22. Транспорт кислорода к тканям и потребление ими кислорода. Транспорт углекислого газа.

Доставка кислорода к тканям и потребление ими кислорода.

Кислород переносится к тканям в двух формах: связанный с гемоглобином и растворенный в плазме. Основная часть кислорода переносится в связанной форме с гемоглобином. Ион железа гема способен присоединять одну молекулу кислорода, т.е. одна молекула гемоглобина способна связать 4 молекулы кислорода. Окисленный ион Fe3+ не способен высвобождать кислород, т.е. образуется необратимая связь, а связь иона Fe2+ гема с кислородом происходит за счет конформационных изменений третичной и четвертичной структуры глобина, она обратима, т.е. в тканях происходит высвобождение кислорода.

Гемоглобин, связанный с 4 молекулами кислорода, называется оксигемоглобин. 1 г гемоглобина способен максимально связать 1,34 мл кислорода.

Кислородная емкость крови-количество 02, которое связывается кровью до полного насыщения гемоглобина.

Изменение концентрации гемоглобина в крови, например, при анемиях, отравлениях ядами изменяет ее кислородную емкость.

При рождении в крови у человека более высокие значения кислородной емкости и концентрации гемоглобина. Насыщение крови кислородом выражает отношение количества связанного кислорода к кислородной емкости крови, т.е. под насыщением крови 02 подразумевается процент оксигемоглобина по отношению к имеющемуся в крови гемоглобину. В обычных условиях насыщение О2 составляет 95 — 97%. При дыхании чистым кислородом насыщение крови 02 достигает 100%, а при дыхании газовой смесью с низким содержанием кислорода процент насыщения падает. При 60 — 65% наступает потеря сознания.

Транспорт углекислого газа.

Углекислый газ является конечным продуктом клеточного метаболизма. СО2 образуется в тканях, диффундирует в кровь и переносится кровью к легким в трех формах: растворенной в плазме, в составе бикарбоната и в виде карбаминовых соединений эритроцитов. Количество СОг, растворимого в плазме, как и для О2 определяется законом Генри, однако его растворимость в 20 раз выше, поэтому количество растворенного СО2 довольно значительно и составляет до 5—10 % от общего количества СО2 крови. Реакция образования бикарбоната описывается следующей формулой:

СО2 + Н2О <-> Н2СО3<-» Н+ + HCO3-.

Первая реакция протекает медленно в плазме и быстро — в эритроцитах, что связано с содержанием в клетках фермента карбоангидразы. Вторая реакция — диссоциация угольной кислоты — протекает быстро, без участия ферментов. При повышении в эритроците ионов HCO3- происходит их диффузия в кровь через клеточную мембрану, в то время как для ионов Н+ мембрана эритроцита относительно непроницаема и они остаются внутри клетки. Поэтому для обеспечения электронейтральности клетки в нее из плазмы входят ионы СГ (так называемый хлоридный сдвиг). Высвобождающиеся ионы Н+ связываются с гемоглобином: Н+ + НЬО2 <-> Н+ • НЬ + O2.

Восстановленный гемоглобин является более слабой кислотой, чем оксигемоглобин. Таким образом, наличие восстановленного НЬ в венозной крови способствует связыванию СО2, тогда как окисление НЬ в сосудах легких облегчает его высвобождение. Такое повышение сродства СО2 к гемоглобину называется эффектом Холдейна. На долю бикарбоната приходится до 90 % всего СОг, транспортируемого кровью. Карбаминовые соединения образуются в результате связывания СО2 с концевыми группами аминокислот белков крови, важнейшим из которых является гемоглобин (его глобиновая часть): НЬ • NH2 + СО2 ----- НЬ • NH • СООН. В ходе этой реакции образуется карбаминогемоглобин. Реакция протекает быстро и не требует участия ферментов. Как и в случае с ионами Н+, восстановленный НЬ обладает большим сродством к СО2, чем оксигемоглобин.