Как кислород попадает в кровеносные капилляры. Лёгкие. Причины патологий капилляров

Артерии и артериолы несут кровь от сердца. Вены и венулы доставляют кровь обратно в сердце.

Артерии и артериолы

Артерии несут кровь из желудочков сердца в другие части тела. Они имеют большой диаметр и толстые эластичные стенки, выдерживающие очень высокое давление крови.

Перед тем как соединиться с капиллярами артерии делятся на более тонкие ветви, называемые артериолами.

Капилляры

Капилляры - это самые мелкие кровеносные сосуды, которые соединяют артериолы с венулами. Благодаря очень тонкой стенке капилляров в них происходит обмен питательными и другими веществами (такими, как кислород и углекислый газ) между кровью и клетками различных тканей.

В зависимости от потребности в кислороде и других питательных веществах разные ткани имеют разное количество капилляров.

Такие ткани, как мышцы, потребляют большое количество кислорода, и поэтому имеют густую сеть капилляров. С другой стороны, ткани с медленным обменом веществ (такие, как эпидермис и роговица) вообще не имеют капилляров. Тело человека имеет очень много капилляров: если бы их можно было расплести и вытянуть в одну линию, то ее длина составила бы от 40 000 до 90 000 км!

Венулы и вены

Венулы - это крошечные сосуды, соединяющие капилляры с венами, которые крупнее венул. Вены располагаются почти параллельно артериям и несут кровь обратно к сердцу. В отличие от артерий, вены имеют более тонкие стенки, которые содержат меньше мышечной и эластичной ткани.

Значение кислорода

Клетки Вашего организма нуждаются в кислороде, и именно кровь переносит кислород от легких к различным органам и тканям.

Когда Вы дышите, кислород проходит через стенки особых воздушных мешочков (альвеол) в легких и захватывается специальными клетками крови (эритроцитами).

Обогащенная кислородом кровь по малому кругу кровообращения попадает в сердце, которое перекачивает ее по большому кругу кровообращения в другие части тела. Попав в разные ткани, кровь отдает содержащийся в ней кислород и забирает вместо него углекислый газ.

Насыщенная углекислым газом кровь возвращается в сердце, которое снова перекачивает ее в легкие, где она освобождается от углекислого газа и насыщается кислородом, завершая тем самым цикл газообмена.

Кровь

В организме взрослого человека находится в среднем 5 л крови. Кровь состоит из жидкой части и форменных элементов . Жидкая часть называется плазма, а форменные элементы состоят из эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов.

Плазма

Плазма - это жидкость, в которой находятся клетки крови и тромбоциты. Плазма на 92 % состоит из воды, а также содержит сложную смесь белкой, витаминов и гормонов.

Эритроциты

Эритроциты составляют более 99 % клеток крови. Кровь имеет красный цвет благодаря присутствующему в эритроцитах белку, который называется гемоглобин.

Именно гемоглобин связывает кислород и разносит его по всему организму. При соединении с кислородом образуется ярко красное вещество, называемое оксигемоглобин. После высвобождения кислорода возникает более темное вещество, называемое дезоксигемоглобин.

Лейкоциты

Лейкоциты или белые кровяные шарики - это пехота, защищающая Ваш организм от инфекции. Эти клетки защищают организм путем фагоцитоза (поедания) бактерий или же посредством выработки особых веществ, которые разрушают возбудителей инфекций. Лейкоциты действуют в основном вне кровеносной системы, но в участки инфекции они попадают именно с кровью. Содержание лейкоцитов в крови тоже обозначают их числом в одном кубическом миллиметре. У здоровых людей в одном кубическом миллиметре крови находится 5 - 10 тысяч лейкоцитов. Врачи следят за количеством лейкоцитов, поскольку любое его изменение зачастую является признаком болезни или инфекции.

