Парциальное давление газов в разных средах (в-мм рт. столба).
Молекулы газа переходя т из области большего его парциального давления в област ь более низкого парциального давления.
Транспорт кислорода. Из общего количества кислорода, который содер-жится в артериальной крови, только 0,3 об% растворено в плазме, остальное количество кислорода переносится эритроцитами, в которых он находится в химической связи с гемоглобином, образуя оксигемоглобин. Присоединение кислорода к гемоглобину (оксигенация гемоглобина) происходит без измене-ния валентности железа.
173
Глава 9. Дыхание
Степень насыщения гемоглобина кислородом, т. е. образование оксигсмо-глобина, зависит от напряжения кислорода в крови. Эта зависимость выража-ется графиком диссоциации оксигсмоглобина (рис. 34).
Когда напряжение кислорода в крови равно нулю, в крови находится толь-ко восстановленный гемоглобин. Повышение напряжения кислорода приводит
к увеличению количества оксигсмоглобина. Особенно быстро уровень оксигс-моглобина возрастает (до 75%) при увеличении напряжения кислорода от К) до 40 мм рт. ст., а при напряжении кислорода, равного 60 мм рт. ст. насыщение
г емоглобина кислородом достигает 90%. При дальнейшем повышении напря-жения кислорода насыщение гемоглобина кислородом идет- очень медленно и соот ветствует процессам, происходящим в лег ких. Крут ая часть графика соот - ветствует напряжению кислорода в тканях, где происходит диссоциация окси-гемоглобина.
Сродство гемоглобина к кислороду изменяется в зависимости от многих факторов. Если сродство гемоглобина к кислороду повышается, то процесс идет в сторону образования оксигемоглобина и график диссоциации смеща-ется влево. Это наблюдается при снижении напряжения углекислого газа при понижении температуры, при сдвиге рН в щелочную сторону.
174
Транспорт газов кровью.
При снижении сродства
гемоглобина к кислороду про-
цесс идет больше в сторону
диссоциации оксигемоглоби-
на, при этом график диссоциа-
ции смещается вправо. Это
наблюдается при повышении
парциального давления угле-
кислого газа, при повышении
температуры, при смещении
рН в кислую сторону.
Кроме градиента давле-
ния, диффузии способствует
также большая поверхность
контакта альвеол и легоч-
ных капилляров — до 120 м2.
Большая диффузионная по-
верхность и высокая скорос ть
диффузии газов определяют
хорошую диффузионную спо-
собность легких — объем газа,
проходящего через суммарную
поверхность легочной мем-
браны всех вентилируемых
альвеол обоих лег ких за 1 мин
при градиенте давления газа
1 мм рт.ст. Этот показатель в
покос для 02 составляет около
25 мл/мин* мм рт.ст, для СО -
около 600 мл/мин* мм рт.ст.
Максимальное количество кислорода, которое может связать кровь при полном насыщении гемоглобина кислородом, называется кислородной емко-стью крови. Она зависит от содержания гемоглобина в крови. Один грамм ге-моглобина способен присоединить 1,34 мл кислорода, следовательно, при со-держании в крови 140 г/л гемоглобина кислородная емкость крови будет 1,34* 140=187,6 мл или около 19 об%.
Транспорт углекислого газа. В артериальной крови С02 содержится 50-52 об%, а в венозной - 55-58 об%. В растворенном состоянии транспортируется всего 2,5-3 об% углекислого газа, в соединении с гемоглобином - карбгемогло-бином—4-5 об% и в виде солей угольной кислоты 48-51 об%.
175
Глава 9. Дыхание
В тканях организма углекислый газ быстро диффундирует из клеток в ин-терстициальную жидкость и кровь, а из плазмы крови в эритроциты. Соединяясь
с водой, он образует слабую угольную кислоту. В плазме эта реакция идет мед-ленно, а в эритроцитах под влиянием фермента карбоангидразы она ускоряется в 15000 раз. Угольная кислота сразу же диссоциирует на ионы IT1 и НС03~ Значительная часть ионов НС03 выходит обратно в плазму (рис. 35).
Гемоглобин и белки плазмы, являясь слабыми кислотами, образуют соли со щелочными металлами: в плазме с натрием, в эритроцитах с калием. Эти соли находятся в диссоциированном состоянии. Так как угольная кислота об-ладает более сильными кислотными свойствами, чем белки крови, то при ее взаимодействии с солями белков белок-анион связывается с катионом Н', обра-зуя при этом недиссоциированную молекулу, а ион I [СО, - образует с соответ-ствующим катионом бикарбонат - в плазме бикарбонат натрия, а в эритроцитах бикарбонат калия. Эритроциты называют «фабрикой» бикарбонатов.
В легких в первую очередь начинается выход в альвеолы из плазмы крови физически растворенного углекислого газа но градиенту парциальног о давле-ния. Весь С02, связанный с гемоглобином, также покидает организм с выды-хаемым воздухом в результате газообмена в легких. Ион I ICO. поступает из плазмы крови в эритроци т и соединяясь с ионом Н1, образует HjCO,, которая в свою очередь распадается на СО, и Н О. Углекислый газ удаляется легкими, а вода — почками.