50. Обмен газов в легких. Состав вдыхаемого, выдыхаемого, альвеолярного воздуха. Парциальное давление о2 и со2. Диффузионный обмен газов между альвеолярным воздухом и кровью.

Газообмен в легких осуществляется в результате диффузии кислорода из альвеолярного воздуха в кровь (500 л в сутки) и углекислого газа из крови в альвеолярный воздух (430 л в сутки). Диффузию обес-печивает разность парциального давления этих газов в альвеолярном воздухе и их напряжения в крови.

Парциальное давление газа в газовой смеси пропорционально процентному содержанию газа в ней (табл. 3). Разность парциального давления кислорода (100 мл рт. ст.) и углекислого газа (40 мм рт. ст.) в альвеолярном воздухе является той силой, с которой молекулы этих газов проникают через альвеолярную мембрану в кровь.

В крови газ находится в растворенном свободном состоянии. Сила, с которой молекулы растворенного газа стремятся выйти в газовую среду, называется напряжением газа в жидкости. Если парциальное давление газа выше его напряжения, газ будет растворяться. Если парциальное давление газа ниже его напряжения, то газ будет выхо-дить из раствора в газовую среду.

Диффузия кислорода обеспечивается разностью парциальных давлений, составляющей 60 мм рт. ст. Кровь через капилляры малого круга протекает за 0,7 с, что достаточно для растворения кислорода в крови и перехода оксида углерода в альвеолярный воздух.

Переносчиком газов является кровь. Кислород и углекислый газ переносятся в связанном состоянии. Благодаря особому свойству ге-моглобина вступать в соединение с кислородом и углекислым газом кровь способна поглощать эти газы в значительном количестве. В нор-ме 1 л артериальной крови содержит 180—200 мл кислорода, веноз-ной — 120 мл. Часть кислорода, поглощаемая тканями из артериаль-ной крови, называется коэффициентом утилизации. Одна молекула гемоглобина способна присоединять к себе четыре молекулы кисло-рода, образуя нестойкое соединение оксигемоглобин. 1 г гемоглобина связывает 1,34 мл кислорода. В 100 мл крови содержится 15 г гемогло-бина. При поступлении в ткани оксигемоглобин отдает кислород клеткам, а образовавшийся в результате обмена веществ углекислый газ переходит в кровь и присоединяется к гемоглобину, образуя не-прочное соединение карбгемоглобин.

Вдох – 79,03% азот; 20,94% - кисло-род, 0,03 - СО2.

Выдох – 79,7 азот; 4% - СО2; 16,3 – кислород.

51. Перенос кислорода и углекислого газа кровью. Диссоциация оксигемоглобина и влияние на нее рН, концентрации со2 и температуры.

Основной механизм газообмена в лег-ких – это диффузия в результате разницы парциальных давлений О2 и СО2. Парциальное давление – это давление одного газа, который нах-ся в смеси с другим. О2 и СО2 диффузируют только в раст-воренном состоянии.

Диффузионная способность легких для кислорода очень велика. Это обус-ловлено огромным (сотни миллионов) альвеол и большой их газообменной поверхностью (около 100 м2), а так же малой толщиной альвеолярно-капи-ллярной мембраны.

Диффузионная способность легких у человека примерно = 25 мл О2 в 1 мин в расчете на 1 мм рт.ст. градиента парциальных давлений кислорода.

Диффузия СО2 из венозной крови в альвеолы происходит достаточно легко, т.к. растворимость СО2 в жидких средах в 20-25 раз больше, чем у кислорода.

Дыхат.ф-ция крови – доставка к тка-ням необходимого им кол-ва О2. О2 в крови нах-ся в 2-х состояниях: растворенный в плазме (0,3 об.%) и связанный с гемоглобином (20об.%) – оксигемоглобин. СО2 тоже нах-ся в крови в 2-х состояниях: растворен-ный в плазме (5% всего кол-ва)и химически связанный с др. в-вами (95%) – угольная кислота (Н2СО3), соли угольной кислоты (NaHCO3) и в связи с гемоглобином (HbHCO3).

Отдавший кислород гемоглобин счи-тают восстановленным или дезокси-гемоглобином. Молекула гемоглобина содержит 4 частицы гемма и может связать 4 молекулы О2. Кол-во О2, связанного гемоглобином в 100 мл крови, носит название кислородной емкости крови и составляет около 20 мл О2.

Диссоциация оксигемоглобина– зависимость процентного насыщения гемоглобина кислородом от величины парциального напряжения. С уменьшением рО2 в крови происходит диссоциация окси-гемоглобина, т.е. процентное содер-жание оксигемоглобина уменьшается, а восстановление его растет.

Гипоксемия – острое снижение насы-щенности крови кислородом. Вслед-ствие задержки дыхания, вдыхания воздуха с пониженным рО2, при физ. нагрузках, при неравномерной венти-ляции различных отделов легких.

Обмен газов между кровью и тканямиосущ-ся также путем диффузии. Артериальная кровь отдает тканям не весь О2. Разность между об.% О2 в притекающей к тканям артериальной крови и оттекающей от них венозной крови наз-ся артерио-венозной раз-ностью по кислороду(7об.%). Эта величина показывает какое кол-во О2 доставляют тканям каждые 100 мл крови. Для того, чтобы установить, какая часть приносимого кровью О2 переходит в ткани, вычисляют коэф. утилизации кислорода. Для его опре-деления делят величину артерио-венозной разности на содержание О2 в артериальной крови и умножают на 100. В покое для всего организма КУ = 30-40%, в миокарде, сером в-ве мозга, печени и корковом слое почек 40-60%, при физ.нагрузках КУ кисло-рода работающими скелетными мышцами и миокардом = 80-90%.

На процесс присоединения кислорода к гемоглоби­ну влияют следующие факторы: концентрация ионов водорода, напряжение углекислого газа, температура, концентрация 2,3-дифосфоглице-рата (2,3-ДФГ). Их суммарный эффект на взаи­модействие гемоглобина с кислородом отражает величина P₅₀— значение напряжения кислорода, при котором гемоглобин насыщен на 50% (рис. 22-23). Изменение каждого из факторов способно смещать кривую диссоциации вправо (увеличение P₅₀) или влево (уменьшение Р.™). Сдвиг вправо вызывает снижение сродства гемо­глобина к кислороду, вытесняет кислород из связи с гемоглобином и увеличивает количество кис­лорода, доступного тканям; сдвиг влево дает обратный эффект. В норме P₅₀ составляет 26,6 мм рт. ст. (3,4 кПа).

При диффузии двуокиси углерода из крови в альвеолы происходят процессы обратного направления — в результате в крови снижаются Рсо2 и концентрация ионов водорода, сдвигая кривую диссоциации оксигемоглобина влево и вверх. При этом' значительно увеличивается количество кислорода, связывающегося с гемоглобином при любом существующем уровне альвеолярного Ро2, что увеличивает транспорт кислорода к тканям.

Кроме того, во время работы температура мышцы часто повышается на 2-3°С, что может еще больше увеличивать доставку кислорода мышечным волокнам. Все эти факторы вызывают значительный сдвиг кривой диссоциации оксигемоглобина в крови капилляров мышц вправо. Сдвиг вправо означает высвобождение кислорода гемоглобином в мышце при достаточно высоком уровне Ро2 (40 мм рт. ст.) даже в случаях, когда из него уже высвободилось 70% кислорода. Сдвиг кривой в другую сторону показывает, что в легких присоединилось дополнительное количество кислорода из альвеолярного воздуха.