Транспорт кислорода в растворенном виде. Вытеснение кислорода
а) Транспорт кислорода в растворенном виде При нормальном артериальном PO2 в 95 мм рт. ст. в каждых 100 мл жидкой части крови растворено около 0,29 мл кислорода, а при снижении PO2 в капиллярах ткани до 40 мм рт. ст. в растворенном виде там остается только 0,12 мл кислорода. Другими словами, в нормальных условиях каждые 100 мл артериальной крови переносят к тканям 0,17 мл кислорода в растворенном виде, а в эритроцитах, в связанном с молекулой гемоглобина виде, 100 мл крови переносит 5 мл кислорода. Таким образом, количество кислорода, доставляемого к тканям в растворенном виде, в норме невелико и составляет только около 3% общего количества, в то же время в связи с гемоглобином переносится 97%.
Во время напряженной физической работы, когда доставка кислорода гемоглобином может повыситься до 3 раз, относительная доля переносимого в растворенном виде кислорода составляет только 1,5%. Однако при вдыхании кислорода при очень высоком PO2 в альвеолярном воздухе количество растворенного в крови кислорода может стать намного больше, тогда в тканях окажется лишнее количество кислорода и возникнет «отравление» кислородом, что часто приводит к судорогам и даже смерти.
Кривая диссоциации СО гемоглобина. Обратите внимание на крайне низкие давления окиси углерода, при которых он связывается с гемоглобином
б) Соединение гемоглобина с окисью углерода. Вытеснение кислорода. Окись углерода присоединяется к гемоглобину в той же точке, где и кислород; она может вытеснить кислород из соединения с гемоглобином, снижая таким образом его способность переносить кислород. Прочность связи окиси углерода с гемоглобином превышает прочность связи кислорода с гемоглобином примерно в 250 раз, как это видно на кривой диссоциации соединения окись углерода-гемоглобин, что видно на рисунке выше.
Форма этой кривой почти идентична таковой для оксигемоглобина, но при этом обозначенные на оси абсцисс величины давления окиси углерода составляют только 1/250 таковых на кривой диссоциации оксигемоглобина, представленной на рисунке ниже.
Кривая диссоциации оксигемоглобина
Парциальное давление окиси углерода в альвеолах, составляющее только 0,4 мм рт. ст., что в 250 раз ниже парциального давления кислорода в альвеолах (100 мм рт. ст.), позволяет окиси углерода на равных «бороться» с кислородом за присоединение к гемоглобину, в результате половина гемоглобина в крови окажется связанной с окисью углерода, а не с гемоглобином. Вследствие этого величина парциального давления окиси углерода в воздухе в 0,6 мм рт. ст. (т.е. при объемной концентрации менее 1/1000) может оказаться смертельной. Даже при большом снижении содержания кислорода в крови во время отравления окисью углерода PO2 крови может оказаться нормальным.
От этого вдыхание окиси углерода становится особо опасным, т.к. кровь сохраняет ярко-красный цвет и видимые симптомы гипоксемии — посинение кончиков пальцев или губ (цианоз) — отсутствуют. PO2 не снижается, и поэтому не срабатывает механизм обратной связи, который обычно в ответ на недостачу кислорода (о чем обычно сигнализирует пониженное PO2) стимулирует частоту дыхания. Одним из первых в результате нехватки кислорода пострадает мозг, поэтому человек может оказаться дезориентированным и потерять сознание до осознания опасности ситуации.
При серьезном отравлении окисью углерода пациенту можно дать дышать чистым кислородом, поскольку при высоком альвеолярном давлении кислород может быстро вытеснить окись углерода из связи с гемоглобином. Состояние пациента может улучшить одновременное вдыхание 5% двуокиси углерода, который сильно стимулирует дыхательный центр, увеличивая альвеолярную вентиляцию и уменьшая этим содержание окиси углерода в альвеолах. При интенсивной терапии кислородом и двуокисью углерода можно удалить окись углерода из крови в 10 раз быстрее, чем без нее.
Видео физиология газообмена в легких и транспорта газов кровью - профессор, д.м.н. П.Е. Умрюхин
