Schimbul de gaze in plamani si transferul de gaze sanguine
Gazele de zi prin membrana alveolo capilare are loc prin legile difuziei, ci prin dizolvarea a gazului într-un lichid incetineste dramatic procesul de difuzie. Dioxid de carbon, de exemplu, difuzează în lichidul de la circa 13.000 de ori, iar oxigenul - 300.000 de ori mai lent decât în mediul gazos. Cantitatea de gaz care trece prin membrană le Gotschna per unitate de timp, adică, viteza de difuzie este direct proporțională cu diferența de presiune parțială de pe ambele părți ale membranei, și invers proporțională cu rezistența de difuzie. Pos-Lednov determinată de grosimea membranei și cantitatea de suprafață de transfer de gaz, coeficientul de difuzie al gazului în funcție de sale mall greutate moleculara mica si temperatura, iar rata de solubilitate a gazelor în membrane fluide biologice.
Direcția și intensitatea transferului de oxigen din aer alveolyar-TION în sanguină pulmonară microvasculare și dioxid de carbon - în direcția opusă determină diferența dintre presiunea parțială a gazului în aerul alveolar și tensiunea (presiunea gazului dizolvat parțial) în sânge. Pentru oxigen gradienți de presiune foie este de aproximativ 60 mmHg (Parțial sub presiune stabilită în alveolele și 100 mm Hg a tensiunii arteriale care intră în plămâni 40 mmHg), iar pentru dioxidul de carbon - aproximativ 6 mm Hg (Presiune parțială în alveolele 40 mmHg tensiunea în sânge care curge la lumină 46 mmHg).
Rezistența la difuzia oxigenului în plămâni produc membrană alveolar-capilară, stratul de plasmă în capilare, membrana stratului eritrocitare și protoplasmă acestuia. Prin urmare, rezistența la difuzia oxigenului în plămân este compus din membrana si componentele intra-capilare. Biofizică caracteristic Prony-permitivitate bariera hematoencefalică pulmonare pentru gazele respiratorii este așa numita capacitate de difuzie a plămânilor. Această co-lichestvo ml de gaz care trece prin membrana pulmonară în 1 minut, la o diferență de presiune parțială, pe ambele părți ale membranelor 1 mmHg Într-o persoană sănătoasă la metoda de difuzie de repaus pentru-ness lumina de oxigen este de 20-25 ml min -1 mmHg -1.
Amploarea capacității de difuziune a plămânilor depinde de volumul și suprafața corespunzătoare suprafeței de schimb de gaze. Acest lucru se datorează în mare parte faptului că valoarea capacității de difuzie a plămânilor la masculii sunt de obicei mai mari decât femelele, și faptul că valoarea capacității de difuzie a plămânilor în timpul respirației pentru-Derzhko pe inspirație profundă este mai mare decât nivelul la starea de echilibru funcționale reziduale em-os. Datorită redistribuirea gravitațională a fluxului sanguin și a volumului de sânge în capacitatea capilară pulmonară de difuzie a plămânilor în poziția culcat pe spate decât în poziția șezând și ședința - mai mult decât în poziția în picioare. Cu varsta, metoda de difuzie pulmonara-ness este redusă.
Transportul oxigenului în sânge
oxigen din sânge este sub formă de rasă-creații și în combinație cu hemoglobina. Plasma este dizolvat foarte mică cantitate de oxigen. Deoarece solubilitatea oxigenului la 37 ° C este de 0.225 ml * l * -1 kPa -1 (0,03 ml l -1 -1 mm Hg), apoi la fiecare 100 ml de plasmă de sânge de oxigen la o tensiune de 13,3 kPa (100 mm rg.st.) poate transporta o stare dizolvată numai 0,3 ml de oxigen. Nu este suficient pentru viața organismului. La un astfel de conținut de oxigen din sânge și țesuturi supuse la consumarea completă a volumului de sânge minut singur ar trebui să fie mai mare de 150 l / min. Acest lucru face clar importanța unui alt mecanism de transfer de oxigen prin co-unirea cu hemoglobina.
Fiecare gram de hemoglobină este capabil să interconectează 1,39 ml de oxigen și, prin urmare, atunci când conținutul de hemoglobină de 150 g / l la 100 ml de sânge poate transporta 20,8 ml de oxigen.
Indici ai funcției respiratorii a sângelui
1. Capacitatea de oxigen gemoglo fasole. Valoarea care reflectă cantitatea de oxigen care poate fi contactată cu hemoglobina integral saturarea, numita stocare oxigen capacitate gemoglo fasole.
2. Co-holding de oxigen în sânge. Un alt indicator al funcției respiratorii este cu deținător de sânge de oxigen din sânge, ceea ce reflectă cantitatea reală a oxigenului este legată de hemoglobină și crearea de plasma Ras fizic.
