Лекция 16 проф. Мухина И.В. Лечебный факультет
Процесс газообмена между: вдыхаемым воздухом и альвеолярной газовой смесью, между альвеолярной газовой смесью и кровью, между кровью и тканью, определяется составом газов в указанных средах.
О 2 СО 2 N 2 и др. инертные газы Н 2 О об.% мм.рт.ст. об.% мм.рт.ст. об.% мм.рт.ст. об.% мм.рт.ст. Вдыхаемый воздух 20,87 160 0,03 0,2 78,60 596 0,5 3,8 Альвеолярная газовая смесь 13,5 104 5,3 40 74,9 569 6,3 47 Выдыхаемая смесь 15,5 120 3,7 27 74,6 566 6,2 47 Артериальная кровь 96-100 40 - - Венозная кровь 40 46 - - Ткань 10-15 60 - - Около митохондрий 0,1-1 70 - - Содержание дыхательных газов при спокойном дыхании (при атмосферном давлении 760 мм рт. ст. )
Газообмен между вдыхаемым воздухом и альвеолами
Воздух поступает в бронхи до 17-й генерации конвекционным путем. Начиная с 17-й генерации бронхиол к струйному поступлению воздуха присоединяется диффузионный способ обмена О 2 и СО 2.
Происходящий в воздухоносных путях перенос газов направлен на поддержание постоянства (гомеостаза) парциального давления О 2 и СО 2 в легочных альвеолах. Постоянство (гомеостаз) состава альвеолярного газа обеспечивается альвеолярной вентиляцией
При диффузии движущей силой газообмена является разность парциальных давлений, в данном случае между воздухоносными путями и альвеолами. Кислород диффундирует в альвеолы, а в противоположном направлении поступает углекислота. Согласно закону Дальтона, парциальное давление каждого газа в смеси пропорционально его доле от общего объема. Парциальное напряжение газа в жидкости численно равно парциальному давлению этого же газа над жидкостью в условиях равновесия.
Газообмен между легкими и кровью
Газообмен между альвеолярным воздухом и венозной кровью осуществляется путем диффузии. Аэрогематический барьер: 1 – альвеола, 2 – эпителий альвеолы, 3 – эндотелий капилляра, 4 – интерстициальное пространство, 5 –базальная мембрана, 6 – эритроцит, 7 –капилляр.
Газообмен между альвеолами и венозной кровью зависит от: градиента давления газов в альвеолах и крови (60 мм рт. ст. для О 2, 6 мм рт. ст. для СО 2 ); коэффициента диффузии (коэффициент диффузии для СО 2 в легких в 23 раза больше, чем для О 2 ); площади поверхности, через которую осуществляется диффузия (50-90 м 2 ); толщины мембраны (0,4 – 1,5 мкм); функционального состояния мембраны.
Парциальные давления О 2 и СО 2 в альвеолах зависят от соотношения альвеолярной вентиляции к перфузии легких. У взрослого человека в покое отношение или коэффициент альвеолярной вентиляции составляет 0,8.
Газообмен между кровью и тканями
Кислород и углекислый газ проникают из крови в клетки тканей путем диффузии, обусловленной разностью их парциальных давлений по обе стороны гематопаренхиматозного барьера, который включает: эндотелий кровеносного сосуда, клеточную мембрану межклеточную жидкость
Газообмен между кровью и тканями зависит от: градиента давления газов между кровью и клетками (в среднем для О 2 99 мм.рт.ст, для СО 2 20 мм рт.ст.); коэффициента диффузии; площади поверхности, через которую осуществляется диффузия; расстояния, которое проходит газ; функционального состояния мембраны.
ТРАНСПОРТ КИСЛОРОДА И УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА КРОВЬЮ
Газы переносятся кровью : в растворенном виде в виде химических соединений. Напряжение газа равно парциальному давлению в газовой фазе, если жидкость привести в состояние термодинамического равновесия с находящимся над ней газом, и коэффициента растворимости.
Газ Артериальная кровь Венозная кровь Кислород 0,3 0,11 Углекислый газ 2,6 2,9 Азот 1 1 Количество растворенных О 2 и СО 2 (в об.%) в артериальной и венозной крови ( Roughton, 1964)
парциальное напряжение Ро 2 и Рсо 2 ; определяют направление и скорость диффузии газов; количество Н bO 2 и HbCO 2 ; являются важными факторами регуляции дыхания и кровообращения.
Кислород транспортируется в: физически растворенном виде (0,3 об.%) в форме оксигемоглобина. Hb +4О 2 = Hb (О 2 ) 4 Реакция взаимодействия кислорода с гемоглобином называется оксигенацией
Количество кислорода, которое связывается кровью до полного насыщения гемоглобин - кислородная емкость крови. Процент оксигемиглобина от общего содержания гемоглобина называется кислородным насыщением ( S о 2 ) гемоглобина (сатурацией). [ Hb О 2 ] S о 2 = ------------------- · 100% [ Hb ] + [ Hb О 2 ] Если гемоглобин полностью дезоксигенирован, то S о 2 =0%, если же весь гемоглобин превратился в оксигемоглобин, то S о 2 =100%.
Углекислый газ переносится в: физически растворенном виде (2,6 об.%); в составе химических соединений – бикарбоната (Н 2 СО 3 ), гидрокарбоната (НСО 3 - ), солей натрия и калия, карбаминового соединения с гемоглобином (карбогемоглобина).
Проникший в кровь углекислый газ вначале подвергается гидратации с образованием угольной кислоты : карбоангидраза СО 2 + Н 2 О ↔ Н 2 СО 3 ↔ НСО 3 - + Н +
С гемоглобином СО 2 связывается через аминогруппы белкового компонента молекулы. Hb - NH 2 + СО 2 ↔ Hb - NH СООН - + Н + Гемоглобин, связанный с СО 2, называется карбогемоглобин.
Slide-Share