Обмен О2 и СО2 между кровью капилляров и клетками тканей организма.
5)Внутреннее, или тканевое дыхание - биологическое окисление органических веществ в митохондриях клетки с получением энергии, используемой для жизнедеятельности клетки.
Газообмен в лёгких.
Газообмен в лёгких происходит путем диффузии кислорода из альвеолярного воздуха в кровь (около 500мл в сутки) и диаксида углерода из крови в альвеолярный воздух (около 430 мл в сутки)
Воздух циркулирующий в организме состоит из атмосферного, альвеолярного (содержащегося в лёгочных альвеолах) и выдыхаемого воздуха.
В состав воздуха входит: кислород, углекислый газ, азот и вода(пары).
Газовый состав альвеолярного воздуха отличается от атмосферного тем, что в нём меньше процентное содержание кислорода и выше процент углекислого газа. Состав альвеолярного воздуха отличается от выдыхаемого воздуха большим содержание углекислого газа и меньшим содержанием кислорода.
Газовый состав альвеолярного воздуха у человека практически постоянен.
Диффузия происходит в следствии разности парциальных давлений этих газов в альвеолярном воздухе и их напряжением в крови лёгочных капилляров (аэрогематический барьер).
Зная процентное содержание газов в альвеолярном воздухе, можно рассчитать их парциальное давление- это та часть давления, которую составляет данный газ из общей смеси газов.
Градиент парциального давления О2 и СО2 - это сила, с которой молекулы этих газов стремятся проникнуть через альвеолярную мембрану в кровь.
|
|
|
Градиент напряжение газа в крови -это сила, с которой молекулы растворимого газа стремятся выйти в газовую среду.
В условиях покоя парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе колеблется около 100мм рт. ст., а парциальное давление углекислого газа около 40мм.рт.ст. В норме парциальное давление О2 и СО2 в альвеолярном воздухе остаётся практически постоянной, что поддерживает процесс газообмена между альвеолярным воздухом и кровью капилляров лёгких.
В притекающей к лёгким плазме крови газы находятся в растворённом состоянии. В этом случае говорят о напряжении газов в крови (мм рт. ст.) В крови поступающей в капилляры малого круга , напряжение кислорода составлет 40мм рт. ст., а напряжение углекислого газа -46мм рт.ст.
Таким образом, градиент давления между альвеолярным воздухом и кровью по кислороду составляет 60мм рт.ст. (парциальное давление минус напряжение крови 100мм рт.ст -40мм рт.ст=60мм рт. ст.), а по углекислому газу-
6 мм рт. ст. (46 мм рт.ст -40 мм рт.ст.=6мм рт.ст).
Парциальное давление водяных паров в альвеолярном воздухе при температуре 37С составляет 47 мм рт.ст.
|
|
|
Эти градиенты и являются движущей силой между альвеолярным воздухом и кровью.
На скорость перехода газов между альвеолярным воздухом и кровью влияют также свойства альвеолярно-капиллярной мембраны, через которую идёт диффузия газов:
1)площадь диффузионной поверхности
2) средняя толщина мембраны (около 2мкм)
3) коэффициент проницаемости этой мембраны для газов.
Диффузия газов через альвеолярно-капиллярную мембрану легких осуществляется в два этапа.
На первом этапе диффузионный перенос газов происходит через альвеолярно-капилярный(аэрогематический) барьер, на втором- происходит связывание газов в крови лёгочных капилляров. После преодоления аэрогематического барьера газы диффундируют через плазму крови в эритроциты.
Коэффициент проницаемости через биологические мембраны для углекислого газа весьма высоки (в 25 раз выше, чем у кислорода). Поэтому диффузия углекислого газа в тканях организма и в лёгких идёт быстро в отличии от диффузии кислорода.
Наибольшее сопротивление диффузии О2 в легких создают альвеолярная мембрана и мембрана эритроцитов, в меньшей степени- плазма крови в капиллярах.
Газообмен через альвеолярную мембрану количественно оценивается диффузионной способностью лёгких, которая измеряет количество газа (мл), проходящего через эту мембрану за 1мин при разнице давления газа по обе стороны мембраны в 1мм рт.ст.
|
|
|
Транспорт газов кровью.
Газы в организме находятся в двух состояниях: физически растворённом и химически связанном.
Каждый газ имеет свой коэффициент растворимости. При температуре тела (36,7С) растворимость СО2 в 25 раз больше, чем О2. Из-за хорошей растворимости углекислоты в крови и тканях СО2 переносится в 20 раз легче, чем О2. В обычных условиях в 100мл крови находится в растворённом состоянии всего 0,3мл О2 и 2,6 мл СО2.Такие величины не могут обеспечит потребности организма в О2.