3. Ste macacul saturația în oxigen a hemoglobinei. In 100 ml de sânge arterial în mod normal conține 19-20 ml zhitsya-oxigen, în același volum de sânge venos - 13-15 ml de oxigen, diferența arteriovenoase de 5-6 ml. Raportul dintre cantitatea de oxigen legat la gemoglobi-prefectura, la capacitatea de oxigen a acestuia din urmă este un indicator al saturației hemoglobinei cu oxigen-ste fină. Saturarea hemoglobinei cu sângele arterial de oxigen la persoanele sanatoase este de 96%.
oxyhemoglobin formarea in plamani si recuperarea sa în țesuturi depinde parțial de tensiune pis sânge loroda: la pinch ei. Saturarea hemoglobinei crește acru nativ cu scăderea - scăderi. Această relație nu este liniară și se exprimă curba de disociere oksigemo globina având formă de S (ris.8.7).
Ris.8.7. oxihemoglobină curba de disociere.
1 - cu o creștere a pH-ului sau a temperaturii în scădere sau descreșterea 2,3-DPG;
2 - curba normală la pH 7,4 și 37 ° C;
3 - cu scăderea pH-ului sau creșterea temperaturii sau creșterea 2,3-DPG.
sângele arterial oxigenat corespunde curbei de disociere platou, și sângele desaturated la tesuturi - declin abrupt parte. Curba în pantă porțiunea superioară a acesteia (zona de înaltă tensiune O2) indică faptul că este asigurată o saturație suficient de completă a oxigenului arterial hemoglobina din sange, chiar atunci când tensiunea de O2 la 9,3 kPa (70 mm Hg). Reducerile tensiunea OV la 13,3 kPa la 2,0-2,7 kPa (100 mm Hg pentru 15-20) nu are practic nici un efect asupra saturația de oxigen a hemoglobinei (cu NO2 redus la 2-3%). La tensiuni mai mici de O2 disociază oxihemoglobină mult mai ușoară (scădere bruscă a zonei curbe). Astfel, în timp ce reducerea tensiunii O2-TION 8.0-5.3 kPa (60-40 mm Hg) saturație gemog-Lobin oxigen este redus cu aproximativ 15%.
Regulamentul curba oxihemoglobină de disociere se exprimă de obicei tensiune cantitativ parțială de oxigen la care saturația hemoglobinei de 50% (R50). P50 Valoarea normală la o temperatură de 37 ° C și un pH de 7,40 - aproximativ 3,53 kPa (26,5 mm Hg).
oxihemoglobină curba de disociere în anumite condiții pot fi deplasate într-o direcție sau alta, păstrând forma S-, sub influența modificărilor pH-ului, presiunea de CO2, temperatura corpului, conținutul eritrocitare 2,3-dyafosfoglitserata (2,3-DPG), care depinde de capacitatea hemoglobinei de a lega oxigenul. In muschi datorita metabolismului intensive a crescut-cutele formarea de CO2 și acid lactic, precum și creșterea producției de energie termică. Toți acești factori reduc afinitatea hemoglobinei pentru oxigen. curba de disociere deplasat spre dreapta, în același timp (ris.8.7), ca rezultat eliberarea mai ușor de oxigen Oxigen-moglobina, și posibilitatea de a consumului de țesut crescut de oxigen, INDICA. Odată cu scăderea temperaturii, 2,3-DPG, reducerea tensiunii-zheniya CO și creșterea pH-ului curbei de disociere deplasată spre stânga, afinitatea hemoglobinei crește oxigen, având ca rezultat livrarea de oxigen la tesuturi scade.
Transportul de dioxid de carbon din sânge
Ca un metabolism end-produk-cum, CO2 este dizolvat în organism și statul obligat. CO2 Coeficientul de solubilitate este 0,231 mmoll -1 kPa -1 * (0,0308 * mmoll -1 -1 mm Hg.), Care este de aproape 20 ori mai mare decât cea a oxigenului. Cu toate acestea, în soluție netransmisibil sitsya mai puțin de 10% din cantitatea totală de CO. sânge transportat. Practic, SB este transferat într-o stare legată chimic, în principal sub formă de bicarbonați, precum și în combinație cu proteine (numite karbominovye sau karbosoedineniya).
Capilarele sanguine tesut simultan cu primirea de CO2 în eritrocit și formarea în ea acid carbonic proish-dit readucere oxigen oxihemoglobină. hemoglobină redusă este un acid slab (adică o mai bună acceptori pro-tone) decât oxigenat. Prin urmare, este mai usor-LARG leaga ionii de hidrogen produși prin disocierea acidului carbonic. Astfel, prezența hemoglobinei reduse în sângele venos promovează legarea CO2 în timp ce formarea de oxihemoglobină în capilarele pulmonare facilitează revenirea dioxidului de carbon.
Sânge transportă CO2 este de mare importanță, de asemenea, chemic-kai link CO2 pentru a termina grupările amino ale proteinelor sanguine, dintre care timid cel mai important - globină ca parte a hemoglobinei. Reacția cu o așa numită karbaminogemoglobin globinei. hemoglobină redusă are o afinitate mai mare pentru CO2. decât oxihemoglobină. Astfel, oxyhemoglobin disociere în capilarele tisulare facilitează legarea de CO2. și-Obra lumină mations oxihemoglobină promovează eliminarea dioxidului de carbon.
