Скорость реакции газов с гемоглобином

До сих пор мы рассматривали как препятствие для переноса О₂ и СО в кровь только альвеолярно-капиллярный барьер.

Первая из них отражает сам процесс диффузии, а вторая — время реакции O₂ (или СО) с гемоглобином.

Однако из рисунка видно, что расстояние между стенкой альвеолы и центром эритроцита больше толщины этой стенки, а значит, некоторое диффузионное сопротивление создается и в самих капиллярах. Кроме того, существует еще один фактор, препятствующий переходу газов в кровь — определенная скорость реакции О₂ или СО с гемоглобином эритроцитов. Этот вопрос удобнее всего рассмотреть именно при изучении легочной диффузии.

Когда О₂ или СО поступают в кровь, они очень быстро соединяются с гемоглобином: за 0,2 с эта реакция почти заканчивается. Однако оксигенация крови в легочных капиллярах происходит очень интенсивно, и даже такой скорости реакции недостаточно, чтобы эритроцит «успел» связать поступающий О₂.

Таким образом, можно считать, что захват кровью О₂ (или СО) протекает в две стадии: диффузия через барьер между альвеолярным воздухом и кровью, в том числе через плазму и эритроцит (стадия 1), и реакция с гемоглобином (стадия 2). На каждой из этих стадий перенос газов сталкивается с определенными препятствиями, сложив соответствующие величины, можно получить некое суммарное «диффузионное» сопротивление.

Мы уже знаем, что диффузионная способность легких равна расходу проходящего барьер газа, отнесенному к единице парциального давления D_L = V_ra3/(P_i— Р_r). Величина, обратная D_L, Т. е. разница парциальных давлений, деленная на расход газа, аналогична электрическому сопротивлению.

На рисунке сопротивление барьера между альвеолярным воздухом и кровью соответствует 1/D_M (М означает «мембрана»). Скорость реакции О₂ (или СО) с гемоглобином может быть выражена величиной О, равной объему О₂ или СО (мл), связываемому 1 мл крови за минуту, отнесенному к единице (1 мм рт. ст.) парциального давления соответствующего газа.

Такой показатель аналогичен «диффузионной способности» 1 мл крови. Если умножить его на общий объем капиллярной крови (V_c), можно получить эффективную «диффузионную способность» скорости реакции О₂ с гемоглобином. Обратная величина соответствует сопротивлению данной реакции. Сложив сопротивления альвеолярно-капиллярной мембраны и крови, можно получить общее диффузионное сопротивление.

Практически диффузионные сопротивления мембраны и крови примерно одинаковы, поэтому снижение объема крови в легочных капиллярах (при заболеваниях) может уменьшить диффузионную способность легких.


«Физиология дыхания», Дж. Уэст