Обмін кисню в організмі. Транспорт кисню з легенів до тканин

Після дифузії кисню з альвеол в капілярну кров його подальший транспорт в капіляри периферичних тканин відбувається майже повністю в пов`язаної з гемоглобіном формі. Наявність в еритроцитах гемоглобіну дозволяє крові транспортувати в 30-100 разів більше кисню, ніж могло б транспортуватися у вигляді газу, розчиненого у водному складової крові.

Відео: Анатомія

В клітинах тканин тіла кисень реагує з різними речовинами, формуючи велика кількість двоокису вуглецю, який потім входить в капіляри тканини і транспортується назад в легені. Двоокис вуглецю також зв`язується з різними хімічними речовинами, що знаходяться в крові, що збільшує транспорт двоокису вуглецю в 15-20 разів.

У цій статті представлені фізичні і хімічні принципи транспорту кисню і двоокису вуглецю в крові і тканинної рідини як з кількісної, так і якісної сторони.

Відео: Органи кровообігу

Гази можуть переміститися з однієї точки в іншу шляхом дифузії і причиною такого пересування завжди є наявність градієнта парціального тиску між цими точками. Так, кисень дифундує в легких з альвеол в капілярну кров, тому що парціальний тиск кисню (Ріг) в альвеолах більше, ніж в крові легеневих капілярів. В інших тканинах тіла Ро2 в капілярної крові вище, ніж в тканинах, і це змушує кисень дифундувати в тканини.

У метаболічних процесах клітин кисень використовується для освіти двоокису вуглецю, в результаті внутрішньоклітинний тиск двоокису вуглецю (Рсо2) піднімається до високих значень, що призводить до дифузії двоокису вуглецю в тканинні капіляри. Коли кров доходить до легких, двоокис вуглецю дифундує з крові в альвеоли, тому що Рсог в крові легеневих капілярів вище, ніж в альвеолах. Таким чином, транспорт кисню і двоокису вуглецю кров`ю залежить як від дифузії, так і від кровотоку. Далі розглянемо кількісну сторону факторів, що визначають ці явища.

Відео: Дихання і його значення в житті людини. Вплив кисню і вуглекислого газу

У верхній частині малюнка зображена альвеола, розташована поруч з легеневим капіляром, і показана дифузія молекул кисню з альвеолярного повітря в кров. Ро2 в альвеолярної газової суміші складає 104 мм рт. ст., а Ро2 в венозної крові, що входить в легеневий капіляр через його артеріальний кінець, становить лише 40 мм рт. ст., тому що велика кількість кисню була поглинена з крові під час проходження її через периферичні тканини. Таким чином, початкова різниця в парціальному тиску, що є причиною дифузії кисню в легеневі капіляри, становить 104 - 40, або 64 мм рт. ст. На графіку в нижній частині малюнка видно різкий підйом Ро2 крові під час проходження її через капілляр- до моменту проходження 1/3 довжини капіляра Р02 в крові становить близько 104 мм рт. ст., тобто майже досягає Р02 в альвеолярному повітрі.

Поглинання кисню кров`ю в легких під час фізичного навантаження. При важкому фізичному навантаженні споживання кисню може виявитися в 20 разів вище норми. При цьому через підвищення серцевого викиду при такому навантаженні час проходження легеневого капіляра кров`ю може скоротитися більш ніж в 2 рази. Однак в силу існування великого фактора надійності для дифузії кисню через легеневу мембрану кров на час виходу з капіляра все ж насичується киснем майже до максимального рівня. Це пояснюється наступним.

Відео: Перехід кисню з альвеол в капіляри

По-перше, під час фізичного навантаження дифузний обсяг кисню зростає майже в 3 рази. Це відбувається головним чином через збільшення площі поверхні капілярів, що беруть участь в процесі дифузії, а також через наближення вентиляційно-перфузійного коефіцієнта в верхніх частинах легких до ідеальної величиною. По-друге, при відсутності фізичного навантаження кров досягає майже повного насичення киснем вже після проходження першої третини легеневого капіляра і під час проходження наступних двох третин зазвичай в неї додається дуже мало кисню. Можна сказати, що в спокої кров залишається в легеневих капілярах в 3 рази довше, ніж це необхідно для повного насичення її киснем, тому під час фізичного навантаження кров може повністю або майже повністю насичуватися киснем і після скорочення часу перебування в капілярах.