Этап. Транспорт газов кровью.

За счет вытеснения газов химическим способом и с помощью создания вакуума /аппарат Ван-слайка/ над кровью можно получить весь газ, содержащийся в ней, как связанный, так и растворенный и рассчитать количество этого газа /в мл/ на единицу объема крови.

С помощью этого метода было установлено, что в 100 мл артериальной крови в норме содержится 19-20 мл кислорода, а в 100 мл венозной - 12-13 мл. Артерио-венозная разница составляет 7-8 мл.

Лишь небольшая часть кислорода (2 %) растворена в плазме. Основная часть транспортируется в соединении с гемоглобином. 1 г гемоглобина связывает 1,34 мл кислорода /при атмосферном давлении/. Если содержание гемоглобина взять за 160 г/л, то 100 мл крови будет переносить около 20 мл кислорода. Это называется кислородной емкостью крови.

Оксигенация гемоглобина зависит от парциального давления кислорода в среде, с которой контактирует кровь. Эта зависимость была подробно изучена Н. Бором, Д. Баркрофтом, Д. Холденом и получила название кривой диссоциа-ции оксигемоглобина.

Начинается от точки пересечения осей координат. Это соответствует тому, что при напряжении кислорода, равном нулю, оксигемоглобина в крови нет. По оси абсцисс откладывают напряжение кислорода в мм рт.ст., а по оси ординат - количество образующегося оксигемоглобина в % к тому его количеству, которое образуется при полном насыщении гемоглобина кислородом. При нарастании напряжения кислорода кривая диссоциации оксигемоглобина в самом начале поднимается отлого. Затем крутизна подъема кривой увеличивается. Так содержание оксигемоглобина в крови человека при напряжении кислорода, равном 10 мм рт. ст., составляет 10-15 %; при напряжении, равном 20 мм рт. ст. оно составляет 30-35%, а при парциальном напряжении кислорода в 30 мм рт. ст. равно уже 50-60%. При дальнейшем увеличении напряжения кислорода в крови крутизна подъема кривой диссоциации оксигемоглобина опять уменьшается: при парциальном напряжении кислорода, равном 40 мм рт. ст., содержание оксигемоглобина составляет 70-75%, при напряжении в 50 мм рт. ст. - 80-85%, при парциальном напряжении в 60 мм рт.ст. - 90%. В дальнейшем кривая идет почти горизонтально: увеличение парциального напряжения кислорода с 60 до 80 мм рт. ст. дает прирост оксигемоглобина всего на 6%, а с 80 до 100 мм рт. ст. всего на 2%. Т.о. кривая приближается к горизонтальной линии, а, в общем, имеет S-образную форму. S-образная форма этой кривой объясняется кооперативном эффектом четырех полипептидных цепей гемоглобина, кислородосвязывающие свойства которых различны. Благодаря такой особенности венозная кровь, проходя легочные капилляры оксигинируется почти полностью, артериальная кровь в капиллярах тканей эффективно отдает кислород. Отношение количества кислорода, связанного с гемоглобином, к кислородной емкости последнего является показателем степени насыщения гемоглобина кислородом.

При анализе данной кривой можно сделать несколько выводов:

1) Никогда весь Нв не связывается с О₂. 4% гемоглобина остается в свободном состоянии /наблюдается так называемая "физиологическая гипоксия"/. Только при дыхании чистым О₂ весь Нв превращается в НвО₂.

2) Более интенсивно НвО₂ образуется при средних давлениях от 20 до 60 мм рт. ст.

3) При напряжении 40 мм рт. ст.(РО₂ в венозной крови) образуется -65% НвО₂, значит в венозной крови остается достаточно большое количество кислорода.

4) При анализе пологой части видно, что при изменении парциального давления кислорода от 60 до 100 мм рт. ст., что наблюдается в высокогорной местности /до 3000 м над уровнем моря/ организм не страдает от недостатка О₂.

Сродство гемоглобина к кислороду зависит от многих факторов: количества СО_2,, температуры, рН крови.

В тканях, особенно в работающих мышцах в результате интенсивного метаболизма повышается содержание СО₂ и молочной кислоты, а также возрастает теплопродукция. Все эти факторы понижают сродство гемглобина к кислороду. Кислород более легко освобождается. Кроме того, отдаче кислорода способствует содержащийся в эритроцитах 2,3-дифосфоглицерат, синтез которого увеличивается при гипоксии.

Таким образом, при повышении температуры, при закисле-нии среды, увеличении углекислого газа кривая диссоциации сдвигается вправо, т.е. при том же давлении создаются условия для более полной отдачи кислорода гемоглобином в тканях.

В легких, где содержание СО₂ уменьшается, снижается температура и рН - кривая диссоциации сдвигается лево, т.е. в легких повышается сродство кислорода к гемоглобину. Количество кислорода, которое потребляют ткани, в процентах от общего содержания его в крови называют коэффициентом утилизации кислорода.

КУ _О2 =(АВР/КЕ) х 100% =30-40% в состоянии покоя, где АВР - артериовенозная разность О₂, КЕ - кислородная емкость крови. Если в артериальной крови - 20 мл О₂, в венозной - 12 мл, то разность составляет 8 мл. КЕ = 20 мл. Отсюда КУ О₂ = (20 - 12/ 20) х 100% =40%. В покое КУ составляет от 30 до 40%, при нагрузке КУ возрастает до 50-60%.