7. Анатомическое и физиологическое «мертвые пространства»

Для нормального газообмена должно быть адекватное соотношение вентиляции и альвеолах и кровообращения в капиллярах. Однако это соотношение, как правило, несколько уменьшено. Причины этого:

• из-за низкого давления в малом круге кровообращения меньше кровоток в верхних отделах легких (вследствие гравитации);

• отдельные участки легких при наличии хорошей перфузии плохо вентилируются;

• другие участки плохо перфузируются, но в них сохраняется хорошая вентиляция альвеол;

• в легких имеется система артерио-венозныхх шунтов, по которым кровь, проходит мимо капиллярного русла альвеол.

В результате этих причин вводятся понятия:

• анатомическое мертвое пространство (АМН) - объем воздухоносных путей, 150 мл;

-физиологическое мертвое пространство (ФМП) - сумма АМП + объем альвеол, где из-за указанных выше причин не происходит газообмена.

В норме ФМП мало отличается от АМП, при патологии же оно значительно увеличено.

8. Транспорт газов (о2 и cо2) кровью

Кислород, который приходит в кровь, сначала растворяется в плазме крови рО2 и альвеолах 100 мм рт.ст. растворяется 0,3 мл О2. По градиенту концентрированный кислород идет в эритроциты через их мембрану и образует оксигемоглобин (НЬО2) Оксигемоглобин - нестойкое соединение, легко распадается (рис.6.Б).

Реакции образования НЬО2 называется оксигенацией, распада - дезоксигенацией. При соединении с О2 железо в гемоглобине остается двухвалентным.

СО2 растворяется и жидкостях лучше, чем О2 - в 100 мл крови растворен мл СО2, который транспортируется кровью.

Химически связанный СО2 находится в крови в одной из трех форм (рис 6.)

1) угольная кислота (Н2СО3) - 7%;

2) бикарбонатныйн ион (HCO3) - 70%;

3)карбгемоглобин (НЬСО2) - 23%.

СО2, который попадает в кровь, сначала подвергается гидратации с образованием Н2СО3. Эта реакция в плазме крови протекает очень медленно. В эритроците, благодаря специальному ферменту - карбоангидразе этот процесс ускоряется приблизительно в 10000 раз.

Дальнейшее прекращение СО2 протекает следующим образом

1) в эритроците угольная кислота диссоциирует на Н и НСО3;

2) накапливается НСО3 и возникает градиент давления НСО3 направленный из эритроцита в плазму:

3) при выходе НСО3 и плазму происходит транспорт Cl в эритроциты (т.н. хлоридный сдвиг):

4)в плазме крови НСО3 взаимодействуя с катионами, образует соли угольной кислоты; в виде этих солей транспортируется около 510 мл/л СО2.

Кроме того, СО2 может связываться с белками крови, главным образом - с гемоглобином эритроцитов При этом СО2 присоединяется к белку глобину, а О2 к гему, т е. молекула гемоглобина может переносить одновременно и СО2 и О2. Соединение СО2 с гемоглобином называется карбогемоглобином (НЬСО2 ).

В крови альвеолярных капилляров все процессы проходят в обратном направлении. Главная из химических реакций - дегидратация, т.е. выход СО2 из бикарбонатов происходит в эритроцитах также с помощью карбоангидразы:

Существует тесная связь транспорта О2 и СО2. При уменьшении содержании оксигемоглобина усиливается транспорт СО2 кривью (эффект Холдейна).