Тромбоциты

Тромбоциты - это фрагменты клеток, которые меньше половины эритроцита. Тромбоциты помогают "ремонтировать" кровеносные сосуды, прикрепляясь к поврежденным стенкам, а также участвуют в свертывании крови, которое предотвращает кровотечение и выход крови из кровеносного сосуда.

Сердце

Несмотря на небольшой размер Вашего сердца (примерко такой же, как размер сжатого кулака), этот маленький мышечный орган перекачивает около 5-6 л крови в минуту даже когда вы отдыхаете!

Сердце человека - это мышечный насос, разделенный на 4 камеры. Две верхние камеры казываются предсердия, а две нижние - желудочки.

Эти два типа камер сердца выполняют разные функции: предсердия собирают кровь поступающую в сердце и проталкивают ее в желудочки, а желудочки выталкивают кровь из сердца в артерии, по которым она попадает во все части тела.

Два предсердия разделены межпредсердной перегородкой, а два желудочка - межжелудочковой перегородкой. Предсердие и желудочек каждой стороны сердца соединяются предсердно-желудочковым отверстием. Это отверстие открывает и закрывает предсердно-желудочковый клапан. Левый предсердно-желудочковый клапан известен также как митральный клапан, а правый предсердно-желудочковый клапан - как трехстворчатый клапан.

Как работает сердце

Для перекачки крови через сердце в его камерах происходят чередующиеся расслабления (диастолы) и сокращения (систолы), во время которых камеры наполняются кровью и выталкивают ее соответственно.

Правое предсердие сердца получает бедную кислородом кровь по двух главным венам: верхней полой и нижней полой, а также из более мелкого венечного синуса, который собирает кровь из стенок самого сердца. При сокращении правого предсердия кровь через трехстворчатый клапан попадает в правый желудочек. Когда правый желудочек достаточно наполнится кровью, он сокращается и выбрасывает кровь через легочные артерии в малый круг кровообращения.

Кровь, обогащенная кислородом в легких, по легочным венам попадает в левое предсердие. После заполнения кровью левое предсердие сокращается и через митральный клапан выталкивает кровь в левый желудочек.

После заполнения кровью левый желудочек сокращается и с большой силой выбрасывает кровь в аорту. Из аорты кровь попадает в сосуды большого круга кровообращения, разнося кислород ко всем клеткам тела.

Клапаны сердца

Клапаны действуют как ворота, давая крови возможность переходить из одной камеры сердца в другую и из камер сердца в связанные с ними кровеносные сосуды. В сердце имеются следующие клапаны: трехстворчатый, легочный (легочного ствола), двустворчатый (он же митральный) и аортальный.

Трехстворчатый клапан

Трехстворчатый клапан расположен между правым предсердием и правым желудочком. При открытии этого клапана кровь переходит из правого предсердия в правый желудочек. Трехстворчатый клапан предотвращает обратный ток крови в предсердие, закрываясь во время сокращения желудочка. Само название этого клапана говорит о том, что он состоит из трех створок.

Клапан легочной артерии

При закрытом трехстворчатом клапане кровь в правом желудочке находит выход только в легочный ствол. Легочный ствол делится на левую и правую легочные артерии, которые идут соответственно в левое и правое легкое. Вход в легочный ствол закрывается легочным клапаном. Легочный клапан состоит из трех створок, которые открыты в момент сокращения правого желудочка и закрыты в момент его расслабления. Легочный клапан позволяет крови попадать из правого желудочка в легочные артерии, но предотвращает обратный ток крови из легочных артерий в правый желудочек.

Двустворчатый клапан (митральный клапан)

Двустворчатый или митральный клапан регулирует ток крови из левого предсердия в левый желудочек. Как и трехстворчатый клапан, двустворчатый клапан закрывается в момент сокращения левого желудочка. Митральный клапан состоит из двух створок.

Аортальный клапан

Аортальный клапан состоит из трех створок и закрывает собой вход в аорту. Этот клапан пропускает кровь из левого желудочка в момент его сокращения и препятствует обратному току крови из аорты в левый желудочек в момент расслабления последнего.

