Система дыхания состоит из шести основных звеньев.
1. Газовый состав поступающего в организм воздуха (экзогенный фактор) . Воздух в легкие может попадать естественным путем при обычном дыхании атмосферным воздухом; с помощью принудительной вентиляции аппаратом искусственного дыхания в период наркоза и, наконец, через оксигенатор, минуя легкие, в период искусственного кровообращения.
2. Вентиляционная функция легких, включающая механику дыхания, легочные объемы и, в конечном счете, объем и равномерность альвеолярной вентиляции. С этого момента судьба О2 и СО2 целиком зависит от состояния системы дыхания (эндогенный фактор). Поступающий в легкие воздух должен равномерно распределиться по всей дыхательной поверхности и поступить в альвеолы для соприкосновения с альвеолярно-капилляр-ной мембраной.
3. Альвеолярно-капиллярная мембрана, представляющая собой сложный конгломерат, диффузионная способность которого опреляется разностью давлений О2 и СО2 по обе стороны мембраны и ее функциональным состоянием.
Все перечисленные 3 звена системы дыхания составляют легочное дыхание, т. е. функцию аппарата внешнего дыхания.
4. Дыхательная функция крови и кислотно-щелочное равновесие. Как известно, в обычных условиях 99,7% кислорода переносится гемоглобином, заключенным в эритроцитах, и только 0,3 об. % приходится на растворенный кислород в плазме. От функции гемоглобина, его количества, а также от напряжения и содержания поступающего кислорода и от кислотно-щелочного равновесия, т. е. от постоянства среды, зависит способность гемоглобина связывать кислород и транспортировать его к тканям. В отношении СО2 большое значение имеет как гемоглобин и эритроцит в целом, так и плазма, ибо СО2 в основном транспортируется не только эритроцитами, но и плазмой в виде бикарбоната натрия и свободно растворенной СО2, количество которой гораздо больше, чем свободно растворенного кислорода.
5. Диссоциация оксигемоглобина, обусловленная сродством гемоглобина к кислороду, которое зависит от состояния кислотно-щелочного равновесия крови, а также от разности парциальных давлений между кровью и тканями со стороны О2 и СО2, причем на диссоциацию оксигемоглобина большое влияние оказывает СО2.
Известно, что нормальная диссоциация оксигемоглобина при дыхании атмосферным воздухом может происходить при СО2 не ниже 40 мм рт. ст.
Процесс диссоциации углекислоты развивается в 24 раза быстрее диссоциации оксигемоглобина. Это объясняется в первую очередь тем, что процесс диссоциации СО2 ускоряется карбоангидразой. В процессе диссоциации оксигемоглобина нет биологического укорителя — фермента. В связи с этим диссоциация оксигемоглобина — процесс более медленный и сложный, зависящий от многих факторов. При графическом изображении диссоциация оксигемоглобина напоминает латинскую букву S. Диссоциация СО2 при графическом изображении имеет более прямолинейный характер.