Транспорт газов кровью

Кислород транспортируется в двух формах:

· Растворенная в плазме крови. Она незначительная, всего лишь 3 мл кислорода растворены в 1 литре, что в масштабах потребностей организма в кислороде крайне мало.

· В связанном состоянии с гемоглобином. В таком виде в 1 литре крови находится 190 мл кислорода.

Гемоглобин, соединённый с кислородом называется оксигемоглобином, а оксигемоглобин, отдавший кислород называется восстановленным, или дезоксигемоглобином. А количество гемоглобина в крови взрослого человека в норме колеблется от 140 до 170 г/л у мужчин и от 120 до 150 г/л у женщин. И всё это количество гемоглобина связываться с кислородом. В этом случае можно говорить о таком понятии, как кислородная ёмкость крови. Кислородная ёмкость крови – это то количество кислорода, которое связывается кровью до полного насыщения всего гемоглобина.

Известно, что молекула гемоглобина, независимо от того, какого она типа, имеет по 4 свободных конца, каждый из которых способен связывать 1 атом кислорода, т.е. вместе 4 атома кислорода. А так как 1 ммоль гемоглобина равен 64,5 грамму, а 1 ммоль кислорода – 22,4 мл, то, умножив это значение на 4 и разделив на молярность гемоглобина, получим, что 1 грамм гемоглобина способен транспортировать кислород в объёме 1,36-1,34 мл. И эта величина называется константой Гюфнера.

Учитывая то, что в 1 литре крови содержится в среднем около 140 грамм гемоглобина, то, умножив это количество на количество кислорода, которое может связать 1 грамм гемоглобина, т.е. на константу Гюфнера, мы и получим 190.

Количество кислорода, которое может произвести 100% насыщение гемоглобина, называется кислородной ёмкостью гемоглобина. Прослеживается выраженная взаимосвязь степени насыщения гемоглобина кислородом и его парциальным давлением в альвеолярном воздухе. Поэтому истинное количество кислорода, которое связывается с гемоглобином и плазмой крови называется кислородная ёмкость крови. В норме артериальная кровь насыщается, или оксигенируется, или сатурнируется кислородом на 97%.

На кривую диссоциации гемоглобина оказывают влияние много факторы. В частности рН и температура среды. При повышении сродства гемоглобин легче и быстрее присоединяет к себе кислород, в то время, как при уменьшение сродства, кислород легче и быстрее отсоединяется от гемоглобина.

Сродство гемоглобина к кислороду повышают увеличение напряжения кислорода, снижение содержания углекислого газа в крови, а также нарушение образования в эритроцитах 2,3-дифосфоглицерата.

Снижение температуры крови и повышении рН среды в сторону алкалоза, т.е. кривая сдвигается влево, насыщение гемоглобина кислородом облегчается. В то время как сдвиг вправо, т.е. уменьшение рН с 7,4, которое бывает в норме и повышении температуры крови, приводит к более легкому отсоединения кислорода от гемоглобина.

Изменение свойств гемоглобина под влиянием ионов водорода называется эффектом Бора.

Усиленная физическая работа и заболевания, протекающие с повышением температуры и мышечной дрожью, также должны сдвигать эту кривую вправо, так как и в одном, и во втором случае будет необходимо отдавать для усиленной метаболической активности больше кислорода.

Кислородный каскад:

Если мы с вами проследим последовательность изменений парциального давления кислорода, начиная с атмосферного воздуха, где он создаёт напряжение в 159 мм рт.ст., то в альвеолярном воздухе парциальное содержание кислорода снижается до 102 мм рт.ст., в артериальной крови до 100 мм рт.ст., а в тканевой жидкости – до 60–40 мм рт.ст. В клеточной микросреде отмечается напряжение кислорода в 40 мм рт.ст., а в цитоплазме клеток, в зависимости от состояния активности, парциальное давление кислорода становится около 10-20 мм рт.ст. А в месте его окончательного нахождения – в митохондриях, снижаясь почти до нулевого значения. Конечно же, необходимо всегда помнить, что все эти расчёты происходят при условном взятии атмосферного давления в 760 мм рт.ст., которое отмечается на уровне моря.

Далее мы рассмотрим транспорт углекислого газа, чей путь из клеток в альвеолы осуществляется из плазмы крови и эритроцитов, где углекислый газ находится в 3-х видах:

1. Эта часть СО_2, которая свободно растворяется в плазме крови и составляет 5–10%.

2. Другая, большая часть СО₂, составляющая 80 – 90%, находится в химической связи в виде бикарбонатов, причём в плазме крови– это бикарбонат Na, а в эритроцитах – бикарбонат К.

3. И третья, также как связанная фракция, составляющая 5 – 10%, эта та часть углекислого газа_, которая соединена с карбаминовыми соединениями эритроцитов (карбаминогемоглобин).

4. 1-2% в виде карбаминовых соединений белков плазмы крови.

Путь углекислого газа от клетки до выдыхаемого воздуха, подобно кислороду осуществляется по типу каскада с перепадом градиента от уровня своего внутриклеточного максимуму в 60 и более мм рт.ст., до 47 мм рт.ст. в венозной крови. Откуда он переходит в альвеолярный воздух, где его парциальное давление равно 40 мм рт.ст., а далее, с выдыхаемым воздухом – в атмосферу, где содержание углекислого газа равно всего лишь 0,3 мм рт.ст.

Часть бикарбоната выходит из эритроцитов в плазму крови, благо для этого мембрана эритроцитов легко проницаема для анионов, взаимодействует с натрием и образуется бикарбонат натрия NaНСО₃. На место ушедшего аниона, для поддержания статического равновесия, в эритроцит поступает анион хлора. В организме анион хлора соединяется с калием, образуя КCl. В самом эритроците НСО₃ соединяется с калием, образуя КНСО₃, оксигемоглобин распадается, кислород уходит в ткани, а гемоглобин присоединяет протон водорода, превращаясь в восстановленный гемоглобин. В эритроците образуется карбаминовая группировка СО₂+Н₂О+NН₂

На уровне легких из крови приносящей СО₂ в различных видах происходит освобождение СО₂ из связей. Карбгемоглобин освобождает СО₂, карбаминовая группировка распадается на Н₂О и СО₂ и NН₂, её бикарбонат на анионовый остаток и СО₂. Освободившийся СО₂ поступает в альвеолярный воздух и выдыхается в атмосферу., образующаяся вода образует водяные пары и частично возвращается в кровь.

Дата добавления: 2013-12-14