МедУнивер - MedUniver.com Все разделы сайта Видео по медицине Книги по медицине Форум консультаций врачей  
Рекомендуем:
Физиология человека:
Физиология
Физиология клетки
Физиология эндокринной системы
Физиология пищеварительной системы
Физиология клеток крови
Физиология обмена веществ, питания
Физиология почек, КЩС, солевого обмена
Физиология репродуктивной функции
Физиология органов чувств
Физиология нервной системы
Физиология иммунной системы
Физиология кровообращения
Физиология дыхания
Физиология водолазов, дайверов
Видео по физиологии
Книги по физиологии
Форум
 

Транспорт кислорода артериальной кровью. Диффузия кислорода

а) Транспорт кислорода артериальной кровью. Около 98% объема крови, входящей в левое предсердие после прохождения легких, прошло через легочные капилляры и было оксигенировано до PO2, равного приблизительно 104 мм рт. ст. Оставшиеся 2% объема крови ушли из аорты в бронхиальное кровообращение, которое снабжает в основном глубокие ткани легких, и не вошли в контакт с альвеолярным воздухом. Эту часть кровотока в легких называют «шунтирующей», т.к. она направляется мимо газообменных участков легких.

На выходе из легких напряжение кислорода шунтированной крови находится примерно на уровне нормальной системной венозной крови — около 40 мм рт. ст. При смешивании этой крови в легочных венах с оксигенированной кровью из альвеолярных капилляров эта так называемая венозная примесь крови приведет к снижению PO2, входящей в левую половину сердца и выбрасываемой оттуда в аорту крови, примерно до 95 мм рт. ст. Эти изменения PO2 в крови в разных точках системы кровообращения показаны на рисунке ниже.

Транспорт кислорода артериальной кровью. Диффузия кислорода
Изменения PO2 в капиллярной крови легких, системной артериальной крови и системной капиллярной крови, демонстрирующие эффект «венозной примеси» (смесь с легочной шунтовой кровью)
Транспорт кислорода артериальной кровью. Диффузия кислорода
Диффузия кислорода из тканевого капилляра к клеткам (PO2 в интерстициальной жидкости - 40 мм рт. ст., в клетках ткани - 23 мм рт. ст.)

б) Диффузия кислорода из периферических капилляров в тканевую жидкость. При достижении артериальной кровью периферических тканей PO2 в ней находится на уровне 95 мм рт. ст. На рисунке выше видно, что в окружающей тканевые клетки интерстициальной жидкости PO2 достигает только 40 мм рт. ст. Таким образом, имеется большой градиент давления, под влиянием которого кислород начинает быструю диффузию из капиллярной крови в ткани — настолько быструю, что PO2 в капиллярах почти сравняется с PO2 (40 мм рт. ст.) в интер-стиции, поэтому PO2 в крови, покидающей капилляры и поступающей в системные вены, составляет около 40 мм рт. ст.

1. Влияние скорости кровотока на PO2 интерстициальной жидкости. Если кровоток через какую-нибудь ткань повышается, в ткань попадает большее количество кислорода, и PO2 в ткани, соответственно, повышается. Обратите внимание, что повышение кровотока до 400% относительно кровотока в покое повышает PO2 от 40 мм рт. ст. до 66 мм рт. ст.. Однако высшей границей для подъема PO2 даже при максимальном кровотоке является 95 мм рт. ст., т.к. это является парциальным давлением кислорода в артериальной крови. Соответственно, при понижении кровотока в ткани снижается и PO2 в ткани.

Транспорт кислорода артериальной кровью. Диффузия кислорода
Влияние кровотока и скорости потребления кислорода на PO2 в ткани

2. Влияние интенсивности тканевого метаболизма на PO2 интерстициальной жидкости. Если клеткам для метаболизма потребуется больше кислорода, чем обычно, то PO2 в интерстициальной жидкости снижается. Это влияние также видно на рисунке выше, где при повышении потребления кислорода клетками прослеживается снижение PO2 в интерстициальной жидкости и повышение его при снижении потребления.

В итоге величина PO2 ткани определяется равновесием между:

(1) скоростью транспорта кислорода кровью в ткани;

(2) скоростью потребления кислорода тканями.

в) Диффузия кислорода из периферических капилляров в клетки ткани. Клетки непрерывно потребляют кислород. Следовательно, PO2 в клетках периферических тканей постоянно ниже, чем PO2 в периферических капиллярах, поэтому нормальное PO2 внутри клеток может оказаться как низким (5 мм рт. ст.), так и довольно высоким (40 мм рт. ст.) и в среднем (при прямом измерении у низших животных) составляет 23 мм рт. ст. Обычно для полного обеспечения кислородом клеточных процессов вполне достаточно PO2, равного 1-3 мм рт. ст.

