Дисциплины:
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 в эритроцитах
1 г HHb 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.
Другой показатель-содержание кислорода в крови, взятой в различных участках сосудистого русла: артериальной/20 мл О2/100 мл крови/ и венозной/14 млО2/100 мл крови/.
Следующий показатель - артерио-венозная разница/норма 5-6 мл О2/100 мл 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 связанно 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, она вновь идет почти горизонтально.
Избыток СО2 и ацидоз сдвигает кривую диссоциации вправо, а недостаток СО2 и алкалоз – влево(эффект Бора).
В легких реакция взаимодействия гемоглобина с кислородом идет в сторону образования оксигемоглобина, т.к. 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 ткани часть О2..
Этот процесс оценивается коэффициентом утилизацией/ 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).Он показывает количество кислорода в мл, которое потребляется из 1 литра воздуха. В норме он составляет 40 мл.
Химическое присоединение СО2
Напряжение СО2 в тканях составляет 60 мм.рт.ст., а в притекающей крови 50-60 мм.ст.рт. Благодаря этому СО2 переходит из ткани в кровь/46 мм.рт.ст./.
Основная форма связывания СО2 кровью - это образование бикарбонатов натрия и калия.
СО2 + Н2О = Н2СО3
Эта реакция обратима, ее направление зависит от количества СО2. Его увеличение сдвигает реакцию вправо, уменьшение - влево. Образующаяся угольная кислота диссоциирует:
Н2 СО3 ---- Н+ + НСО3-
Следовательно, в эритроците образуются катионы Н+ и анионы НСО3-.катионы водорода вступают в реакцию восстановления гемоглобина: Н+ + Нв ННв,
Анионы НСО3- - частично выходят из эритроцитов в плазму из-за разности концентраций. Таким образом, в плазме и в эритроцитах появляется значительное количество анионов НСО3 - , которые в плазме взаимодействуют с катионами натрия/55%/, а в эритроцитах – калия/35%/, образуя гидрокарбонаты Na и К.
Ключом всех этих реакций служит фермент карбоангидраза, который содержится в мембранах эритроцитов и катализирует обратимую реакцию соединения углекислого газа с водой.
Кроме того, небольшое количество углекислого газа /10%/ транспортируется в виде карбогемоглобина- соединения СО2 с гемоглобином.
7.Регуляция дыхания…
Главная задача регуляции дыхания - чтобы потребление кислорода, поставка его тканям за счет внешнего дыхания были адекватны функциональным потребностям организма.
Самый эффективный способ регуляции дыхания в целом - это регуляция внешнего дыхания.
Интенсивность внешнего дыхания зависит от варьирования его частоты и глубины. При этом изменяется доставка кислорода организму и выведение из него углекислого газа.
В регуляции дыхания можно выделить 3 группы механизмов:
1. Обеспечение организации дыхательного акта (последовательность вдоха и выдоха).
2. Перестройка дыхания в соответствии с потребностями организма - изменение частоты и глубины дыхания.
3. Регуляция тонуса кровеносных сосудов легких и бронхиального дерева.