»

Так или иначе, знаменитая «полуторка» сыграла огромную роль в истории развития советской экономики 30-40-х годов прошлого века, не говоря уже о том вкладе, который внёс этот автомобиль в победу над фашистской Германией.

Уравнение альвеолярного газа — StatPearls

Введение

Уравнение альвеолярного газа используется для расчета парциального давления альвеолярного кислорода, поскольку невозможно собрать газы непосредственно из альвеол. Уравнение полезно для расчета и точной оценки PaO2 внутри альвеол. Переменные в уравнении могут влиять на PaO2 внутри альвеол при различных физиологических и патофизиологических состояниях.

Уравнение альвеолярного газа

Patm — атмосферное давление (на уровне моря 760 мм рт. ст.), Ph3O — парциальное давление воды (приблизительно 45 мм рт. ст.). FiO2 – это доля вдыхаемого кислорода. PaCO2 — парциальное давление углекислого газа в альвеолах (в нормальных физиологических условиях от 40 до 45 мм рт. ст.). RQ — дыхательный коэффициент. Значение RQ может варьироваться в зависимости от типа диеты и метаболического состояния. RQ различен для углеводов, жиров и белков (среднее значение составляет около 0,82 для человеческого рациона). Косвенная калориметрия может обеспечить более точное измерение RQ путем измерения VO2 (поглощение кислорода) и VCo2 (выработка углекислого газа).

RQ = количество произведенного CO2/количество потребленного кислорода

На уровне моря альвеолярный PAO2 равен:

Тремя основными переменными уравнения являются атмосферное давление, количество вдыхаемого кислорода и уровень углекислого газа. Каждый из них имеет важное клиническое значение и может помочь объяснить различные физиологические и патофизиологические состояния.[1]

Функция

Функция уравнения альвеолярного газа заключается в расчете альвеолярно-артериального градиента O2 (градиент A-a).

Оценка градиента A-a:

Градиент A-a увеличивается от 5 до 7 на каждые 10 % увеличения FiO2.

Артериальное PO2 можно определить путем получения газов артериальной крови. С помощью уравнения альвеолярного газа можно рассчитать парциальное давление внутри альвеол.

Углекислый газ — очень важная переменная в уравнении. PO2 в альвеолах может значительно изменяться при колебаниях уровня углекислого газа в крови и альвеолах. Если повышение содержания CO2 значительно, это может привести к вытеснению молекул кислорода, что вызовет гипоксемию.

Поскольку атмосферное давление снижается с увеличением высоты, уравнение альвеолярного газа помогает рассчитать PAO2 в альвеолах. Это важно для правильного выявления развившейся гипоксемии из-за снижения атмосферного давления и последующего лечения с помощью соответствующих дополнительных уровней кислорода.

Вопросы, вызывающие озабоченность

Выведенное уравнение альвеолярного газа основано на предположении об установившемся состоянии. Уравнение будет действительным только в том случае, если допущения, на которых оно было построено, остаются верными. Условия низкого FiO2 могут нарушать стационарное состояние. Таким образом, некоторые врачи и ученые предлагают использовать развернутую форму уравнения. В клинической практике полное уравнение альвеолярного газа не обеспечивает соответствующей повышенной точности, и приведенного выше сокращенного уравнения достаточно для расчета PO2 в альвеолах.

Клиническая значимость

Атмосферное давление

Увеличение высоты снижает атмосферное давление; таким образом, для любого заданного FiO2 в атмосфере меньше PO2, а в альвеолах меньше PAO2. Например, вдыхание 21 % кислорода на уровне моря приведет к альвеолярному PO2, близкому к 100 мм рт. ст., в то время как вдыхание того же % кислорода на горе Эверест (при атмосферном давлении 263 мм рт. ртутного столба

По мере подъема атмосферное давление падает. Это может привести к гипоксемии и вызвать множество физиологических изменений. [1][2][3]

Симптомы (в порядке убывания частоты):

• Головные боли

• Усталость

• Тошнота

• Рвота

• Потеря аппетита

• Головокружение

• Раздражительность

• Нарушенный сон

Происходит ряд физиологических изменений, которые позволяют организму функционировать в среде с низким содержанием кислорода. Этот процесс постепенной адаптации известен как акклиматизация. Это увеличивает частоту и глубину дыхания, сердечный выброс, артериальное давление и выработку эритропоэтина и 2,3-дифосфоглицерата (2,3-ДФГ). Без надлежащей акклиматизации и/или дополнительного кислорода у человека могут возникнуть высокогорный отек мозга, острая горная болезнь и высокогорный отек легких.

