Перенос газов кровью

Кровь переносит кислород в химически связанном состоянии-в составе оксигемоглобина. Если весь содержащийся в крови гемоглобин перейдет в окисленную форму, в каждых 100 мл крови будет около 20 мл кислорода. То количество кислорода, которое содержится в 100 мл крови, когда весь гемоглобин находится в окисленной форме, называется кислородной емкостью крови. Однако в естественных условиях при дыхании атмосферным воздухом кровь никогда не насыщается кислородом полностью. В артериальной крови только 96% гемоглобина находится в форме оксигемоглобина, поэтому в 100 мл крови будет содержаться не 20 мл кислорода, а несколько меньше (обычно 18—19 мл).

Углекислый газ в крови проникает внутрь эритроцитов и превращается в угольную кислоту:

СО₂ + Н₂О - Н₂СО₃.

Этому превращению способствует содержащийся в эритроцитах фермент угольная ангидраза.

Кроме того, углекислый газ может вступать в химическое соединение с гемоглобином, освободившимся от кислорода при прохождении крови по капиллярам тканей. Это соединение называется карбогемоглобином. Примерно 30% углекислого газа переносится кровью в форме карбогемоглобина.

* От лат. «диффузию» — разлитие, т. е. медленное проникновение одного вещества в другое при их соприкосновении.

Артериальная кровь содержит относительно мало углекислоты. Кровь насыщается углекислым газом в капиллярах тканей. Поэтому венозная, оттекающая от тканей, кровь значительно богаче углекислотой, чем артериальная.

Обмен газов в тканях

Парциальное давление кислорода в тканях значительно меньше, чем в артериальной крови. В связи в этим кислород отщепляется от оксигемоглобина и переходит из крови в ткани. Углекислого газа, наоборот, больше в тканях, так как он является продуктом обмена веществ. Поэтому углекислый газ переходит в кровь. Процесс перехода кислорода из крови в ткани и углекислого газа из тканей в кровь носит название обмена газов в тканях.

При физической работе содержание кислорода в работающих мышцах уменьшается, так как он быстро расходуется на обеспечение мышечных сокращений. Снижение парциального давления кислорода в тканях способствует более быстрому расщеплению оксигемоглобина. Однако чем больше кислорода поглощает мышечная ткань, чем больше падает в мышце его парциальное давление, тем на меньшую глубину проникает поступивший из крови кислород. Он будет израсходован мышечными волокнами, расположенными рядом с капиллярами. Отсюда понятно, какое большое значение имеет раскрытие при работе тех капилляров, которые в покое закрыты. При выполнении физических упражнений в мышцах накапливаются продукты обмена веществ, главным образом различные кислоты. В кислой среде оксигемоглобин расщепляется легче. Следовательно, образование кислых продуктов обмена веществ при работе облегчает поступление кислорода в мышцы. Температура мышц во время работы возрастает, что также благоприятствует расщеплению оксигемоглобина.

Итак, на переход кислорода из крови в ткани влияют три фактора: парциальное давление кислорода в тканях, кислотность среды и температура. Их действие проявляется и в покое, но особенно усиливается при физической работе.

Кислород, поступивший в ткани из крови, используется для окисления различных органических веществ, в результате чего освобождается необходимая для жизнедеятельности тканей энергия. Этот процесс носит название тканевого дыхания.

Артериальная кровь отдает тканям не весь содержащийся в ней кислород. В оттекающей от тканей венозной крови имеется еще довольно много кислорода — около 12—14 мл на 100 мл крови. Разность содержания кислорода в артериальной и венозной крови называется артерио-венозной разностью по кислороду и обозначается АВР_О2. В покое она составляет около 6 мл кислорода на 100 мл крови, при мышечной работе —15—17 мл. Увеличение АВР₀₂ при работе происходит потому, что ткани, особенно работающие мышцы, извлекают из артериальной крови больше кислорода, чем в покое. Этому способствуют низкое парциальное давление кислорода в сокращающихся мышцах, накопление в них кислот и относительно высокая температура.