Ответ от No_name_No_face[гуру]

Рис. Схема дыхательной системы человека: а - общий план строения; б - строение альвеол; 1 - носовая полость; 2 - надгортанник; 3 - глотка; 4 - гортань; 5 - трахея; б - бронх; 7 - альвеолы; 8 - левое легкое (в разрезе) ; 9 - диафрагма; 10 - область, занимаемая сердцем; 11 - правое легкое (наружная поверхность) ; 12 - плевральная полость; 13 - бронхиола; 14 -- альвеолярные ходы; 15 - капилляры.
Бронхиолы - последние элементы воздухоносных путей. Концы бронхиол образуют расширения - альвеолярные ходы, на стенках которых находятся выпячивания в форме полушарий (диаметром 0,2-0,3 мм) - легочные пузырьки, или альвеолы. Стенки альвеол образованы однослойным эпителием, лежащим на эластичной мембране, благодаря чему они легко растяжимы. Слипанию их стенок изнутри во время выдоха препятствует поверхностно-активное вещество, в состав которого входят фосфо-липиды. Стенки альвеол оплетены густой сетью кровеносных капилляров. Суммарная толщина стенок альвеолы и капилляра составляет 0,4 мкм. Благодаря столь малой толщине газообменных поверхностей кислород альвеолярного воздуха легко проникает в кровь, а углекислый газ - из крови в альвеолы. У взрослого человека общее число альвеол достигает 300 млн. , а их суммарная поверхность составляет примерно 100 м2.
Легкие - парные губчатые органы, образованные бронхами, бронхиолами и альвеолами. Они расположены в грудной полости и разделены между собой сердцем и крупными кровеносными сосудами. Каждое легкое имеет коническую форму. Его широкое основание обращено к нижней стенке грудной полости - диафрагме, а узкая верхушка выступает над ключицей. На внутренней поверхности легких находятся ворота легких - место вхождения в легкие бронхов, нервов и кровеносных сосудов. Глубокими щелями правое легкое разделено на три доли, а левое -на две.
Газообмен в легких и тканях. Газообмен в легких совершается вследствие диффузии газов через тонкие эпителиальные стенки альвеол и капилляров. Содержание кислорода в альвеолярном воздухе значительно выше, чем в венозной крови капилляров, а углекислого газа меньше. В результате парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе составляет 100- 110 мм рт. ст. , а в легочных капиллярах - 40 мм рт. ст. Парциальное давление углекислого газа, наоборот, выше в венозной крови (46 мм рт. ст.) , чем в альвеолярном воздухе (40 мм рт. ст.). Вследствие различия парциального давления газов кислород альвеолярного воздуха будет диффундировать в медленно протекающую кровь капилляров альвеол, а углекислый газ - в обратном направлении. Поступившие в кровь молекулы кислорода взаимодействуют с гемоглобином эритроцитов н в виде образовавшегося оксигемоглобина переносятся к тканям.
Таким образом, движущей силой газообмена является разность в содержании и, как следствие, парциальном давлении газов в клетках тканей и капиллярах.

Ответ от Пользователь удален [гуру]
Поступает кислород. В легких много капилляров, которые им насыщаются и разносят его через кровь

Ответ от Ўна [гуру]
Легкие представляют собой губчатое пористое тело, и ткань их в высшей степени эластична. Они покрыты тонким, но крепким мешком, известным под названием плевры, одна стенка которого близко соприкасается с легким, другая же с внутренней стенкой грудной клетки. Плеера выделяет из себя жид­кость, которая позволяет внутренней поверхности сте­нок легко скользить друг по другу во время акта дыхания.
Поток крови распределяется среди миллионов микроскопических клеточек легких. Притом свежего воздуха и кислорода приходит в соприкос­новение с загрязненной кровью через тонкие стенки волосных кровяных сосудов легких, стенки которых достаточно прочны, чтобы удержать в своих границах кровь, и вместе с тем достаточно тонки, чтобы пропустить сквозь себя кислород.
Когда кислород приходит в соприкосновение с кровью, происходит процесс сгорания; кровь принимает в себя кислород и освобождается от углекисло­ты, образовавшейся из гниющего материала, который собран ею из всех частей тела. Очищенная и обогащенная кислородом, кровь отправляется обратно к сердцу, став снова красной и богатой животворными качествами и свойствами. Достигнув левого предсер­дия, она поступает в левый желудочек, откуда потом вновь распространяется по артериям, неся с собой жизнь во все части организма.

