2.2 Обмін газів у тканинах

На газообмін у тканинах впливають ті ж самі 5 факторів, що і на газообмін у легенях,— площа дифузії, градієнт напруги газів у крові і клітинах; відстань, яку проходить газ; коефіцієнт дифузії; стан мембран, через які проходять тази. Кількість О₂, що надійшла до органа, може бути визначена на підставі об'єму кровообігу і вмісту О₂ в приносній артерії і вені. АВР_О2 і кровотік залежать від рівня метаболізму органа: що інтенсивніший обмін речовин, то більше використовується О₂.

О₂ використовується в мітохондріях клітин для реалізації про­цесу окислення. Тому найменше вільного О₂ концентрується поряд з мітохондріями.

У нормі при найвищій активності окислювального процесу мінімальний Ро₂ біля мітохондрій не повинен бути мен­шим від 1 мм рт. ст. Це критична напруга Ог в мітохондріях. При нижчому її показнику процес окислення стає неможливим. Р° біля мітохондрії становить 5—10 мм рт. ст. (0,7—1,3 кПа). У тка­нинній рідині біля капіляра Ро₂ досягає 30 — 40 мм рт. ст. (4— 5,3 кПа), а у крові, яка надходить,— 100 мм рт. ст. Перепад Ро₂ від крові капіляра до мітохондрій забезпечує процес дифузії О₂ за градієнтом концентрації. Природно, що клітини, які прилягають до капіляра, забезпечуються киснем краще. Тому в клітині міто­хондрії, які розташовані ближче до мембрани, також отримують більше кисню. Весь шлях, що проходить кисень від атмосферного повітря до мітохондрій клітин, нагадує ряд каскадів (рис. 2.4) [3].

Рис. 2.4 - Зміни Р_О2 на етапах дихання

При інтенсифікації споживання О₂ рівень Р_О2 біля мітохондрій стає набагато нижчим від 10 мм рт. ст., що й сприяє прискоренню дифузії. У свою чергу зниження Р_О2 біля капіляра до рівня, що нижчий від 40 мм рт. ст. (5,3 кПа), різко стимулює дисоціацію оксигемоглобіну. Та частина кисню артеріальної крові, що засто­совується тканинами, називається коефіцієнтом утиліза­ції кисню. У стані спокою він дорівнює близько 30%, а при інтенсивній праці підвищується до 60—70 % (рис. 2.5) [1].

Рис. 2.5 - Дифузія О₂ в тканинах

У протилежному напрямі від мітохондрій надходить утворений при окисленні СО₂. Звичайно Р_СО2 у тканинах перебуває на рівні близько 60 мм рт. ст. (8,0 кПа), а біля капіляра — близько 50 мм рт. ст. (6,7 кПа). Тому СО₂ надходить від мітохондрій до міжклі­тинної рідини, а звідти — до кровоносних капілярів і у кров.

Висновки

Таким чином, газообмін в легенях здійснюється по принципу дифузії. Кров у легенях постачається по судинах малого кола кровообігу. По верхній і нижній порожнистих венах венозна кров впадає у праве передсердя, а потім у правий шлуночок. Після чого кров з шлуночка виштовхується в легеневу артерію, що розгалужується до дрібних альвеолярних капілярів, де і проходить газообмін. Концентрація вуглекислого газу в крові більша, ніж в повітрі альвеол, а кисню концентрація в повітрі більша, ніж в крові, тому кисень переходить в кров, а вуглекислий газ – в повітря, яке під час вдиху виводиться в зовнішнє середовище.

Отже, в легенях кров збагачується киснем і звільняється від вуглекислого газу, тобто перетворюється із венозної у артеріальну. По легеневих венах уже артеріальна кров впадає в ліве передсердя, потім в лівий шлуночок, звідси – у велике коло кровообігу.

Із капілярів великого кола кровообігу кисень потрапляє в тканини. В артеріальній крові концентрація кисню більша, ніж в клітинах тканин, а вуглекислого газу в клітинах концентрація більша, ніж в крові. Тому кисень легко проникає в клітини тканин і використовується в окислювальних процесах. А вуглекислий газ із клітин переходить у кров. Так у тканинах органів артеріальна кров перетворюється на венозну.

Венозна кров по венах великого кола кровообігу надходить у праве передсердя, потім – у правий шлуночок серця, а звідти – до легень.

Кров, проходячи по легеневих капілярах, обмінюється газами з альвеомерним повітрям. У венозній крові, що надходить до легенів, високий тиск вуглекислого газу і відносно низький тиск кисню. У тканинах тиск вуглекислого газу найбільший, у венозній крові, яка надходить до альвеол, тиск дорівнює 46 мм, а в альвеолярному повітрі – 40 мм рт. ст. Завдяки такій різниці тиску вуглекислий газ дифундує з тканин у кров капілярів, а з венозної крові – в альвеолярне повітря.

Споживання тканинами кисню залежить від інтенсивності обміну і від функціонального стану тканин. На відміну від гідролітичних процесів, реакції окислення дають більший тепловий ефект і є для організму основним джерелом енергії.