Парциальное давление газов в разных средах (в-мм рт. столба).

Среда Р02 РС02 РН2О PN2

Воздух в альвеолах 102 40 47 571

Артериальная кровь 90 40 47 571

Венозная кровь 40 46 47 571

Молекулы газа переходят из области большего его парциального давления

в область более низкого парциального давления.

Транспорт кислорода.Из общего количества кислорода, который содержится 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 изменения валентности железа.

Сдвиг влево - легче насыщение кислородом:< t <Pco₂> pH

Сдвиг вправо - легче отдача кислорода: > t > Pco₂ < pH

Степень насыщения гемоглобина кислородом, т. е. образование оксигемоглобина, зависит от напряжения кислорода в крови. Эта зависимость выражается графиком диссоциации океигемоглобина.

Когда напряжение кислорода в крови равно нулю, в крови находится только восстановленный гемоглобин. Повышение напряжения кислорода приводит к увеличению количества оксигемоглобина. Особенно быстро уровень оксигемоглобина возрастает (до 75%) при увеличении напряжения кислорода от 10 до 40 мм рт. ст., а при напряжении кислорода, равною 60 мм рт. ст. насыщение гемоглобина кислородом достигает 90%. При дальнейшем повышении напряжения кислорода насыщение гемоглобина кислородом идет очень медленно и соответствует процессам, происходящим в легких. Крутая часть графика соответствует 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 смещается влево. Это наблюдается при снижении напряжения углекислого газа при понижении температуры, при сдвиге рН в щелочную сторону.

При снижении сродства гемоглобина к кислороду процесс идет больше в сторону диссоциации оксигемоглобина, при этом график диссоциации смещается вправо. Это наблюдается при повышении парциального давления углекислого газа, при повышении температуры, при смещении рН в кислую сторону.

Кроме градиента давления, диффузии способствует также большая поверхность контакта альвеол и легочных капилляров - до 120 м2. Большая диффузионная поверхность и высокая скорость диффузии газов определяют хорошую диффузионную способность легких - объем газа, проходящего через суммарную поверхность легочной мембраны всех вентилируемых альвеол обоих легких за 1 мин при градиенте давления газа 1 мм рт.ст. Этот показатель в покое для 0 2 составляет около

25 мл/мин* мм рт.ст, для С02 - около 600 мл/мин* мм рт.ст.

Максимальное количество кислорода, которое может связать кровь приполном насыщении гемоглобина кислородом, называется кислородной емкостью крови. Она зависит от содержания гемоглобина в крови. Один грамм гемоглобина 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 СО, 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 - карбгемоглобином—4-5 об% и в виде солей угольной кислоты 48-51 об%.

В тканях организма углекислый газ быстро диффундирует из клеток в интерстициальную жидкость и кровь, а из плазмы крови в эритроциты. Соединяясь с водой, он образует слабую угольную кислоту. В плазме эта реакция идет медленно, а в эритроцитах под влиянием фермента карбоангидразы она ускоряется в 15000 раз. Угольная кислота сразу же диссоциирует на ионы Н~ и НСО,~ 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 обладает более сильными кислотными свойствами, чем белки крови, то при ее взаимодействии с солями белков белок-анион связывается с катионом Н", образуя при этом недиссоциированную молекулу, а ион НСО, - образует с соответствующим 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 по градиенту парциального давления. Весь СО,, связанный с гемоглобином, также покидает организм с выдыхаемым воздухом в результате газообмена в легких. Ион НСО, поступает из плазмы крови в эритроцит и соединяясь с ионом Н", образует Н,СО,, которая в свою очередь распадается на СО, и 11,0. Углекислый газ удаляется легкими, а вода - почками.