Материал:

и в 70 лет достигает 70 мм рт. ст. Уменьшение напряжения кислорода в артериальной крови ниже нормального уровня называют гипоксемией, но насыщения кислородом тканей существенно не меняется, пока Ро2 не становится меньше 60 мм рт. ст.

Парциальное давление СO 2 в артериальной крови в норме составляет 40 мм рт. ст. и характеризует состояние альвеолярной вентиляции. Увеличение Рсо2 выше нормы называют гиперкапнией, уменьшение - гипокапнией.

ДИФФУЗИЯ ГАЗОВ

Диффузия газов через альвеолярно-капиллярную мембрану является вторым этапом процесса дыхания. Из приведенной табл. 11.2 видно, что в выдыхаемом воздухе существенно больше СO 2 и менее 02 чем в атмосферном. Однако известно, что значительную часть выдыхаемого воздуха составляет газ мертвого пространства, не участвует в газообмене, поэтому за основу градиентов концентрации O2 и С0O2 берут альвеолярный газ, в котором на 30% меньше 02 и в 200 раз больше СО2, чем в атмосферном, то есть во вдыхаемом воздухе. Итак, парциальное давление этих газов в альвеолах составляет для O2 - 100 мм рт. ст. (13,3 кПа), для СО2 - 40 мм рт. ст. (5,3 кПа).

В венозной крови /, поступающего в легкие для обмена газами из альвеол, напряжение O2 составляет 40 мм рт.ст. (5,3 кПа), а СО2 - 46 мм рт. ст. (6,1 кПа). Таким образом, альвеолярно-капиллярная разница напряжения O2 составляет 100 - 40 = 60 мм рт. ст., а С02 - 46 - 40 = 6 мм рт. ст. Именно образован градиент давления газов между кровью и альвеолами становится движущей силой диффузии кислорода и углекислого газа, то есть газообмена в легких (рис. 11.12).

Согласно закону Фика, скорость переноса газа (V g ) прямо пропорциональна: градиента давления по обе стороны мембраны (ΔΡ) поверхности, через которую происходит диффузия (S) коэффициента диффузии (К); и обратно пропорциональна толщине мембраны (L):

Приведенная формула может объяснить диффузию СО2 при его меньшей в 10 раз градиенту парциального давления (6 мм рт. Ст. Для СО2 и 60 мм рт. Ст. Для O2). Эта способность альвеолярно-капилярноимембраны проводить газ за 1 мин при градиенте давления 1 мм рт. ст. получила название диффузионная способность легких (D):

где К - коэффициент диффузии Крога, прямо пропорционален коэффициенту растворимости газа и обратно пропорционален молекулярной массе газа.

РИС. 11.12. Газообмен между альвеолярной смесью газов и кровью легочных капилляров

Коэффициент растворимости СО2 в липидах клеточных мембран, воде и сурфактанта в 25 раз больше, чем для кислорода, поэтому, несмотря на меньший градиент давления (6 мм рт. Ст.), СО2 проходит через альвеолярно-капиллярную мембрану быстрее, чем O2 (хотя градиент давления - 60 мм рт. ст.).

Диффузное поверхность (S) - общая площадь всех альвеол, вентилируемые, составляет у человека 50-90 м2. На вдохе она увеличивается, на выдохе - уменьшается. В состоянии покоя газообмена используется только часть газообменной поверхности альвеол. При физической нагрузке она существенно увеличивается благодаря резерва, который является достаточно большим. Подтверждением этому являются люди с одним легким, полностью удовлетворяет потребности в кислороде в состоянии покоя, но при большой физической нагрузке его не хватает.

Путь диффузии газа определяется толщиной альвеолярно-капиллярной мембраны, разделяющей две среды: жидкое в капилляре и газовое в альвеолы (рис. 11.13).

Эта мембрана состоит из мономолекулярного слоя сурфактанта, одного ряда эпителиальных клеток, базальной мембраны стенки альвеол, межклеточного пространства между альвеолой и капилляром, базальной мембраны капилляра и одного ряда эпителиальных клеток стенки капилляра. Толщина мембраны колеблется в пределах 0,3-0,7 мкм. Если до толщины мембраны добавить еще слой плазмы крови и толщину мембраны эритроцита, то даже при этом средняя диффузное расстояние будет составлять около 1 мкм.

РИС. 11.13. Путь транспорта газов через альвеолярно-капиллярную мембрану

ТРАНСПОРТИРОВКА ГАЗОВ КРОВЬЮ

Переносчиком O2 от легких к тканям и С02 от тканей в легкие является кровь. В растворенном состоянии в плазме крови дыхательных газов переносится мало. 6 основном они транспортируются в связанном состоянии.

Транспортировку кислорода. Количество растворенного в крови кислорода составляет 0,03 мл на 1 л крови / мм рт. ст. В артериальной крови Ро2 = 100 мм рт. ст., поэтому в 1 л ее транспортируется растворенного кислорода только 3 мл.

Главная часть O2 транспортируется кровью в виде химического соединения с гемоглобином - оксигемоглобин: Нb + O2 → НbO2. В связи с тем, что гемоглобин состоит из 4 субъединиц, 1 моль гемоглобина может связать 4 моли О2. Это означает, что 1 г Нb присоединяет 1,34 мл O2 (число Хюфнер). Зная число Хюфнер (1,34) и количество гемоглобина ВИЧ крови (150 г), можно рассчитать кислородную емкость крови (КЕК), которая составит: 1,34 мл O2 • 150 = 200 мл О2 / л. КЕК - это максимальное количество O2, который может связать кровь при полном насыщении гемоглобина кислородом.

Однако в естественных условиях гемоглобин оксигенуеться не полностью. Согласно закону действующих масс, насыщения гемоглобина кислородом (в%) зависит от напряжения кислорода (Ро2) в крови. Графически эту зависимость отражает так называемая кривая диссоциации оксигемоглобина, что S-образную форму (рис. 11.14). Комбинация первого гема в молекуле Нb с O2 усиливает сродство второго тему для O2, а оксигенация другой - усиливает сродство третьего и так далее, следовательно, родство Нb для четвертой молекулы O2 в несколько раз больше, чем для первой.

Когда напряжение O2 равна 0, в крови находится восстановленный гемоглобин - дезоксигемоглобин. Повышение напряжения O2 сопровождается увеличением количества оксигемоглобина, но этот прирост имеет не линейный характер, а S-образный. Особенно быстро нарастает концентрация оксигемоглобина при повышении Ро2 от 10 до 40 мм рт. ст. При Ро2 равном 60 мм рт. ст. оксигемоглобин достигает 90%. При дальнейшем нарастании Ро2 насыщения гемоглобина крови идет очень медленно и кривая диссоциации переходит из крутого к пологому роста.

Пологая часть свидетельствует, что в этих условиях содержание оксигемоглобина мало зависит от напряжения кислорода (Ро2) и его парциального давления во вдыхаемом и альвеолярном воздухе. Например, при поднятии на высоту 2 км атмосферное давление снижается с 760 до 600 мм рт. ст., а содержание оксигемоглобина - на 3%. Таким образом, пологая часть кривой диссоциации отражает способность связывать большее количество 02, несмотря на умеренное снижение парциального давления во вдыхаемом воздухе.

Крутой наклон среднего участка кривой диссоциации оксигемоглобина свидетельствует о благоприятной ситуации для отдачи кислорода тканям. При необходимости органов в кислороде он должен высвобождаться в достаточном количестве даже в условиях отсутствия значительных сдвигов Ро2 в артериальной крови. В состоянии покоя Ро2 в области венозного конца капилляра составляет 40 мм рт. ст. (5,3 кПа), что соответствует 73 % насыщения (см. Рис. 11.14).

РИС. 11.14. Кривая диссоциации оксигемоглобина в норме - красная линия, и под влиянием родственных кислорода факторов - коричневая и синяя. Стрелочки вверх - увеличение величины действующих факторов, вниз - их уменьшения. Факторами, влияющими на сродство гемоглобина к кислороду, являются: pH, Рсо2, температура, концентрация 2,3-дифосфоглицерата (2,3-ДФГ), HbF

Смещение кривой диссоциации оксигемоглобина вправо. Уменьшение pH, увеличение Рсо2, повышение температуры крови, увеличение концентрации в эритроцитах 2,3-ДФГ сдвигает кривую справа - это значит, что при том же Ро2 диссоциация оксигемоглобина увеличивается: НЬ + 02 "- НЬ02. Это имеет место в капиллярах, которые приносят кровь к мышцам во время физической работы, когда снижается pH, повышается Рсо2, растет температура крови.

Эритроциты богаты 2,3-ДФГ, который является продуктом гликолиза. Это високообминний анион, который присоединяется к β-цепей дезоксигемоглобином. Один моль дезоксигемоглобином связывает 1 моль 2,3-ДФГ: НbO2 + 2.3-ДФГ → Нb-2,3-ДФГ + O2.

К факторам, которые влияют на концентрацию 2.3-ДФГ в эритроцитах, принадлежит pH. Поскольку ацидоз ингибирует гликолиз в эритроцитах, то при снижении pH концентрация 2,3-ДФГ уменьшается. При гипоксии увеличивается интенсивность гликолиза и соответственно - концентрация 2,3-ДФГ, что способствует увеличению диссоциации оксигемоглобина. Такие изменения имеют место при адаптации человека к гипоксии в условиях высокогорной местности.

Гемоглобин плода - фетальный гемоглобин (HbF) имеет большее сродство к кислороду, чем гемоглобин взрослых - НbА, что облегчает поступление кислорода от матери к плоду.

Смещение кривой диссоциации оксигемоглобина влево. При росте pH, снижении Рсо2, температуры и концентрации 2,3-ДФГ кривая диссоциации оксигемоглобина смещается влево; это означает, что меньше кислорода диффундирует в клетки организма.

Транспортировка СO7. Углекислый газ транспортируется кровью в виде:

Источник: https://studbooks.net/80586/meditsina/fiziologiya

Смотрите также:





ЦЕНОВАЯ ПОЛИТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ НА ПРИМЕРЕ ООО «ДНС РИТЕЙЛ»
_archivetempпротивовоспалительные
_Роджерс Карл, Брак и его альтернативы
- Обратный порядок следования фаз 4
- Сопротивление изоляции 25
!_Лабораторные_работы_1_сем_ОУТС