г) Диффузия двуокиси углерода из клеток периферических тканей в капилляры и из легочных капилляров в альвеолы. Кислород в клетках практически весь превращается в двуокись углерода, в результате в клетке повышается PCO2. Из-за повышения PCO2 двуокись углерода диффундирует из клеток в тканевые капилляры и переносится кровью в легкие. Там она диффундирует из легочных капилляров в альвеолы и выводится из легких.

Таким образом, в каждой точке транспортного конвейера направление диффузии двуокиси углерода прямо противоположно направлению диффузии кислорода. Но в процессе диффузии двуокиси углерода и кислорода имеется одно большое различие: скорость диффузии двуокиси углерода примерно в 20 раз выше, чем скорость диффузии кислорода, поэтому градиенты давления, необходимые для диффузии двуокиси углерода, в каждой точке намного меньше таковых для диффузии кислорода. Парциальное давление CO2 в разных точках имеет приблизительно следующие значения.

1. PCO2 внутри клетки равно 46 мм рт. ст., PCO2 в интерстициальной ткани — 45 мм рт. ст. Таким образом, градиент составляет только 1 мм рт. ст. (для облегчения понимания просим вас изучить рисунок ниже)

Транспорт кислорода артериальной кровью. Диффузия кислорода
Связывание двуокиси углерода кровью в тканевых капиллярах (PCO2 в клетках ткани - 46 мм рт. ст., в интерстициальной жид кости - 45 мм рт ст.)

2. PCO2 в артериальной крови, поступающей в ткани, равно 40 мм рт. ст., PCO2 в венозной крови, покидающей ткани, — 45 мм рт. ст. Таким образом, PCO2 крови в тканевых капиллярах практически уравновешивается с PCO2 в интерстициальной ткани (45 мм рт. ст.).

3. PCO2 крови, поступающей в артериальный конец легочных капилляров, равно 45 мм рт. ст.;

PCO2 в альвеолярном воздухе — 40 мм рт. ст. Таким образом, для обеспечения всей необходимой диффузии двуокиси углерода из легочных капилляров в альвеолы достаточно градиента парциального давления двуокиси углерода, равного 5 мм рт. ст. Далее (для облегчения понимания просим вас изучить рисунок ниже) PCO2 в крови легочных капилляров падает и становится практически равным PCO2 в альвеолярном воздухе (40 мм рт. ст.) прежде, чем эта кровь пройдет через первую треть капилляра. Такую же картину мы наблюдали ранее при рассмотрении процесса диффузии кислорода, но только в противоположном направлении.

Транспорт кислорода артериальной кровью. Диффузия кислорода
Диффузия двуокиси углерода из капиллярной крови в альвеолу
Транспорт кислорода артериальной кровью. Диффузия кислорода
Влияние кровотока и скорости метаболизма на PCO2 в периферической ткани

д) Влияние интенсивности метаболизма ткани и тканевого кровотока на PCO2 интерстициальной ткани. Капиллярный кровоток в ткани и метаболизм ткани оказывают на PCO2 действие, противоположное их влиянию на PO2 в ткани. На рисунке выше показано, что:

1. Снижение кровотока от нормального уровня до 1/4 нормы приводит к повышению PCO2 в периферической ткани от нормы 45 мм рт. ст. до 60 мм рт. ст., а повышение кровотока в 6 раз относительно нормы (точка В) снижает PCO2 в интерстициальной ткани от 45 мм рт. ст. до 41 мм рт. ст., что почти равно PCO2 во входящей в тканевые капилляры артериальной крови (40 мм рт. ст.).

2. Повышение интенсивности метаболизма ткани в 10 раз намного повышает PCO2 в интерстициальной жидкости при всех уровнях кровотока, а снижение метаболизма до 1/4 от нормального уровня вызывает падение PCO2 в интерстициальной жидкости примерно до 41 мм рт. ст., что близко к уровню PCO2 в артериальной крови (40 мм рт. ст.).

Видео физиология газообмена в легких и транспорта газов кровью - профессор, д.м.н. П.Е. Умрюхин

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

- Также рекомендуем "Гемоглобин. Роль гемоглобина в транспорте кислорода"

Оглавление темы "Кислород и его доставка в организме":
1. Диффузия газов через дыхательную мембрану. Дыхательная мембрана
2. Емкость дыхательной мембраны. Диффузионная емкость для кислорода
3. Вентиляционно-перфузионный коэффициент. Парциальное давление кислорода и двуокиси углерода
4. Концепция физиологического шунта. Концепция физиологического мертвого пространства
5. Обмен кислорода в организме. Транспорт кислорода из легких в ткани
6. Транспорт кислорода артериальной кровью. Диффузия кислорода
7. Гемоглобин. Роль гемоглобина в транспорте кислорода
8. Коэффициент использования кислорода. Сохранение постоянства кислорода в тканях
9. Диссоциация оксигемоглобина и ее зависимость. Эффект Бора
10. Участие кислорода в метаболизме. Метаболическое потребление кислорода
Медунивер Мы в Telegram Мы в YouTube Мы в VK Форум консультаций врачей Контакты, реклама
Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.