Выделение через легкие

Через легкие выделяются летучие (при температуре тела) вещества и летучие метаболиты нелетучих веществ. Выведение осуществляется в соответствии с теми же закономерностями, что и резорбция. Основным механизмом процесса является диффузия ксенобиотика, циркулирующего в крови, через альвеолярно-капиллярный барьер. Переход летучего вещества из крови в воздух альвеол определяется градиентом концентрации или парциального давления между средами. Решающими факторами, влияющими на элиминацию, являются:

- объем распределения ксенобиотика;

- растворимость в крови;

- эффективность легочной вентиляции;

- величина легочного кровотока.

Выведение вещества через легкие может быть описано следующим уравнением:

t_1/2 = ln2 [ V_d(Э_p + С)/Э_pC_p] , где

t_1/2 - время полувыведения химического вещества;

V_d - абсолютный объем распределения ксенобиотика в литрах (доза вещества в г, концентрация в крови в г/л);

Э_p - эффективность легочной вентиляции в л/мин;

C_p - скорость легочного кровотока в л/мин;

- коэффициент распределения соединения между кровью и воздухом (определяется растворимостью газа в крови).

У живых существ одного и того же вида величины V_d и полностью определяются свойствами вещества. С увеличением значений объема распределения и растворимости вещества в крови увеличивается и период полувыведения ксенобиотика из организма.

Определяющим показателем скорости диффузии газообразных и летучих соединений через альвеолярно-капиллярный барьер является разница их парциальных давлений в крови и альвеолярном воздухе. Давление пара пропорционально концентрации в крови и обратно пропорционально растворимости. В силу этого у различных веществ с различной растворимостью, не смотря на одинаковую концентрацию, парциальное давление различно. Это может быть выражено уравнением:

Р_D = C_B V_M P_атм / , где

C_B - концентрация веществ в крови (в молях);

V_M - молярный объем идеального газа (22,4 л);

P_атм - атмосферное давление (в паскалях);

- коэффициент распределения в системе кровь/газ.

Растворимость газов и летучих веществ в значительной степени влияет на легочную элиминацию. Чем меньше растворимость, тем быстрее выделяется вещество. При растворимости летучего ксенобиотика в крови человека близкой к 0 в нормальных физиологических условиях t_1/2 равно примерно 13 минутам.

Легочная элиминация также зависит от величины эффективности вентиляции легких и интенсивности кровотока (минутного сердечного выброса). На таблице 1 представлены данные, иллюстрирующие эту зависимость.

Таблица 1. Период полувыведения веществ через легкие (мин) при различных значениях эффективности легочной вентиляции ( Э_Р - л/мин) и сердечного выброса (С_Р - л/мин)

Показатель	Этилен ( =0,140)	Закись азота ( =0,468)	Галотан ( =2,35)	Эфир ( =15,2)
СР = 4 ЭР= 4 6 10	14,8 14,2 13,7	19 17 15,4	43 33 25	210 144 92
ЭР = 6 СР= 3 4 6	18,5 14,2 9,8	21,4 17 12,7	38 33 29	149 144 140

Как следует из приведенных данных, значение величины объема вентиляции существенно сказывается на выведении веществ хорошо растворимых в крови (эфир), интенсивность кровотока в легких прежде всего влияет на скорость элиминации плохо растворимых в крови веществ (этилен, закись азота). Основываясь на представленных данных, можно решить, с помощью каких препаратов (дыхательных аналептиков или стимуляторов сердечной деятельности) можно ускорить выведение летучих и газообразных веществ из организма.

Через легкие из организма выделяются летучие анестетики, летучие органические растворители, фумиганты. Метаболизм некоторых органических соединений проходит с образованием СО₂. Порой до 50% меченного радиоактивным изотопом соединения выделяется в форме ¹⁴СО₂.

Другой способ легочной экскреции реализуется с помощью альвеолярно-бронхиальных транспортных механизмов. В просвет дыхательных путей секретируется жидкость, сурфактант, макрофаги, содержащие ксенобиотики. Секрет, а также адсорбированные на поверхности эпителия частицы аэрозоля, выводятся затем из дыхательных путей благодаря мукоцилиарному восходящему току. Более 90% частиц выводится таким образом из дыхательных путей в гортань в течение часа после ингаляции. Из гортани вещества поступают в желудочно-кишечный тракт.