6 июля 2009

Сатурационная кривая O2

Соединяясь с гемоглобином (Нb), O2 образует легко диссоциирующее соединение — оксигемоглобин:

O2+Hb↔HbO2

Предположим, мы взяли некоторое количество стеклянных сосудов (тонометров), добавили в каждый из них немного крови, а затем — газовую смесь с различными концентрациями O2. По достижении равновесия между газом и кровью можно измерить РO2 газа и содержание O2 в крови. Зная, что физическая растворимость кислорода в крови составляет 0,003 мл/100 мл-мм рт. ст. РO2, рассчитаем количество O2, соединенного с Нb. Сначала оно быстро возрастает, а затем, когда РO2 достигает примерно 50 мм рт. ст., сатурационная кривая O2 становится гораздо положе.

Максимальное количество O2, соединяющееся с Нb, называется кислородной емкостью. Ее можно оценить, обработав кровь газом с очень высоким РO2 (например, 600 мм рт. ст.), затем измерив общееколичество O2 в крови и вычтя то, что приходится на физиче-ски растворенный O2.

Один грамм чистого Нb может связать 1.1,39 мл O21К Поскольку содержание Нb в крови в норме составляет около 15 г/100 мл, ее кислородная емкость равна примерно 20,8 об. %. 

изменения концентрации O2 в крови и насыщения гемоглобина кислородом при анемии и полицитемии

Пунктирная кривая соответствует сатурационной кривой O2 в том случае, когда гемоглобин на 33 % связан с СО. Видно, что кривая при этом смещается влево.

При РO2, равном 100 мм рт. ст., насыщение артериальной крови кислородом составляет примерно 97,5 %. Венозная кровь (РO2 = 40 мм рт. ст.) насыщена им приблизительно на 75 %. Очень важно понять взаимоотношения между РO2, насыщением крови O2 и концентрацией O2. Представим себе, например, что перед нами больной с тяжелой анемией и содержанием Нb в крови всего 10 г/100 мл. В то же время легкие у этого человека работают нормально и РO2 в артериальной крови равно 100 мм рт. ст. Кислородная емкость будет равна 20,8*10/15=13,9 об. %.

Насыщение крови кислородом (при нормальных рН, РCO2 и температуре) составит 97,5 %. однако содержание O2, связанного с Нb, — лишь 13,5 об. %. Прибавив физически растворенный O2 (0,3 об. %), получим общую концентрацию 02—13,8 об. %. Ход сатурационной кривой O2 имеет большое физиологическое значение. Ее верхний горизонтальный участок показывает. что даже при снижении по каким-либо причинам РO2 в альвеолярном воздухе количество O2 в крови уменьшится незначительно.

Кроме того, когда эритроциты, продвигаясь вдоль легочных капилляров, захватывают кислород, между альвеолярным газом и кровью сохраняется высокий градиент парциального давления O2 даже в случае почти полного насыщения крови этим газом. Это способствует диффузии. Крутой нижний участок кривой показывает, что при переходе в ткани большого количества O2 PO2 в крови капилляров может меняться весьма незначительно. Такое поддержание относительного постоянства РO2 в крови способствует диффузии кислорода в клетки.

Восстановленный Нb имеет синюшно-багровый цвет, поэтому при низком насыщении артериальной крови кислородом возникает цианоз. Однако этот симптом не может служить чувствительным показателем недостаточной оксигенации крови, так как его появление зависит от многих факторов, например освещенности или кожной пигментации. Поскольку развитие цианоза обусловлено содержанием восстановленного Нb, он бывает более выраженным при полицитемии и с трудом обнаруживается у анемичных больных. Сатурационная кривая O2 может сдвигаться под влиянием рН, РCO2. температуры и концентрации 2,3-дифосфоглицерата (ДФГ) в эритроцитах.

Из рисунка видно, что снижение рН, повышение РCO3 и увеличение температуры смещают ее вправо, а обратные изменения этих параметров — влево. Влияние на эту кривую РCO2 (эффект Бора) может во многом объясняться изменениями рН. Сдвиг кривой вправо означает высвобождение большего количества O2 в тканевых капиллярах при данном значении РO2. Запомнить действие разных факторов на эту кривую нетрудно: в мышцах при нагрузке создается кислая среда, повышается концентрация СO2 и температура, а поскольку для работы они нуждаются в кислороде, выгодно его более интенсивное выделение из крови.

На сатурационную кривую O2 влияет также состав среды, окружающей Нb в эритроцитах.

Так, эта кривая смещается вправо при увеличении концентрации ДФГ — конечного продукта метаболизма красных кровяных телец. Такое увеличение происходит в условиях долговременной гипоксии, например на большой высоте или при хронических легочных заболеваниях. Это приводит к более интенсивному переходу O2 из крови в ткани. Важным показателем, отражающим сдвиг сатурационной кривой, служит РO2 при 50% насыщении крови O2 (Р50). Для человека в нормальных условиях эта величина составляет около 27 мм рт. ст.

«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…

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…

Как происходит транспорт газов между легкими и тканями

Кислород Кислород переносится с кровью в растворенном виде и в соединении с гемоглобином. Физически растворенный O2 Физическое растворение O2 в крови подчиняется закону Генри, согласно которому количество растворенного в жидкости газа пропорционально его парциальному давлению. При РO2= 1 мм рт. ст. в 100 мл крови растворяется 0,003 мл O2 (т. е. 0,003 об. %). Таким…

Железосодержащее производное порфирина, в молекуле гемоглобина соединен с белком глобином, состоящим из четырех полипептидных цепей (двух а-цепей и двух р-цепей). У человека существует несколько типов гемоглобина, различающихся по их аминокислотной последовательности. В норме у взрослых имеется так называемый гемоглобин А. У новорожденных присутствует определенное количество гемоглобина F (гемоглобин плода), который в течение примерно первого года…