С другой стороны, повышение атмосферного давления может оказывать существенное влияние на организм, увеличивая количество растворенного кислорода в крови. Гипербарическая кислородная камера используется для лечения сильного отравления угарным газом, декомпрессионной болезни и незаживающих язв.

Вдыхаемый кислород

Кислород используется в организме человека для выполнения окислительного фосфорилирования и производства аденозинтрифосфата (АТФ), который в дальнейшем используется в ферментативных реакциях в качестве основной формы энергии. Кислород имеет высокий окислительно-восстановительный потенциал и является последним акцептором электронов в цепи переноса электронов. У пациентов с гипоксемией обычно отмечаются одышка и одышка. Если гипоксия тяжелая, у них может развиться тяжелый лактоацидоз, цианоз, обмороки и аритмии.[4][5]

Уравнение альвеолярного газа помогает нам рассчитать разницу альвеолярного и артериального градиента PO2 (A-a).

Каждые 10 % увеличения вдыхаемой фракции кислорода увеличивают парциальное давление доступного кислорода в альвеолах примерно на 60–70 мм рт.ст. [6].

Если вводится больше FiO2, чем требуется, это может привести к увеличению PO2 в альвеолах, а если вводить в течение длительного периода времени, это может привести к повреждению легких. Более высокие уровни кислорода могут быть опасны для пациентов с терминальной стадией хронической обструктивной болезни легких, поскольку их дыхательный драйв зависит от гипоксии (с PO2 около 60 мм рт. ст.).

Гипероксигенация за счет увеличения PO2 в альвеолах и плазме в процессе интубации или процедурной седации в сознании очень полезна и может быть легко понята с помощью уравнения альвеолярного газа. Например, на уровне моря без дополнительной подачи кислорода и в нормальном физиологическом состоянии расчетное значение PO2 внутри альвеол составляет примерно 100 мм рт. ст.

Для 100% кислорода:

PAO2 = (760 — 47) x 1 — (40 / 0,8)

(713) x 1 — 50 = 663 мм рт.ст.

Но, если пациенту дают 100% кислород в той же ситуации, РО2 может достигать 663 мм рт.ст. В нормальных физиологических условиях это дает врачу от 8 до 9 минут для успешной интубации, прежде чем парциальное давление кислорода у пациента упадет ниже 60 мм рт.ст. и станет очевидной десатурация при пульсоксиметрии.

При патологических состояниях, сопровождающихся нарушением диффузии (застойная сердечная недостаточность, пневмония, альвеолярное кровотечение) без предварительной оксигенации, у врача может быть от нескольких секунд до нескольких минут, прежде чем у пациента произойдет десатурация. В этих тяжелых патологических состояниях рекомендуется, чтобы опытный клиницист попытался выполнить интубацию. В этих условиях можно использовать двухуровневое положительное давление в дыхательных путях (BIPAP) для предварительной оксигенации и даже гипервентиляции пациента, если он гемодинамически стабилен, в сознании, бодрствует и способен защитить дыхательные пути.

Углекислый газ

Углекислый газ является конечным продуктом углеводного обмена. Он транспортируется эритроцитами, в основном связанными с гемоглобином, в легкие из периферических тканей, где он диффундирует и позволяет гемоглобину связывать кислород (эффекты Бора и Холдейна).

Важно отметить, что любое увеличение содержания углекислого газа должно приводить к снижению PO2. Например, если пациент находится на комнатном воздухе с 0,21 FiO2 и находится на уровне моря, при повышении PaCO2 с 40 до 80 PAO2 снижается со 100 до примерно 60, и у пациента разовьется гипоксемия. Это подчеркивает важность непрерывной капнографии и пульсоксиметрии, особенно во время процедур, при которых используется седация в сознании.

