Физиология дыхания. Внешнее и внутреннее дыхание. Регуляция дыхания, страница 6

Транспорт газов кровью

   О2 и СО2 переносятся кровью в двух формах:

а) в свободной (растворенной) форме ;

б) в связанной форме;

В виде простого физического растворения их содержится  в сравнительно небольшом количестве (О2 - 0,3 %, СО2 - 3,0 %).

Азота в венозной и артериальной крови содержится 1,2 V %, что соответствует простому его физическому растворению. А фактически из крови их можно извлечь: О2 - в 60 раз, а  СО2 - в 18 раз больше, т.е. это свидетельствует о том, что основная форма их переноса - связанная.

Однако состояние физического растворения О2 и СО2 имеет огромное значение. Для того, чтобы связаться с теми или иными веществами, газы сначала должны раствориться в плазме крови, т.е. каждая молекула О2 и СО2 определенное время пребывает в растворенном состоянии, прежде чем она достигнет эритроцитов.

   Транспорт О2 .. Большая часть О2 переносится кровью в виде химического соединения с гемоглобином - оксигемоглобина.         

   1 г гемоглобина способен связать 1,34-1,36 мл О2. Большинство ав-торов в расчет принимают цифру 1,34.

   Зная содержание гемоглобина в крови можно рассчитать ее кислородную емкость.

  1,34 мл О2  x 14,0 г % = 187.6 мл »19.0 V % ( 190 мл/литр).

          Однако степень  оксигенации Hb прежде всего зависит от парциального давления  О2  в той среде,  с которой контактирует кровь. Эта зависимость выражается так называемой кривой диссоциации оксигемоглобина.

     В процессе  поглощения О2 в легких напряжение О2 в крови приближается к рО2, соответствующему  в альвеолах и составляет 96 мм мм рт. ст. При таком напряжении образуется примерно 97 % HbО2.

     Затем даже  при  снижении рО2 в артериальной крови до 60 мм рт. ст. насыщение Hb кислородом считается очень мало и HbО2 составляет 90 %.

     Это имеет важное физиологическое значение: с возрастом или при заболеваниях легких рО2 в альвеолярном воздухе может снижаться и если уровень его не уменьшается ниже 60 мм рт. ст. насыщение крови О2 снижается незначительно и ткани снабжаются им в достаточном количестве.

     Крутая часть кривой соответствует напряжениям О2 , обычным для тканей организма (35 мм Hg и  ниже). Это создает благоприятную ситуацию для отдачи О2 тканям.

     Диссоциация Hb О2 в тканях зависит от интенсивности в них окислительных процессов:  в интенсивно работающих тканях,  органах диссоциация HbО2 повышается, в менее интенсивно работающих тканях, органах диссоциация HbО2 понижается. Почему? Какие факторы влияют на этот процесс?

     1. Температура. При повышении температуре наклон кривой диссоциации HbО2 снижатся и она сдвигается вправо, т.е. диссоциация HbО2 увеличивается. При снижении температуры - уменьшается.

     2. рН. Сдвиг рН в сторону его уменьшения, т.е. увеличение Н+ кривая диссоциация HbО2 сдвигается вправо, т.е. диссоциация увеличивается. Влияние рН на расположение кривой диссоциации HbО2 называется эффектом Бора.

     3. рСО2  в крови.  Чем выше рСО2, тем выше диссоциация HbO2 (кривая сдвигается вправо). Эти факторы снижают сродство О2 к Hb.

     Изменения параметров данных факторов имеют важное  (непосред-ственное) значение для обеспечения  кислородом тканей, а именно в большей степени тех, которые интенсивнее функционируют в данный момент.

     Пример: в работающей мышце  t0 и  СО2 повышаются, а  рН понижается, т.е. появляются факторы способствующие диссоциации HbO2 и обеспечивающие тем самым оптимальное кислородное питание такой мышцы.

     При гипоксических состояниях (при снижении рО2 в тканях) в эритроцитах повышается синтез 2,3-дифосфоглицерата,  который снижает сродство Hb к О2.  Это приведет к диссоциации HbO2 и отдачи О2 тканям.

     Кривая диссоциации  HbF (плода) в силу его большего сродства к О2 по сравнению с HbA (взрослых) сдвинута влево.

     В артериальной крови содержится О2  20 V %, в венозной  12 V %. Следовательно 20 - 12 = 8 V % утилизировалось. Для оценки степени утилизации (использования) кислорода рассчитывают коэффициент использования (утилизации) О2 .

                 V% О2 в артер. крови - V% О2 в венозной крови  х 100

КУО2 = ---------------------------------------------------------------------

                                      V% О2 в артер. крови

     В покое КУО2 = 30 - 40 %. При мышечной работе он повышается до 50 - 60 %.

     Степень насыщения О2 крови измеряется оксигемографом или оксигемометром.

     Транспорт СО2  кровью.

     Переносится: 1) в физически растворенном состоянии.

                            2) в форме химических соединений:

                                   а) кислых солей угольной кислоты;

                                   б) карбогемоглобина.

     В тканях. Образующийся в тканях СО2 переходит в кровь капилляров. В эритроцитах:

СО2 + Н20 ® Н2СО3

     Процесс увеличивается в 20 000 раз ферментом карбоангидразой. Этот процесс протекает только в эритроцитах (карбоангидразы в плазме нет).  В капиллярах легких этот фермент,  наоборот, катализирует  расщепление Н2СО3.

     В эритроцитах часть СО2 + Hb ® карбогемоглобин.

     Поскольку в результате этих процессов напряжение СО2 в эритроцитах не повышается,  то все новые порции СО2 диффундируют в эритроциты. Вместе с тем в эритроцитах повышается концентрация ионов НСО3-, часть которых поступает в плазму крови. Взамен им в эритроциты поступают ионы Сl-,  отрицательные заряды которых  уравниваются  положительными ионами К+. В плазме нарастает содержание бикарбонатов (NaHCO3). В эритроцитах KHCO3.      Оксигемоглобин является  более сильной кислотой, чем угольная,  поэтому HbO2 вытесняет К+ из бикарбонатов и переносится в виде соли КНbO2.

     В капиллярах КНbO  отдает О 2  и превращается в КНb.

     Из него угольная кислота, как более сильная, вытесняет К+.

     KHbO2  + H2CO® ННb + О2 + КНСО3

Следовательно,  превращение HbO2 в гемоглобин сопровождается увеличением способности крови связывать СО2. Это явление получило название эффект  Холдена.

     Таким образом: