Сравнительная характеристика скорости потребления кислорода

некоторыми тканями(Й. Гроте, 2007)

 

Ткань Vo2 (мл) • г-1 • мин-1
Скелетная мышца (в покое) Кора головного мозга Печень Почки (корковое вещество) Сердце: в покое при физической нагрузке 2,5 • 10-3 – 5,0 • 10-3 5,0 • 10-2 – 10 • 10-2 5,0 • 10-2 – 6,0 • 10-2 9,0 • 10-2 – 10 • 10-2 7,0 • 10-2 – 10 • 10-2 до 40 • 10-2

В большинстве тканей кислород не депонируется. Поэтому любое ограничение доставки кислорода кровью или его поступления из крови в клетки тканей приводит к развитию кислородного голодания и замедлению обменных процессов.

Перенос кислорода из артериальной крови в клетки тканей осуществляется путем диффузии его физически растворенной фракции. Эта диффузия реализуется благодаря градиенту (разнице) напряжения кислорода между артериальной кровью и клетками. Вместе с тем, в соответствии с первым законом диффузии Фика, на перенос дыхательных газов из крови в ткани (О2) и в обратном направлении (СО2) влияет не только градиент их напряжения, но и другие параметры, включая: площадь поверхности обмена, величину диффузионного расстояния и диффузионное сопротивление тех сред, через которые осуществляется перенос.

Важнейшим показателем, характеризующим снабжение ткани кислородом, служит его парциальное давление (напряжение) в клетках. Данный показатель в норме имеет промежуточное значение между парциальным давлением кислорода в артериальной крови – около 90 мм рт. ст. (артериальный конец капилляра) и минимальным значением, составляющим около 1 мм рт. ст. Столь широкий диапазон значений РО2 в клетках тканей связан с особенностями распределения напряжения в них кислорода, описываемым моделью «тканевого цилиндра» по Крогу (рис. 1).

Как следует из представленного рисунка, по мере прохождения крови через капилляр, напряжение кислорода в крови вдоль длины капилляра падает с 90 мм рт. ст. (12,0 кПа) в области артериального конца капилляра до 28 мм рт. ст. (3,7 кПа) в области его венозного конца. Эти изменения соответствуют эффективной кривой диссоциации оксигемоглобина. Перпендикулярно продольному градиенту напряжения кислорода направлен радиальный – R2 (поперечный) градиент с разницей между напряжением О2 в крови и в периферических участках цилиндра около 26 мм рт. ст. (3,5 кПа). Т.е. хуже всего снабжаются кислородом клетки, расположенные на наибольшем радиальном удалении от венозного конца капилляра. Расчетная величина напряжения кислорода в них составляет около 1-2 мм рт. ст. (133-266 Па).

 

Рис. 1. Схема распределения напряжения О2 в модели тканевого цилиндра по Крогу; в качестве примера приведен цилиндрический участок тканей коры головного мозга человека, снабжаемый одним капилляром(Й. Гроте, 2007). Пояснения в тексте.  

 

При оценке этих данных принципиально важно, что каждая отдельная клетка выбирает весь кислород из окружающей среды до конца, не испытывая кислородного голода в широком интервале РО2: от 70 до 1-2 мм рт. ст. (Ю.А. Владимиров, 2001). При этом вне зависимости от указанных значений РО2 в пределах данного диапазона скорость потребления кислорода митохондриями в этих клетках будет величиной постоянной.Данное обстоятельство обусловлено высоким сродством к кислороду цитохромоксидазы. В результате в митохондриях обеспечивается нормальное течение окислительных процессов и использование кислорода в качестве конечного акцептора электронов в дыхательной цепи. В том случае, если значения РО2 в клетке окажутся ниже 1 мм рт. ст. (133 Па), т.е. упадут практически до нуля, окисление восстановленной цитохромоксидазы будет невозможным и транспорт электронов в дыхательной цепи окажется блокированным.

Исходя из особенностей распределения РО2 в клетках нормально кровоснабжаемых тканей, очевидно, что хотя большая часть этих клеток находится в состоянии нормоксии, в ткани всегда будут присутствовать клетки, где значения РО2 окажутся ниже уровня критического напряжения кислорода, т.е. пребывающих в состоянии как бы аноксии. В нормальных условиях доля таких клеток невелика, но она значительно возрастает при нарушении транспорта кислорода или его диффузии в ткани (рис. 2).

 

Рис. 2. Гистограммы регионального парциального давления О2 в клетках, расположенных у поверхности коры головного мозга кошки в условиях артериальной нормоксии (А; Ра = 96 мм рт. ст. = 12,8 кПа), умерен­ной артериальной гипоксии (Б; Ра = 52 мм рт. ст. = 7,0 кПа) и тяжелой артериальной гипоксии (В; р =31 мм рт. ст. = 4,2кПа) (Й. Гроте, 2007). По мере снижения РО2, в артериальной крови распределения сдвигаются в сторону все более низких величин РО2, что проявляет­ся в значительном увеличении числа измеренных значе­ний РО2 в пределах 0-5 мм рт. ст. (0-0,7 кПа). При тяжелой артериальной гипоксии возникает выраженная тканевая гипоксия с аноксией многих клеток коры го­ловного мозга.

 

Таким образом, в ткани клетки могут находиться в каждый данный момент времени лишь в одном из двух состояний: нормоксии или аноксии. Отсюда следует, что количественной характеристикой степени гипоксии тканей служит доля клеток, которые лишены кислорода от общего числа клеток тканей, а степень гипоксии для данной клетки определяется той частью времени, которую данная клетка проводит в условиях отсутствия кислорода (Ю.А. Владимиров, 2001).








Дата добавления: 2015-02-05; просмотров: 984; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию, введите в поисковое поле ключевые слова и изучайте нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам понравился данный ресурс вы можете рассказать о нем друзьям. Сделать это можно через соц. кнопки выше.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2019 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.006 сек.