Din cantitatea totală de CO. care pot fi extrase din sânge, numai 8-10% din CO se combină cu hemoglobina. Cu toate acestea, rolul acestui compus în transportul de CO2 în sânge este destul de mare. Aproximativ 25 până la 30% CO2. absorbit în cercul capilarele sanguine durere Shogo vine în angrenare cu hemoglobina si in plamani - este derivat din sânge.
Când sângele venos intra capilarele pulmonare, tensiune plasma CO2 este redusă și în interiorul eritrocitului în fizica ically dizolvat CO2 ca ieșirile de plasmă. Ca aceasta, H2 CO3 este transformat în CO2 și apă (ris.8.8.B), în care anhidraza carbonică catalizează o reacție care se execută în această direcție. CO3 H2 pentru o astfel de reacție compusul rezultat este livrat ionii HCO3 cu ionii de hidrogen eliberați din legătură cu anioni de proteine.
Schimbul de gaze între sânge și țesuturi
O2 și CO2 gazos de schimb între capilarele sanguine și cercul mare de celule de țesut de viespe-fected prin simpla difuzie. Transferul gazelor respiratorii (O 2 - din sânge în țesuturi, CO2 - în direcția opusă) PROIS-sub plimbări gradientul de concentrație a gazului dintre sânge în capilare și fluidul interstițial. diferența de tensiune O2 pe ambele părți ale pereților capilari sanguine a fost asigurată asigură, difuzia din sânge în lichidul interstițial, la 30 la 80 mm Hg (4.0-10.7 kPa). tensiune CO2 în lichidul interstițial la peretele capilarelor de sânge cu 20-40 mmHg (2.7-5.3 kPa) mai mare decât în sânge. Deoarece CO2 difuzeaza de aproximativ 20 de ori mai rapid decât oxigenul, îndepărtarea CO2 este mult mai ușor decât alimentarea cu oxigen.
În schimbul de gaze în țesuturile afectate nu numai de gradienții de tensiune ale gazelor respiratorii intre sange si lichidul interstitial, dar, de asemenea, suprafața de schimb, cantitatea de difuzie și distanța coeficienților de difuzie a presei, prin care gazul de transport. Calea de difuzie a gazului Koro-che, cu atât mai mare densitatea rețelei capilare. In per 1 mm 3 pat totală capilar suprafață ajunge, de exemplu, în mușchii scheletici de 60 m 2 și în miocard - 100 m 2 din zona de difuzie determină, de asemenea, numărul de eritrocite care curg prin Kapil-lyaram pe unitatea de timp, în funcție de distribuția fluxului în interiorul microvasculature. O2 din sânge în țesutul influențează producția de convecție plasmă și lichidul interstițial, precum citoplasmei in celulele rosii din sange si celulele tesutului. O2 difuzând în țesuturi consumate de celule în timpul respirației celulare, astfel încât diferența de tensiune între sânge fluid și celulele interstițiale există întotdeauna furnizarea Diffie-Zia în această direcție. Cu un consum mai mare de pis pânză loroda tensiune în sânge este redusă, ceea ce face mai ușor de Diss-ciation de oxihemoglobină.
Cantitatea de oxigen, care consuma tesut, ca procent din totalul în sânge arterial se numește utilizarea-coe cient de oxigen. La repaus pentru toți coeficientul de corp-factor de utilizare a oxigenului este de aproximativ 30-40%. Cu toate acestea, consumul de oxigen în diferite țesuturi este semnificativ diferit, iar coeficientul de reciclare a acestuia, de exemplu, în miocard, materia cenușie a creierului, ficatului, este de 40-60%. In rest, materia cenușie a creierului (în special, emisfere coaja durere-Shih) consumat pe minut .08-.1 ml O2 per 1 g de țesut, și în materia alba a creierului - de 8-10 ori mai puțin. Medie rinichi kovom Consumul-core materialul O2 este de aproximativ 20 de ori mai mare decât în secțiunile interioare ale substanței medulare renale. Atunci când factorul grele de încărcare fizică de utilizare O2 muncă yuschimi mușchii scheletici și miocardul ajunge la 90%.
Oxigen care intră în țesut, este utilizat în procesele celulare oxide-inflamatorii care apar la nivelul subcelular, cu enzime specifice, aranjate în grupuri în ordine de pe partea interioară a membranelor chondro-mito. Pentru cursul normal al metabolismului oxidativ în celule este necesar ca tensiunea O2 in mitocondrie nu a fost mai mică de 0,1-1 mm Hg (13.3-133.3 kPa).
Această valoare nazyvaetsyakriticheskim stres de oxigen in mitocondrie. fracțiune Deoarece singura rezerva de O2 în majoritatea țesuturilor este dizolvat fizic de reducere a O2 a fluxului sanguin duce la faptul că țesuturile trebuie satisfăcute de O2 inceteaza se dezvolta anoxia si metabolismul oxidativ incetineste.