Значение парциального давления и напряжения газов.

Вдыхаемый воздух имеет наибольшее парциальное давление кислоро­да (159 мм рт.ст.) и наименьшее парциальное давление двуокиси углерода (0,23 мм рт.ст.)- Парциальное давление газов в различных альвеолах лег­ких неодинаково. Различия обусловлены неравномерностью вентиляции разных долей легких и неодинаковым их кровоснабжением. В среднем парциальное давление кислорода при нормальных атмосферных условиях поддерживается в альвеолярном воздухе на уровне ~ 102 мм рт.ст., а дву­окиси углерода — на уровне около 40 мм рт.ст. В то же время парциаль­ное давление двуокиси углерода в притекающей к альвеолам венозной крови составляет 48 мм рт.ст., а парциальное давление кислорода не пре­вышает 40 мм рт.ст. Благодаря градиенту давлений происходит транспорт газов через стенку альвеол: двуокись углерода покидает венозную кровь и поступает в альвеолярный воздух, а кислород диффундирует в противопо­ложном направлении — из альвеолярного воздуха в кровь. Оттекающая от альвеол легких артериальная кровь имеет парциальное давление кислоро­да 100 мм рт.ст., а двуокиси углерода — 40 мм рт.ст.

В покое поглощение организмом кислорода составляет в среднем 280 мл/мин; выделение двуокиси углерода при этих же условиях — 230 мл/мин.

Факторы, определяющие газообмен.Насыщение крови кислородом и удаление из нее двуокиси углерода зависят от трех факторов: 1) альвеоляр­ной вентиляции; 2) кровотока в легких; 3) диффузионной способности тканей легких. Эти факторы — вентиляция, перфузия и диффузия — вариа­бельны и неравномерно проявляют себя в различных отделах легочных долей у здоровых лиц. Кровь, оттекающая из хорошо вентилированного участка, газообмен в которой происходит более эффективно, постоянно перемешивается с кровью другого участка легкого, где газообмен может быть снижен. В результате неравномерность диффузионных процессов в легких является важным фактором эффективности газообмена.

Дополнительной внелегочной причиной, влияющей на содержание ды­хательных газов в крови, является изменение кровотока через артериоловенулярные шунты, по которым венозная кровь, минуя легкие, поступает в артерии большого круга.

Кислородная емкость крови -количество кислорода, одномоментно находящегося в связанном виде с гемоглобином в артериальной крови.

Максимальная кислородоемкость 1 г гемоглобина составляет 1,34 мл. Например, при концентрации гемоглобина 150 г/л получается 201 мл связанного кислорода на один литр крови (20,1% по объему) - это и есть величина кислородной емкости крови. В реальных условиях артериальная емкость в крови в норме составляет 18..19%, венозной - 12..14%. Артериовенозная разница по кислороду в норме равна 5..6% по объему. Это значит, что в нормальных условиях наш организм утилизирует порядка 1/4 кислорода, имеющегося в артериальной крови. Остальные 3/4 составляют запас прочности организма по кислороду.

Обогащенная кислородом кровь направляется по сосудам с током крови из легких в ткани организма. Кислород транспортируется кровью двумя способами: в связанном с гемоглобином виде — в форме оксигемоглобина и за счет физического растворения газа в плазме крови.

Физическое растворение.Все газы, в том числе и кислород, в соответст­вии со своим парциальным давлением могут физически растворяться в жидкости. Так, в артериальной крови содержание физически растворимого кислорода составляет 0,003 мл в 1 мл крови.

И хотя доля кислорода, переносимого за счет физического растворе­ния невелика, этот процесс имеет огромное значение для жизнедеятель­ности.

Химическое соединение.Большая часть кислорода переносится кровью в виде химических соединений с гемоглобином. Один моль гемоглобина может связать до четырех молей кислорода и в среднем 1 г гемоглобина способен связать 1,34—1,36 мл кислорода. Исходя из этого, можно опреде­лить кислородную емкость крови, характеризующую количество кислорода, содержащееся в 1 л крови. Принимая во внимание, что в норме в 1 л крови присутствует 150 г гемоглобина, можно рассчитать, что в 1 л крови содер­жится 0,2 л кислорода.

Характеристика кривой диссоциации оксигемоглобина.

Связывание кислорода с гемоглобином и высвобождение его зависят от парциального давления кислорода. Соотношение количества гемоглобина и оксигемоглобина в крови иллюстрирует кривая диссоциации оксигемоглобина.

Чем выше парциальное давление кислорода, тем больше содержание оксигемоглобина; при парциальном давлении 80 мм рт.ст. практически весь гемоглобин насыщается кислородом, за исключением незначительно­го количества (1—2 %), «занятого» двуокисью углерода.