4.Газообмен в лёгких и тканях. Парциальное давление газов (кислорода и углекислого газа) в альвеолярном воздухе, напряжение газов в крови и тканевой жидкости.

В процессе внешнего дыхания происходит газообмен в легких. За счет этого формируется состав альвеолярного и выдыхаемого воздуха.

Газовый состав вдыхаемого, альвеолярного и выдыхаемого воздуха:

Дыхательные газы	Вдыхаемый воздух	Альвеолярный воздух	Выдыхаемый воздух
О2 % Мм.рт.ст.	20,9 % 160 Мм.рт.ст.	13,5 % 104 Мм.рт.ст.	15,5 % 120 Мм.рт.ст.
СО2 % Мм.рт.ст.	0,03 % 0,2 Мм.рт.ст.	5,3 % 10 Мм.рт.ст.	3,7 % 27 Мм.рт.ст.

Внешнее дыхание необходимо для обновления альвеолярного воздуха, так как в процессе жизнедеятельности идет постоянный процесс потребления О2 и выделения СО2.

Внешнее дыхание поддерживает концентрацию дыхательных газов в альвеолярном воздухе на постоянном уровне.

Интенсивность внешнего дыхания подчинена задачам обеспечения оптимальных условий для газообмена в организме.

Оптимальные условия для газообмена в организме сохраняются в организме определенное время (3-4 секунды).

Этим и определяется частота дыхания (14-18 в минуту). Таким образом, аппарат дыхания обладает резервами, которые позволяют обменивать воздух с определенной периодичностью.

В основе обмена газов между альвеолярным воздухом и кровью, между кровью и тканями лежит одно физическое явление - процесс диффузии.

Если газ находится над жидкостью, он также легко в неё переходит, растворяясь в ней. Интенсивность перехода газа в жидкость зависит от парциального давления этого газа над жидкостью.

Давление газа в смеси с другими газами, выраженное в мм рт. ст., принято обозначать термином «парциальное давление газа».

Давление газа, растворенного в жидкости, обозначают как «напряжение газа».

Содержание дыхательных газов в альвеолярном воздухе, крови и тканях:

	Венозная кровь	Альвеолярный воздух	Артериальная кровь	Ткани
СО2 % Мм.рт.ст.	46	38	40	50-60
О2 % Мм.рт.ст.	40	100	100	20-40

Следует иметь в виду, что аэрогематический барьер легких обладает определенной проницаемостью, которая характеризуется диффузионной способностью легких.

5.Транспорт газов кровью. Кривая диссоциации гемоглобина, её характеристика.

Механизмы связывания газов кровью:

1. Физическое растворение;

2. Химическое связывание.

Физическое растворение.

В жидкой части крови растворены газы воздуха: кислород, углекислый газ, азот. Растворенные в эндогенной воде О2 и СО2 не играют какой-либо значимой физиологической роли.

Химическое связывание кислорода кровью.

Насыщение кровью кислородом зависит от:

1. Альвеолярной вентиляции (pO2 в альвеолах);

2. Кровотока в легких;

3. Диффузионной способности легких;

4. Содержания гемоглобина (HHb) в эритроцитах.

Способен связать 1,35 мл О2. При содержании гемоглобина 150 г/л (норма) каждые 100 мл крови переносят 20,8 мл О2. Это кислородная емкость крови.

Отношение кислорода, связанного с гемоглобином, к кислородной емкости крови (все выраженное на 100 мл крови) называется насыщение гемоглобина кислородом. В артериальной крови оно составляет в норме 96%.

Гемоглобин присоединяет кислород с помощью непрочной водородной связи, с образованием оксигемоглобина. Эта реакция обратима:

Нв+О2=НвО2

Направленность реакции зависит от содержания кислорода: если количество кислорода в крови увеличивается, то реакция идет в сторону образования оксигемоглобина, если уменьшается - то в противоположную сторону.

Динамика взаимодействия Нв и О2 отражается кривой диссоциации оксигемоглобина. Эта кривая количественно определяет приведенную выше реакцию связывания гемоглобином кислорода.

Кривая отражает общую закономерность: увеличение количества кислорода сопровождается усиленным образованием оксигемоглобина. Кривая диссоциации оксигемоглобина имеет S-образный вид.

Это связано с тем, что до 10 мм рт. ст. кислород связывается гемоглобином медленно, затем до 60-50 мм рт. ст. скорость реакции резко увеличивается, кривая круто поднимается вверх, при давлении 90 мм рт. ст., когда более 98% гемоглобина связано с кислородом, кривая вновь идет почти горизонтально.

Избыток СО2 и ацидоз сдвигают кривую диссоциации вправо, а недостаток СО2 и алкалоз – влево (эффект Бора).

В кровеносной системе легких реакция взаимодействия гемоглобина с кислородом идет в сторону образования оксигемоглобина, так как венозная кровь имеет напряжение кислорода 40 мм рт. ст., а в альвеолярном воздухе парциальное давление кислорода составляет 100 мм рт. ст.

В тканях напряжение О2 равно 20-40 мм рт. ст., а в артериальной крови – 100 мм рт. ст., в связи с этим реакция идет в сторону распада оксигемоглобина. Кровь отдает в ткани часть О2.

Этот процесс оценивается коэффициентом утилизации кислорода (КУК).

КУК это отношение потребленного кислорода к кислородной емкости крови. В норме в покое 30-40%, при физ. нагрузках существенно возрастает.

Для оценки эффективности газообмена вычисляют коэффициент использования кислорода (КИК).

КИК показывает количество кислорода в мл, которое потребляется из 1 литра воздуха. В норме он составляет 40 мл.