Транспорт кровью кислорода.
Кислород транспортируется кровью в состоянии физического растворения (0,3мл О2 в 100мл крови) и в виде химических связей с гемоглобином(15-20%).
Транспорт кислорода начинается в капиллярах лёгких, где основная масса поступающего с кровью О2 вступает в химическую связь с гемоглобином, которому принадлежит основная роль в транспорте кислорода.
Гемоглобин способен избирательно связывать О2.
В результатете присоединения кислорода к гемоглобину образуется оксигемоглобин, а отдавший кислород гемоглабин считается восстановленным или дезоксигемоглабином.
|
|
|
Гемоглобин состоит из белка глобина и 4 молекул гема. Гем имеет в своём составе атом железа, способный присоединять или отдавать молекулу кислорода. При этом валентность железа, к которому присоединяется кислород, не изменяется , т.е. железо остаётся двухвалентным.
Одна молекула гемоглобина связывает 4 молекулы кислорода. Зная содержание не связанного кислорода в крови, легко рассчитать кислородную ёмкость крови.
Кислородная ёмкость крови -это количество кислорода которое связывается кровью до полного насыщения гемоглобина.
Кровь человека содержит около 700-800г гемоглобина и может связывать таким образом почти 1л О2 (Кёк).
Сродство О2 к гемоглобину и способность отдавать О2 в тканях зависит от метаболических потребностей клеток организм и регулируется важнейшими факторами метаболизма тканей.
К этим факторам относятся (снижают сродство О2 к гемоглабину): концентрация водородных ионов, парциальное напряжение углекислого газа, реакция среды, температура, дифосфоглицерат.
Когда эритроциты, содержащие гемоглобин, достигают тканей, то кислород из эритроцитов диффундирует в клетки. В мышцах он поступает в своеобразное депо кислорода -в молекулы миоглобина, из которых кислород используется в биологическом окислении мышц.
Транспорт кровью углекислого газа.
Углекислый газ является продуктом метаболизма клеток и тканей и поэтому переносится кровью от тканей к лёгким. Углекислый газ выполняет жизненно важную функцию в поддержании во внутренних средах организма уровня реакции среды(рН)механизмами кислотно-основного равновесия.
Углекислый газ в крови находится в трёх состояниях:
1)физического растворения (2,5-3%);
2)химически связанном с гемоглобинов в виде карбгемоглобина (5%);
3)химически связанном в виде солей угольной кислоты ( бикарбонатов натрия и калия, около 50%).
Растворимость углекислого газа в крови горазда выше, чем растворимость кислорода. Однако только 2, 5-3% углекислого газа из общего его количества (55-58%) находится в растворённом состоянии в плазме крови. Большая часть углекислого газа содержится в плазме крови и в эритроцитах в виде солей угольной кислоты (около50%) и около5%-в виде карбогемоглобина.
Угольная кислота образуется в эритроцитах из углекислого газа и воды. Образовавшаяся угольная кислота отнимает основания от восстановленного гемоглобина, в результате чего получаются соли угольной кислоты- бикарбонаты натрия в плазме и бикарбонаты калия в эритроцита. Кроме того, гемоглобин образует химическое соединение с углекислым газом -карбгемоглобин.
При протекании через тканевые капилляры кровь захватывает около 6% углекислого газа, а из лёгочных капилляров он выходит в альвеолярный воздух. Особенно быстро идёт обмен СО2, связанного с гемоглобином. В лёгких гемоглобин присоединяет кислород и переходит в оксигемоглобин. Оксигемоглобин является более сильной кислотой, чем угольная. Вследствие этого гемоглобин вступает в реакцию с бикарбонатами и вытесняет из них угольную кислоту. Свободная угольная кислота расщепляется карбоангидразой на углекислый газ и воду. Углекислый газ диффундирует через мембрану лёгочных капилляров и переходит в альвеолярный воздух. Уменьшение напряжения углекислого газа в капиллярах лёгких способствует расщеплению карбгемоглобина с освобождением углекислого газа.
Таким образом, углекислый газ переносится к лёгким в форме бикарбонатов и карбегомоглобина.
Важнейшая роль в сложнейших механизмах транспорта углекислого газа принадлежит карбоангидразе эритроцитов.
Накопление углекислого газа в крови свыше нормы называется гиперкапнией , а понижение гипокапнией.
Дата добавления: 2019-02-26; просмотров: 1259; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!