Газообмен в легких

Переход газов из окружающей среды в жидкость и из жидкости в окружающую среду подчиняется определенным физическим закономерностям. Каждый газ переходит в жидкость в зависимости от величины его парциального давления.

Парциальное давление – давление данного газа в смеси. Зная процентное содержание газов в альвеолярном воздухе можно рассчитать их парциальное давление: кислорода – 102 мм рт. ст., углекислого газа – 40 мм рт. ст. Газ всегда диффундирует из среды, где имеется высокое давление, в среду с меньшим давлением.

Газообмен во всех звеньях дыхательного процесса подчиняется рассмотренным физическим закономерностям.

Следовательно, в легких кислород поступает из альвеолярного воздуха в кровь, а углекислый газ из крови в альвеолярный воздух.

Транспорт газов кровью

Транспорт кислорода обеспечивается в основном за счет химической связи его с гемоглобином эритроцитов.

Гемоглобин образует с кислородом непрочное, легко диссоциирующее соединение – оксигемоглобин. 1 г гемоглобина связывает 1,34 мл кислорода. Кислородная емкость крови – максимальное количество кислорода, которое может быть связано 100 мл крови (1,34*14=19 мл).

Сродство гемоглобина к кислороду значительно понижается при сдвиге реакции крови в кислую сторону, что наблюдается в тканях вследствие образования углекислого газа. Поэтому в капиллярах тканей способность гемоглобина удерживать кислород уменьшается, что облегчает его отдачу клеткам. В альвеолах легких способность гемоглобина связывать кислород вновь возрастает, т. к. часть углекислого газа переходит в альвеолярный воздух.

Транспорт углекислого газа кровью:

• в форме бикарбонатов – 48-51 об.% (общее количество – 55-58 об.%)

• в соединении с гемоглобином в виде карбгемоглобина (4-5 об.%).

• в растворенном состоянии – 2-3 об.%

Около2/3 всех соединений гемоглобина находятся в плазме и 1/3 – в эритроцитах.

Угольная кислота образуется в эритроцитах тканевых капилляров из углекислого газа и воды под действием угольной ангидразы (карбоангидраза) – биологического катализатора. Образовавшаяся угольная кислота отнимает основание от восстановленного гемоглобина, в результате чего получаются соли угольной кислоты – бикарбонаты натрия в плазме и бикарбонаты калия в эритроцитах. В капиллярах легких под действием этого же фермента происходит расщепление угольной кислоты.

Газообмен в тканях

В тканях напряжение кислорода близко к нулю, а напряжение углекислого газа около 60 мм рт. ст. Вследствие разности давления углекислый газ диффундирует в кровь, а кислород в ткани.

Тканевое дыхание (клеточное дыхание) – непрерывно идущие окислительные процессы, при которых потребляется кислород и образуется углекислый газ.

Дыхательный центр

совокупность нейронов, обеспечивающих деятельность аппарата дыхания и его приспособление к изменяющимся условиям внешней и внутренней среды. Это парное, симметрично расположенное образование, в состав которого входят вдыхательная и выдыхательная части. Одной из причин ритмичной автоматической деятельности дыхательного центра являются взаимосвязанные функциональные отношения между инспираторными и экспираторными нейронами.

Дыхательный центр, расположенный в продолговатом мозге, посылает импульсы к мотонейронам спинного мозга, иннервирующим дыхательные мышцы.

Специфическим регулятором активности нейронов дыхательного центра является углекислый газ.