Киснева ємність крові. Газообмін між кров’ю та тканинами.

Гази в крові знаходяться в двох станах: фізично розчиненому і хімічно зв'язаному. Розчинення відбувається відповідно до закону Генрі, згідно з яким кількість газу, розчиненого в рідині, прямо пропорційно парціальному тиску цього газу над рідиною. На кожну одиницю парціального тиску в 100 мл крові розчиняється 0,003 мл О₂ або 3 мл/л крові.

Кожний газ має свій коефіцієнт розчинності. При температурі тіла розчинність СО₂ в 25 разів більше, ніж О₂. Через гарну розчинності вуглекислоти в крові і тканинах СО₂ переноситься в 20 разів легше, ніж О₂. Прагнення газу переходити з рідини в газову фазу називають напругою газу. У звичайних умовах в 100 мл крові знаходиться в розчиненому стані всього 0,3 О₂ мл і 2,6 мл СО₂. Газообмін кисню між альвеолярним повітрям і кров'ю відбувається завдяки наявності концентраційного градієнта О₂ між цими середовищами. Транспорт кисню починається в капілярах легень, де основна маса О₂, що надходить в кров, вступає в хімічну зв'язок з гемоглобіном. Гемоглобін здатний вибірково зв'язувати О₂ і утворювати оксигемоглобін (НbО₂). Один грам гемоглобіну пов'язує 1,36 – 1,34 мл О₂, в 1 літрі крові міститься 140 – 150 г гемоглобіну. На 1 грам гемоглобіну доводиться 1,39 мл кисню. Отже, у кожному літрі крові максимально можливе вміст кисню в хімічно пов'язаної формі складе 190 – 200 мл О₂ або 19 об% – це киснева ємність крові. Кров людини містить приблизно 700 – 800 г гемоглобіну і може пов'язувати 1 л кисню.

Під кисневої ємністю крові розуміють кількість О₂, яка зв'язується кров'ю до повного насичення гемоглобіну. Зміна концентрації гемоглобіну в крові, наприклад, при анеміях, отруєннях змінює її кисневу ємність. Насичення крові киснем виражає відношення кількості пов'язаного кисню до кисневої ємності крові, тобто під насиченням крові О₂ увазі відсоток оксигемоглобіну по відношенню до наявного в крові гемоглобіну. У звичайних умовах насичення О₂ складає 95 – 97%. При диханні чистим киснем насичення крові О₂становить 100%, а при диханні газовою сумішшю з низьким вмістом кисню відсоток насичення падає. При 60 – 65% наступає втрата свідомості. Залежність зв'язування кисню кров'ю від його парціального тиску можна представити у вигляді графіка, де по осі абсцис відкладається рО₂ в крові, а по осі ординат відкладається насичення гемоглобіну киснем (НbО₂).

Рисунок 1 – Крива дисоціації

оксигемоглобіну

Цей графік – крива дисоціації оксигемоглобіну, або сатураційна крива, що показує, яка частка гемоглобіну в даній крові пов'язана з О₂ при тому чи іншому його парціальному тиску, а яка – дисоційована, тобто вільна від кисню. Крива дисоціації має S-подібну форму (рис. 1). Плато кривої характерно для насиченої О₂ (сатурірованої) артеріальної крові, а крута спадна частина кривої – венозної, або десатурірованої, крові в тканинах.

Спорідненість кисню до гемоглобіну і здатність віддавати О₂ в тканинах залежить від метаболічних потреб клітин організму і регулюється найважливішими чинниками метаболізму тканин, що викликають зсув кривої дисоціації. До цих факторів належать: концентрація водневих іонів, температура, парціальний напруга вуглекислоти і з'єднання, яке накопичується в еритроцитах – це 2,3-діфосфогліцератфосфат (ДФГ). Зменшення рН крові викликає зрушення кривої дисоціації вправо, а збільшення рН крові – зрушення кривої вліво. Внаслідок підвищеного вмісту СО₂ в тканинах рН також менше, ніж у плазмі крові. Величина рН та вміст СО₂ в тканинах організму змінюють спорідненість гемоглобіну до О₂. Їх вплив на криву дисоціації оксигемоглобіну називається ефектом Бора (Х. Бор, 1904). При підвищенні концентрації водневих іонів і парціального напруги СО₂ в середовищі спорідненість гемоглобіну до кисню знижується. Цей «ефект» має важливе пристосувальне значення: СО₂ в тканинах надходить в капіляри, тому кров при тому ж рО₂ здатна звільнити більше кисню. Утворений при розщепленні глюкози метаболіт 2,3-ДФГ також знижує спорідненість Нb до О₂. На криву дисоціації оксигемоглобіну впливає також і температура. Зростання температури значно збільшує швидкість розпаду оксигемоглобіну і зменшує спорідненість гемоглобіну до О₂. Збільшення температури в працюючих м'язах сприяє звільненню О₂. Зв'язування О₂ гемоглобіном знижує спорідненість його аміногруп до СО₂ (ефект Холдена). Дифузія СО₂ із крові в альвеоли забезпечується за рахунок надходження розчиненого в плазмі крові СО₂ (5 – 10%), з гідрокарбонатів (80 – 90%) і, нарешті, з карбамінових з'єднань еритроцитів (5 – 15%), які здатні дисоціювати.

Вуглекислий газ в крові знаходиться в трьох фракціях: фізично розчинений, хімічно зв'язаний у вигляді бікарбонатів і хімічно пов'язаний з гемоглобіном у вигляді карбогемоглобін. У венозної крові вуглекислого газу міститься всього 580 мл. При цьому на частку фізично розчиненого газу припадає 25 мл, на частку карбогемоглобін – близько 45 мл, на частку бікарбонатів – 510 мл (бікарбонатів плазми – 340 мл, еритроцитів – 170 мл). В артеріальній крові вміст вугільної кислоти менше. Від парціального напруги фізично розчиненого вуглекислого газу залежить процес зв'язування СО₂ кров'ю. Вуглекислота надходить в еритроцит, де є фермент карбоангідрази, який може в 10 000 разів збільшити швидкість утворення вугільної кислоти. Пройшовши через еритроцит, вугільна кислота перетворюється в бікарбонат і переноситься до легень.

Еритроцити переносять в 3 рази більше СО₂, ніж плазма. Велика частина СО₂ транспортується в організмі у зв'язаному стані у вигляді гідрокарбонатів та карбамінових з'єднань, що збільшує час обміну СО₂. Крім фізично розчиненого в плазмі крові молекулярного СО₂ із крові в альвеоли легень дифундує СО₂, який вивільняється з карбамінових з'єднань еритроцитів, завдяки реакції окислення гемоглобіну в капілярах легені, а також з гідрокарбонатів плазми крові в результаті їх швидкої дисоціації за допомогою ферменту карбоангідрази, що міститься в еритроцитах. Цей фермент в плазмі відсутній. Бікарбонати плазми для звільнення СО₂ повинні спочатку проникнути в еритроцити, щоб піддатися дії карбоангідрази. У плазмі перебуває бікарбонат натрію, а в еритроцитах – бікарбонат калію. Мембрана еритроцитів добре проникна для СО₂, тому частина СО₂ швидко дифундує з плазми всередину еритроцитів. Найбільша кількість бікарбонатів плазми крові утворюється за участю карбоангідрази еритроцитів.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
ВИСНОВОК	\|	Структури ЦНС, що регулюють ритм дихання. Роль центральних і периферійних рецепторів, дихальних центрів у забезпеченні газового гомеостазу.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.