Дыхательная функция крови
Кислород (02) в организме может быть в двух состояниях: растворенном в водных средах и связанным с носителем его — гемоглобином. Для того, чтобы понять процессы переноса газов кровью от легких к тканям й обратно, необходимо рассмотреть вопрос о парциальных давлениях (напряжениях) газов и, в частности, кислорода. Парциальное давление 02 в воздухе при нормальном атмосферном давлении 760 мм рт. ст. равно 159 мм рт. ст., т. е. на долю 02 приходится примерно 1 /5 давления, создаваемого всеми газами, содержащимися в воздухе. Поскольку в альвеолярном воздухе доля 02 уменьшается за счет повышения в нем количества углекислоты и водяных паров и составляет примерно 14%,
парциальное давление его в альвеолах равно 100—108 мм рт. ст. Термин «парциальное давление» применим лишь к смеси газов. Согласно закону Генри, растворимость идеальных газов в воде прямо пропорциональна их парциальному давлению над уровнем воды.
Общая схема диффузии и изменения парциального давления 02 в различных средах организма показаны на рис. 17.12. Как следует из этого рисунка, в альвеоле р02 снижается со 150 до 104 мм рт. ст. благодаря наличию выделяющейся углекислоты. Кислород диффундирует через альвеоло-капиллярную мембрану в плазму, и его напряжение в плазме повышается с 40 до 100 мм рт. ст. (см. 17.12). В тканях 02 в силу разности парциальных давлений проникает в клетку (также путем диффузии), где участвует в процессах метаболизма.
Коэффициент растворимости 02 в плазме при температуре 37°С и парциальном давлении 02 в крови 100 мм рт. ст. составляет всего 0,3 об. %. Это означает, что каждые 100 мл нормальной крови могут переносить в растворенном состоянии всего 0,3 мл кислорода. Таким образом, в плазме, если принять, что объем циркулирующей крови равен 5 л (около 2 л эритроцитов и 3 л плазмы), может содержаться при указанных условиях в растворенном состоянии 0,3 мл ■ 30 = 9 мл кислорода. Этого явно недостаточно для поддержания жизнедеятельности организма. Вместе с тем в соответствии с законом Генри, количество растворенного в плазме 02 можно увеличить, если повысить парциальное напряжение его во вдыхаемом воздухе. При этом коэффициент растворимости будет увеличиваться на 0,003 об.% при повышении парциального давления 02 на каждый
1 мм рт. ст. Следовательно, если здоровый человек дышит чистым
02 при нормальном атмосферном давлении 760 мм рт. ст., то коли
чество растворенного в его плазме кислорода (при ОЦК 5 л) состав
ляет: (6601 • 0,003 • 30) мл + 9 мл = 59,4 мл + 9 мл = 68,4 мл.
Если поместить человека в кислородную среду барокамеры и повысить давление до 3 абсолютных атмосфер (что составит парциальное давление кислорода 760 ■ 3 = 2280 мм рт. ст.), то количество растворенного в его плазме 02 возрастает до (68,4 • 3) мл = 205,2 мл. Этим же законам подчиняются и напряжение (парциальное давление), и растворимость 02 в интерстициальной и внутриклеточной жидкости организма.
В организме перенос 02осуществляет гемоглобин, который способен быстро и обратимо присоединять 02 с образованием лабильного соединения оксигемоглобина, согласно обратимой реакции типа НЬ + 02 <-> НЬ02 или, точнее, НЬ + 402 <-> НЬ(02)4, поскольку в молекуле гемоглобина содержится 4 молекулы гема, каждая из которых присоединяет по одной молекуле кислорода. Гемоглобин присоединяет 02 в среде с высоким парциальным давлением 02 и отщепляет его в среде с низким парциальным давлением. Если предположить, что весь гемоглобин находится в состоянии оксигемоглобина, т. е. на 100% насыщен 02, то легко рассчитать, какое количество 02 несет на себе гемоглобин в целом.
Известно, что одна грамм-молекула гемоглобина соединяется с грамм-молекулой кислорода, т. е.
т. е. 1 г гемоглобина может присоединить к себе максимально 1,39 мл кислорода (так называемая константа Гюфнера). Так как нормальное содержание гемоглобина в крови составляет 145—150 г/л, то 100 мл крови могут перенести максимально около 19—21 мл 02 (кислородная емкость крови), а 5 л крови могут максимально содержать около 1000 мл кислорода.
1 За вычетом 100 мл 02, которые обычно содержатся в альвеолярном воздухе.
Как видно из табл. 17.5, на всем протяжении сложного пути 02 от альвеол до тканей происходит постепенное падение парциального давления. Разность парциальных давлений газов в средах, разделенных проницаемыми мембранами (альвеолы, капилляры) является основным фактором, обусловливающим переход 02 и С02 из одной среды в другую (табл. 17.6).
Дата добавления: 2015-07-24; просмотров: 866;