В условиях гипоксии нормальной реакцией является гипервентиляция и увеличение минутной вентиляции для выдыхания большего количества углекислого газа, что снижает парциальное давление углекислого газа и в некоторой степени увеличивает PO2. Например, снижение PCO2 на 10 мм рт. ст. в альвеолах приведет к увеличению PO2 примерно на 10–12 мм рт. ст., что может быть очень значительным при острых и хронических болезненных процессах. Это очень важно как адаптация для выживания.[7]

Другие вопросы

Уравнение альвеолярного газа имеет некоторые ограничения, особенно при низком атмосферном давлении и низком FiO2 во вдыхаемом воздухе. В процессе акклиматизации, выраженного ацидоза и отравления угарным газом физиология и патофизиология организма существенно изменяются, и уравнение не может быть надежно использовано.

Улучшение результатов работы команды здравоохранения

Уравнение альвеолярного газа используется для расчета парциального давления кислорода в альвеолах, поскольку невозможно собрать газы непосредственно из альвеол. Уравнение полезно для расчета и точной оценки PaO2 внутри альвеол.

Ссылки

1.

Diehl JL, Mercat A, Pesenti A. Понимание гипоксемии на ECCO ₂ R: вернуться к уравнению альвеолярного газа. Интенсивная терапия Мед. 2019Фев; 45 (2): 255-256. [PubMed: 30324288]

2.

Башар Ф.Р., Вахедиан-Азими А., Фарзанеган Б., Гохарани Р., Шоджаи С., Хатамян С., Мосавинасаб СММ, Хошфетрат М., Хатир МАК, Томдио А., Миллер А.С., МОРЗАК Совместная. Сравнение коэффициентов неинвазивной и инвазивной оксигенации для диагностики острого респираторного дистресс-синдрома после операции аортокоронарного шунтирования: проспективное когортное исследование деривации и проверки. J Cardiothorac Surg. 2018 27 ноября; 13 (1): 123. [Бесплатная статья PMC: PMC6260696] [PubMed: 30482210]

3.

Ван Итерсон Э.Х., Олсон Т.П. Использование уравнений «идеального» альвеолярного воздуха и скорректированного PCO ₂ в конце выдоха для оценки артериального PCO ₂ и физиологического мертвого пространства во время физической нагрузки у пациентов с сердечной недостаточностью. Int J Кардиол. 2018 01 января; 250:176-182. [Бесплатная статья PMC: PMC5701822] [PubMed: 29054325]

4.

Zavorsky GS, Hsia CC, Hughes JM, Borland CD, Guénard H, van der Lee I, Steenbruggen I, Naeije R, Cao J, Din ч -Сюань АТ. Стандартизация и применение определения поглощения оксида азота в легких при одном дыхании. Eur Respir J. 2017 Feb;49(2) [PubMed: 28179436]

5.

Конкин Дж. Эквивалентная высота над уровнем моря и уравнение альвеолярного газа. Aerosp Med Hum Perform. 2016 Январь; 87 (1): 61-4. [PubMed: 26735235]

6.

Рой Т. К., Секомб Т.В. Теоретический анализ детерминант диффузионной способности легких по кислороду. Дж Теор Биол. 2014 21 июня; 351: 1-8. [Бесплатная статья PMC: PMC4070740] [PubMed: 24560722]

7.

Нос Х. [Условия, при которых изменяются уравнения альвеолярного воздуха, и условия компенсации насыщенного водяного пара в этих уравнениях]. Масуи. 2005 г., апрель; 54 (4): 427-35. [В паблике: 15852634]

Физиология, альвеолярно-артериальный градиент кислорода – StatPearls

Paris J. Hantzidiamantis; Эрик Амаро.

Информация об авторе и организациях

Последнее обновление: 6 июня 2022 г.

Введение

Градиент А-а или альвеолярно-артериальный градиент измеряет разницу между концентрацией кислорода в альвеолах и артериальной системе. Градиент А-а имеет важное клиническое значение, поскольку он может помочь сузить дифференциальную диагностику гипоксемии. Расчет градиента A-a выглядит следующим образом:

Где PAO2 представляет альвеолярное давление кислорода, а PaO2 представляет артериальное давление кислорода. Артериальное давление кислорода (PaO2) можно определить непосредственно с помощью анализа газов артериальной крови (ABG) или оценить с помощью анализа газов венозной крови (VBG). Альвеолярное давление кислорода (PAO2) нелегко измерить напрямую; вместо этого он оценивается с использованием уравнения альвеолярного газа:

(Дополнительную информацию см. в статье об уравнении альвеолярного газа.)

