- •Физиология дыхания
- •1. Общая характеристика дыхания.
- •2. Дыхательный акт.
- •2.1. Отрицательное давление плевральной полости.
- •2.2. Механизм вдоха и выдоха.
- •2.3. Паттерны дыхания.
- •2.4. Характеристика легочной вентиляции.
- •3. Газообмен в легких
- •4. Транспорт газов кровью
- •4.1. Транспорт кислорода
- •4.2. Транспорт двуокиси углерода.
- •5. Транспорт кислорода и углекислого газа в тканях.
- •6. Регуляция дыхания.
- •6.2. Афферентное звено
- •6.3. Нервные центры
- •6.3.2. Легочно-вагусная регуляция дыхания
- •7. Особенности дыхания в различных условиях
4.2. Транспорт двуокиси углерода.
Двуокись углерода, образующаяся в тканях, транспортируется кровью тремя способами.
в виде гидрокарбоната НСОз- плазмы крови и цитоплазмы эритроцитов, образующегося в результате диссоциации угольной кислоты:
Н2О + СО2 = Н2СО3 = Н+ + НСО3- Таким способом транспортируется около 4/5 всего углекислого газа.
в виде химического соединения с дезоксигенированным гемоглобином — карбогемоглобина (около 15 %).
так же как и О2, СО2 переносится в физически растворенном состоянии (3-6% общего количества СО2). Содержание физически растворенной двуокиси углерода в артериальной крови составляет 0,026 мл в 1 мл крови, что в 9 раз превышает количество физически растворенного кислорода.
Содержание СО2 и О2 в крови и тканях активно влияет на рН. Избыток двуокиси углерода ведет к увеличению содержания угольной кислоты и повышению концентрации водородных ионов (ацидоз). Снижение двуокиси углерода вызывает обратную реакцию — развитие защелачивания (алкалоз).
5. Транспорт кислорода и углекислого газа в тканях.
Кислород проникает из крови в клетки тканей путем диффузии, обусловленной разностью (градиентом) его парциальных давлений по обе стороны, так называемого гематопаренхиматозного барьера. Так, среднее Ро2 артериальной крови составляет около 100 мм рт. ст., а в клетках, где кислород непрерывно утилизируется, стремится к нулю.
Напряжение кислорода в тканях в среднем составляет 20-40 мм рт. ст. Однако эта величина в различных участках живой ткани отнюдь не одинакова. Наибольшее значение Ро2 фиксируется вблизи артериального конца кровеносного капилляра, наименьшая — в самой удаленной от капилляра точке («мертвый угол»).
Функция газотранспортной системы организма в конечном счете направлена на поддержание парциального давления кислорода на клеточной мембране не ниже критического, т. е. минимального, необходимого для работы ферментов дыхательной цепи в митохондриях. Для клеток, интенсивно потребляющих кислород, критическое Ро2 составляет около 1 мм рт. ст.
Вместе с тем следует иметь в виду, что напряжение О2 в тканях зависит не только от снабжения кислородом, но и от его потребления клетками. Наиболее чувствительны к недостатку кислорода клетки кардиомиоцитов и нейроны мозга, где окислительные процессы очень интенсивны (реанимация, инфаркт). В отличие от этих клеток, скелетные мышцы относительно устойчивы к кратковременному прекращению кислородного снабжения, т.к. они могут использовать анаэробные процессы получения энергии, а также содержат (особенно красные волокна) миоглобин.
Перенос СО2 из клеток тканей в кровь тоже происходит главным образом путем диффузии, т. е. в силу разности напряжений СО2 по обе стороны гематопаренхиматозного барьера. Среднее артериальное значение Рсо2 в среднем составляет 40 мм рт. ст., а в клетках может достигать 60 мм рт. ст. Локальное парциальное давление углекислого газа и, следовательно, скорости его диффузионного транспорта в значительной мере определяются продукцией СО2 (т. е. интенсивностью окислительных процессов) в данном органе.
По той же причине Рсо2 и Ро2 в различных венах не одинаковы. Так, в крови, оттекающей от работающей мышцы, напряжение О2 гораздо ниже, а напряжение СО2 гораздо выше, чем, например, в крови, оттекающей от соединительной ткани.