3 июля 2009

Скорость реакции газов с гемоглобином

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

величина диффузионной способности легких (DL) обусловлена двумя составляющими

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 DL = Vra3/(Pi— Рr). Величина, обратная DL, Т. е. разница парциальных давлений, деленная на расход газа, аналогична электрическому сопротивлению.

На рисунке сопротивление барьера между альвеолярным воздухом и кровью соответствует 1/DM (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 (Vc), 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

Читайте далее:



Повышение парциального давления О2 в крови вдоль легочного капилляра

Рассмотрим подробнее процесс перехода О2 в кровь, движущуюся по легочному капилляру. А—при нормальном РO2 в альвеолярном воздухе, 5 — при пониженном РO2 в альвеолярном воздухе (видно, что окспгенация при этом происходит медленнее). В обоих случаях при тяжелой физической нагрузке уменьшается время, в течение которого может происходить оксигенация. Из рисунка видно, что РО2 в эритроцитах, поступающих…

Мы убедились в том, что перенос кислорода в кровь легочных капилляров обычно ограничен скоростью легочного кровотока, хотя иногда в роли лимитирующего фактора может выступать и диффузия. И напротив, перенос окиси углерода ограничен исключительно диффузией, поэтому для измерения диффузионной способности легких лучше всего использовать именно этот газ. Когда-то с этой целью применяли О2 в условиях гипоксии,…

Интерпретация величины диффузионной способности легких

Интерпретация величины диффузионной способности легких для СО Теперь нам ясно, что измеряемая диффузионная способность легких для СО зависит не только от площади и толщины барьера между альвеолярным воздухом и кровью, но и от объема крови в легочных капиллярах. Кроме того, при заболеваниях легких на эту величину влияет неравномерность распределения диффузионных свойств, объема воздуха в альвеолах…

Законы диффузии

Нам следует изучить перенос газов через барьер между альвеолярным воздухом и кровью. Этот перенос происходит за счет диффузии. Всего лишь 40 лет назад некоторые физиологи считали, что в легких происходит секреция кислорода в капилляры, т. е. его перемещение против градиента парциального давления. Такой процесс, требующий затрат энергии, протекает в плавательном пузыре рыбы. Однако в дальнейшем…

Диффузия и перфузия как факторы, ограничивающие перенос газов

Предположим, что в некой альвеоле содержится чужеродный газ, например окись углерода или закись азота, и в капилляры этой альвеолы поступают эритроциты. Как быстро поднимется парциальное давление данного газа в крови? Видно, что парциальные давления закиси азота в крови и в альвеолярном воздухе практически сравниваются уже в самом начале капилляра, таким образом, перенос этого газа в…