 В идеальной системе не будет градиента A-a: кислород будет диффундировать и выравниваться через капиллярную мембрану. , а давление в артериальной системе и альвеолах будет равным (что приводит к нулевому градиенту А-а). Однако в легких существует физиологическое несоответствие V/Q из-за неоднородности апикальной и базилярной перфузии и вентиляции. Это несоответствие частично является причиной небольшой разницы в напряжении кислорода между альвеолами и артериальной кровью. Таким образом, существует физиологический градиент А-а, который меняется в зависимости от возраста пациента. Ожидаемый градиент A-a можно оценить с помощью следующего уравнения:

Значение, рассчитанное для градиента А-а пациента, позволяет оценить, вызвана ли его гипоксия дисфункцией альвеолярно-капиллярной единицы, из-за которой он будет повышаться, или другой причиной, при которой градиент А-а будет на уровне или ниже вычисленное значение с использованием приведенного выше уравнения. [1]

Вопросы, вызывающие озабоченность

Градиент A-a рассчитывается с использованием альвеолярного напряжения кислорода, оцениваемого по уравнению альвеолярного газа (PAO2 = (Patm — Ph3O) FiO2 — PaCO2/RQ). Уравнение альвеолярного газа справедливо только в стационарных условиях.[1]

Сотовый уровень

Альвеолы ​​являются функциональными единицами легких. Альвеолярная стенка состоит в основном из клеток, называемых пневмоцитами. Есть два известных типа пневмоцитов; тип I и тип II. Пневмоциты типа I, составляющие от 90% до 95% альвеолярной стенки, являются эффективными газообменниками из-за их тонкой пластинчатой ​​структуры, при этом компромиссом является их неспособность к репликации и восприимчивость к токсическим повреждениям. Пневмоциты типа II составляют большую часть оставшихся клеток в альвеолах. Пневмоциты типа II секретируют легочный сурфактант, который является важным фактором снижения поверхностного натяжения в альвеолах и, таким образом, предотвращения ателектаза. Более того, они являются митотически активными клетками и заменяют легко повреждаемые пневмоциты I типа.[2]

Вовлеченные системы органов

Чтобы понять градиент А-а, прежде всего важно понять взаимодействие между сосудистой системой и легкими. Сердце служит насосной системой организма, выталкивая богатую кислородом кровь к периферическим тканям и возвращая бедную кислородом кровь обратно к сердцу. Давайте представим одиночный эритроцит, путешествующий по телу. Начнем с левого желудочка. В этой точке контура эритроциты сильно насыщены кислородом после прохождения через легочные капилляры. Сердце сокращается, проталкивая клетку через аорту в артериальную систему организма. Оттуда клетка будет перемещаться в капиллярное русло периферических тканей, будь то почки, печень, мышцы, кожа, мозг или любая другая ткань, получающая кровь. Капилляры имеют тонкие стенки, что позволяет газам диффундировать через их мембраны. В периферических тканях кислород покидает эритроциты, пересекает стенку капилляра и поглощается клеткой. Там он будет играть жизненно важную роль в клеточном дыхании. Эритроциты, теперь лишенные кислорода, будут продолжать продвигаться по телу и возвращаться к сердцу через венозную систему. Он пройдет через правую сторону сердца и в конечном итоге пройдет через систему легочных артерий. Он снова поступает в тонкостенные капилляры, где происходит газообмен с соседними альвеолами. Однако теперь кислород диффундирует из альвеол через капилляры в деоксигенированные эритроциты. Недавно насыщенные кислородом эритроциты проходят через легочную венозную систему и впадают в левое предсердие и, наконец, возвращаются в исходную точку, левый желудочек.

Функция

Функция градиента А-а состоит в том, чтобы помочь определить источник гипоксемии. Измерение помогает определить этиологию гипоксемии как внелегочную (вне легких) или внутрилегочную (внутри легких) [1].

Клиническое значение

Градиент А-а имеет клиническое значение у пациентов с гипоксемией неустановленной этиологии. Градиент А-а можно классифицировать как повышенный или нормальный. Причины гипоксемии попадают в любую категорию. Чтобы лучше понять, какие этиологии гипоксемии относятся к той или иной категории, я проведу простую аналогию. Думайте о путешествии кислорода по телу, как о реке. Дыхательная система послужит первой частью реки. Затем представьте водопад из этой точки, ведущий ко второй части реки. Водопад представляет собой альвеолярную и капиллярную стенки, а вторая часть реки представляет собой артериальную систему. Река впадает в озеро, которое может представлять перфузию органов-мишеней.

