Газообмен между кровью и тканями
Перенос O2 и СO2 между кровью системных капилляров и клетками тканей осуществляется путем простой диффузии, т. е. так же, как между кровью легочных капилляров и альвеолярным воздухом. Скорость переноса газа через слой ткани прямо пропорциональна площади слоя и разнице парциального давления газа по обе его стороны и обратно пропорциональна толщине слоя.
При газообмене между тканями и кровью толщина диффузионного барьера менее 0,5 мкм, однако в мышцах в состоянии покоя расстояние между открытыми капиллярами составляет около 50 мкм.
При работе, когда потребление кислорода мышцами увеличивается, открываются добавочные капилляры, что уменьшает диффузионное расстояние и увеличивает диффузионную поверхность. Поскольку СO2 диффундирует в тканях примерно в 20 раз быстрее, чем O2, удаление углекислого газа происходит гораздо легче, чем снабжение кислородом.
А — достаточное снабжение кислородом, Б — критический уровень снабжения кислородом, В — недостаточное обеспечение кислородом, в средней межкапиллярной зоне аэробный метаболизм невозможен.
Насколько же должно упасть значение РO2 в тканях, чтобы кислород перестал вовлекаться в обменные процессы?
Изучение суспензий из митохондрий клеток печени in vitro показало, что потребление O2 продолжается с постоянной скоростью, пока РO2 не опустится ниже 3 мм рт. ст. По-видимому, значительно большее РO2 в капиллярах необходимо для создания достаточного диффузионного давления, обеспечивающего перенос O2 к митохондриям. В местах непосредственного использования кислорода РO2 может быть очень низким.
Недостаточное снабжение тканей кислородом называется тканевой гипоксией.
Она может быть обусловлена различными причинами:
-
низким РO2 в артериальной крови, например при заболеваниях легких («гипоксическая гипоксия»);
-
пониженной способностью крови переносить O2, например при анемии или отравлении угарным газом («гемическая гипоксия»), уменьшением кровоснабжения тканей — либо во всем организме (например, при шоке), либо при местной закупорке сосудов («циркуляторная гипоксия»).
Наконец, существует и четвертая причина — некоторые ядовитые вещества подавляют способность тканей использовать O2 («гистотоксическая гипоксия»). В качестве примера можно привести цианиды, угнетающие взаимодействие кислорода с дыхательным ферментом цитохромоксидазой.
При этом концентрация O2 как в артериальной, так и в венозной крови может быть высокой, а потребление его тканями — чрезвычайно низким. Это становится вполне понятным, если применить к поглощению ими O2 принцип Фика.
«Физиология дыхания», Дж. Уэст
Дыхательный ацидоз Возникает в результате повышения PCO2 что приводит к снижению отношения НСО3/РCO2 и, следовательно, к уменьшению рН. На рисунке это соответствует смещению от точки А к точке Б. Увеличение РCO2 должно сопровождаться и некоторым повышением содержания бикарбонатов в связи с диссоциацией образующейся при избытке СO2 угольной кислоты, что и отражает смещение вдоль буферной прямой…
Метаболический ацидоз В данном случае под «метаболическим» нарушением кислотно-щелочного состояния подразумеваются первичные изменения содержания (т. е. величины, стоящей в числителе уравнения Гендерсона—Гассельбальха). При метаболическом ацидозе уменьшается отношение что приводит к снижению рН. Концентрация HCO3 может уменьшаться в результате накопления в крови кислот, например при некомпенсированном сахарном диабете или при тканевой гипоксии, приводящей к выделению молочной…
Кислородпереносящая функция крови может нарушаться, когда к гемоглобину присоединяется окись углерода (угарный газ) с образованием карбоксигемоглобина (НbСО). Сродство СО к Нb в 240 раз выше, чем у кислорода. Это означает, что при парциальном давлении СО в 240 раз меньше, чем РO2. эти два газа свяжутся с одинаковыми количествами НЬ. Сатурационная кривая СО по форме почти…
На рисунке приведена кривая зависимости общей концентрации СO2 в крови от РCO2. Видно, что она значительно более линейна, чем сатурационная кривая O2. Следует отметить также, что концентрация СO2 при данном РCO тем выше, чем менее гемоглобин насыщен кислородом. Как уже говорилось, этот так называемый эффект Холдейна обусловлен увеличением сродства восстановленного Нb к протонам, образующимся при…
Перенос СO2 оказывает очень сильное влияние на кислотно-щелочное состояние крови и организма в целом. За сутки легкие выделяют более 10 000 мг. угольной кислоты (для сравнения: почки выделяют менее 100 мг. нелетучих кислот). Из этого следует, что изменения альвеолярной вентиляции, а следовательно, и удаление СO2 могут иметь очень большое значение для регуляции кислотно-щелочного состояния. Здесь…
