кислородом. Значение рО2 в артериальной крови таких больных составляет всего 50 торр, что вдвое ниже нормы. В этом случае происходит компенсаторный сдвиг кривой насыщения кислородом, обусловленный повышением концентрации 2,3-DPG в эритроцитах с 4,5 до 8,0 мМ. В присутствии такой высокой концентрации 2,3-DPG Р50 становится равным уже не 26, а 31 торр. Расчеты показывают, что повышение концентрации 2,3-DPG в эритроцитах вызванное гипоксией приводит к увеличению доставки кислорода в ткани на 27%, что выражается в компенсаторном сдвиге кривой насыщения кислородом.
При некоторых нарушениях обмена веществ в эритроцитах, например,
при дефектах ферментов гликолиза содержание 2,3-DPG может изменяться, что сопровождается соответственным изменением сродства гемоглобина к кислороду (см. далее).
Не до конца решенной проблемой физиологии дыхания является установление деталей механизма адаптации к высоте. И в этом случае, повидимому, существенное значение имеет изменение концентрации 2,3-DPG в эритроцитах. Когда человек поднимается от уровня моря на высоту 4500 м, уже через 2 суток концентрация 2,3-DPG в его эритроцитах возрастает с 4,5 до 7,0 мМ и, соответственно, снижается сродство гемоглобина к кислороду. Насыщение артериальной крови кислородом уменьшается из-за снижения величины Р50, но количество транспортируемого кислорода возрастает, так как больше высвобождается кислорода в капиллярной сети. При спуске с гор на уровень моря концентрации 2,3-DPG и величина Р50 возвращаются к исходным величинам.
Влияние нарушений гликолиза на транспорт кислорода
Протекание гликолиза в эритроцитах и транспорт кислорода тесно связаны между собой участием в обоих процессах 2,3-дифосфоглицерата. Это означает, что нарушения гликолиза могут оказывать влияние на процесс оксигенации гемоглобина, а, следовательно, и на транспорт кислорода в целом. Действительно, у некоторых больных с наследственными дефектами ферментов гликолиза в эритроцитах диссоциационные кривые кислорода оказываются измененными (рис. 7.1.3).
Рис. 7.1.3 Кривые диссоциации кислорода для нормальных эритроцитов (черная линия), эритроцитов больного с дефектом гексокиназы (красная линия) и эритроцитов больного с дефектом пируваткиназы (синяя линия).
При дефектах гексокиназы концентрация промежуточных продуктов гликолиза находится на низком уровне из-за снижения скорости первого этапа процесса – фосфорилирования глюкозы. Для эритроцитов таких больных характерна сниженная концентрация 2,3-дифосфоглицерата, а, следовательно, гемоглобин этих пациентов отличается ненормально высоким сродством к кислороду. Прямо противоположные изменения имеют место в случае дефектов пируваткиназы. В этом случае концентрация промежуточных продуктов гликолиза оказывается ненормально высокой, что объясняется блокированием конечного этапа процесса. Соответственно содержание 2,3-дифосфоглицерата может вдвое превышать норму, что обусловливает низкое сродство гемоглобина к кислороду. Отклонения от нормы кривых диссоциации кислорода при недостаточности гексокиназы и пируваткиназы казались необъяснимыми, пока не было установлено, что 2,3- дифосфоглицерат является важнейшим аллостерическим регулятором кислород-переносящих свойств гемоглобина человека.