Когда пациент находится в состоянии гипоксемии, в его организме наблюдается патологически низкое парциальное давление кислорода, что приводит к тканевой гипоксии, ведущей к повреждению клеток и, в конечном итоге, к их гибели и некрозу. Используя нашу аналогию, уменьшение потока через реку в конечном итоге приведет к высыханию озера, что может представлять собой явление гипоксемии. Градиент А-а помогает определить, где имеется обструкция кровотока. [1]

Например, рассмотрим гиповентиляцию. У пациентов может наблюдаться гиповентиляция по разным причинам; некоторые из них включают угнетение ЦНС, нервно-мышечные заболевания, такие как миастения, плохая эластичность грудной клетки, наблюдаемая при кифосколиозе, или у пациентов с переломами позвонков и многие другие. У пациентов с плохой вентиляцией отсутствует напряжение кислорода во всей артериальной системе, помимо дыхательной системы. Таким образом, река будет иметь уменьшенный сток на обоих участках. Поскольку и «А», и «а» уменьшаются одновременно, градиент между ними останется в нормальных пределах (даже если оба значения уменьшатся). Таким образом, у пациентов с гипоксемией вследствие гиповентиляции градиент А-а будет в пределах нормы.[5]

Теперь рассмотрим пневмонию. Пациенты с пневмонией имеют физический барьер в альвеолах, ограничивающий диффузию кислорода в капилляры.[6] Однако эти пациенты могут проводить вентиляцию легких (в отличие от пациентов с гиповентиляцией), что приводит к хорошей оксигенации дыхательных путей (А) с плохой диффузией кислорода через альвеолярно-капиллярную единицу и, таким образом, к снижению уровня кислорода в артериальной крови (а) . В этом случае затор возник бы у водопада в нашем примере, ограничивая сток воды только через вторую часть реки. Таким образом, пациенты с гипоксемией вследствие пневмонии будут иметь неадекватно повышенный градиент А-а (из-за нормального «А» и низкого «а»).[5]

Применение этой аналогии к различным причинам гипоксемии должно помочь определить, следует ли ожидать повышенный или нормальный градиент А-а. Как правило, любая патология альвеолярно-капиллярной единицы приводит к высокому градиенту А-а.[7][8][9][10]

Контрольные вопросы

• Доступ к бесплатным вопросам с несколькими вариантами ответов по этой теме.

• Комментарий к этой статье.

Каталожные номера

1.

Шарма С., Хашми М.Ф., Бернс Б. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 22 августа 2022 г. Уравнение альвеолярного газа. [PubMed: 29489223]

2.

Хан Ю.С., Линч Д.Т. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 8 мая 2022 г. Гистология легких. [PubMed: 30521210]

3.

Сатиш М., Тади П. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 8 мая 2022 г. Физиология сосудов. [В паблике: 31194409]

4.

Амадор С., Вебер С., Варакалло М. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 8 августа 2022 г. Анатомия, грудная клетка, бронхи. [PubMed: 30726038]

5.

Бхутта Б.С., Алгула Ф., Берим И. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 9 августа 2022 г. Гипоксия. [PubMed: 29493941]

6.

Regunath H, Oba Y. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 15 ноября 2022 г. Внебольничная пневмония. [В паблике: 28613500]

7.

Antoine MH, Mlika M. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 22 сентября 2022 г. Интерстициальное заболевание легких. [PubMed: 31082128]

8.

Basit H, Wallen TJ, Sergent BN. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 13 февраля 2023 г. Синдром Эйзенменгера. [PubMed: 29939577]

9.

Ossa Galvis MM, Bhakta RT, Tarmahomed A, Mendez MD. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 31 января 2023 г. Цианотическая болезнь сердца. [В паблике: 29763177]

10.

Принц Т.С., Турман Дж., Хюбнер К. StatPearls [Интернет]. Издательство StatPearls; Остров сокровищ (Флорида): 12 июля 2022 г. Острая горная болезнь. [PubMed: 28613467]

Раскрытие информации: Paris Hantzidiamantis заявляет об отсутствии соответствующих финансовых отношений с неправомочными компаниями.

Раскрытие информации: Эрик Амаро заявляет об отсутствии соответствующих финансовых отношений с неправомочными компаниями.