2. Обмен газов в лёгких.

Газообмен в легких совершается в результате диффузии О₂ из альвеолярного воздуха в кровь (500 л в сутки) и СО₂ из крови капилляров малого круга в альвеолярный воздух (430 л в сутки).

Этот процесс осуществляется диффузией газов через аэрогематический барьер толщиной 0,4-1,5 мкм. Барьер включает сурфактант, альвеолоцит, интерстиций, эндотелий капилляра. Движущей силой газообмена является разность между парциальным давлением О₂ и СО₂ в альвеолярной газовой смеси (АГС) и напряжением этих газов в крови.

Парц.д. - это давление, которое составляет газ в газовой смеси.

Парц.д. газов в крови называется их напряжением (РО₂, РСО₂). Вдыхаемый воздух содержит около 21% О₂, 0,03% СО₂, 79% N₂, пары воды, инертные газы. Выдыхаемый воздух содержит 16,3% О₂, 4,0-4,5% СО₂, большее количество паров воды и почти столько же азота.

Газы	АГС	Венозная кровь в капиллярах малого круга кровообращения
О2	110 Hg (мм рт.ст.)	40 Hg
CO2	40 Hg	47 Hg

3. Транспорт газов кровью.

4. Обмен газов в тканях.

а) Транспорт кислорода.

Воздух поступает в легкие, а затем в капилляры малого круга. Там около 2% О₂ переносится плазмой крови, а 98% О₂ поступает в эритроциты и соединяется с гемоглобином (НHb), образуя оксигемоглобин НHbO₂. Это происходит благодаря высокому парциальному давлению O₂ в альвеолах. Так как напряжение O₂ в артериальной крови 102-96 Hg, в тканевой жидкости 20-40 Hg, а в клетках 0-1 мм рт.ст., то HbO₂ диссоциирует с образованием восстановленного гемоглобина НHb и О₂. О₂ поступает в тканевую жидкость, а затем в клетки, а НHb вновь перемещается к легким. Диссоциации помогают накопление CO₂ в тканях, сдвиг реакции крови в кислую сторону, повышение температуры.

Максимальное количество О₂, которое может связать кровь при полном насыщении гемоглобина кислородом, называется кислородной ёмкостью крови. В норме в 1 л артериальной крови содержится 180-200 мл О₂. В капиллярах тканей, где концентрация СО₂ в крови увеличена, способность Hb удерживать О₂ уменьшается и это облегчает его отдачу клеткам. В альвеолах, где часть СО₂ выходит в альвеолярный воздух, Hb вновь связывается с О₂.

б) Транспорт углекислого газа.

Из клеток, где большое содержание СО₂ (60 мм рт.ст.), этот газ поступает в тканевую жидкость (47 мм рт. ст.), а затем в артериальную кровь (40 мм рт.ст.) капилляров и транспортируется к легким. СО₂ переносится плазмой крови и эритроцитами. В эритроцитах имеется фермент карбоангидраза, под влиянием которой СО₂ соединяется с Н₂О, образуя Н₂СО₃, которая диссоциирует на Н⁺ и НСО₃^-.

В плазме СО₂ переносится в виде свободной углекислоты (4%), в виде Н₂СО₃ (2%), но в основном в виде NaHCO₃ (33%). Это происходит так: часть НСО₃^- выходит из эритроцитов в плазму. На место НСО₃^-в эритроцит из плазмы поступают CI^-. В плазме остаются Na⁺ и соединяются с НСО₃^-, образуя NaHCO₃.

В эритроцитах часть НСО₃^- соединяется с К⁺, образуя КНСО₃. (14%). Кроме этого СО₂ соединяется с Hb, образуя карбгемоглобин (HbСО₂) (5%).

Для связывания СО₂ большое значение имеют свойства Hb как кислоты. Оксигемоглобин - более сильная кислота, чем Н₂СО₃, а дезоксигемоглобин - более слабая. Поэтому в артериальной крови НHbO₂ вытесняет ионы калия из бикарбоната и переносится в виде соли КHbO₂. Эта соль в тканевых капиллярах с высоким содержанием СО₂ легко отдает О₂, образуя восстановленный гемоглобин (НHb), КНСО₃ и О₂, а СО₂ сразу же соединяется с НHb, образуя НHbСО₂.

В капиллярах малого круга в легких напряжение СО₂, снижается и вначале удаляется СО₂, растворимый в плазме, затем СО₂ при расщеплении НHbСО₂. СО₂ выходит в альвеолы, а О₂ из воздуха поступает в кровь и вступает в реакцию с Hb, образуя НHbO₂. Оксигемоглобин как более сильная кислота, чем угольная вступает в реакцию с бикарбонатами и вытесняет из них Н₂СО₃. В капиллярах легких свободная Н₂СО₃ с помощью карбоангидразы расщепляется на СО₂ и Н₂О и СО₂ выходит в альвеолярный воздух.