Ответ от 3 ответа [гуру]

Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: как воздух поступает в кровь из легких?

Всё правильно, дышит воздухом (в основном смесь азота и кислорода) и эту смесь вдыхает. Но кислород

Производя попеременно вдох и выдох, человек вентилирует легкие, поддерживая в альвеолах относительно постоянный газовый состав. Человек дышит атмосферным воздухом с большим содержанием кислорода (20,9%) и низким содержанием углекислого газа (0,03%), а выдыхает воздух, в котором количество кислорода снижается, а углекислого газа - увеличивается. Рассмотрим процесс газообмена в легких и тканях человека.

Состав альвеолярного воздуха отличается от вдыхаемого и выдыхаемого. Это объясняется тем, что при вдохе в альвеолы поступает воздух воздухоносных путей (т.е. выдыхаемый), а при выдохе, наоборот, к выдыхаемому (альвеолярному) примешивается атмосферный воздух, находящийся в тех же воздухоносных путях (объем мертвого пространства).

В легких кислород из альвеолярного воздуха переходит в кровь, а углекислый газ из крови поступает в легкие путем диффузии через стенки альвеол и кровеносных капилляров. Общая толщина их составляет около 0,4мкм. Направление и скорость диффузии определяются парциальным давлением газа, или его напряжением.

Парциальное давление и напряжение - по сути синонимы, но о парциальном давлении говорят, если данный газ находится в газовой среде, а о напряжении, если он растворен в жидкости. Парциальным давлением газа называют ту часть общего давления газовой смеси, которая приходится на данный газ.

Разность между напряжением газов в венозной крови и их парциальным давлением в альвеолярном воздухе составляет для кислорода около 70 мм рт. ст., а для углекислого газа - 7 мм рт. ст.

Экспериментальным путем установлено, что при разнице напряжения кислорода в 1 мм рт. ст. у взрослого человека, находящегося в покое, в кровь может поступать 25-60 см 3 кислорода в минуту. Человеку в покое нужно примерно 25-30 см 3 кислорода в минуту. Следовательно, разность движений кислорода в 70 мм рт. ст. достаточна для обеспечения организма кислородом при разных условиях его деятельности: при физической работе, спортивных упражнениях и др.

Скорость диффузии углекислого газа из крови в 25 раз больше, чем кислорода, поэтому за счет разности в 7 мм рт. ст. углекислый газ успевает выделиться из крови.

Переносит кислород от легких к тканям и углекислый газ от тканей к легким - кровь. В крови, как и во всякой жидкости, газы могут находиться в двух состояниях: в физически растворенном и в химически связанном. И кислород, и углекислый газ в очень небольшом количестве растворяются в плазме крови. Основные количества кислорода и углекислого газа переносятся в химически связанном виде. Основной переносчик кислорода - гемоглобин крови, каждый грамм которого связывает 1,34 см 3 кислорода.

Углекислый газ переносится кровью в основном в виде химических соединений - бикарбонатов натрия и калия, но часть его переносится и в связанном с гемоглобином состоянии.

Обогащенная кислородом в легких кровь по большому кругу разносится ко всем тканям организма, где происходит диффузия в ткани в силу разности его напряжения в крови и тканях. В клетках тканей кислород используется в биохимических процессах тканевого (клеточного) дыхания - процессы окисления углеводов, жиров.

Количество потребляемого кислорода и выделяемого углекислого газа изменяются у одного и того же человека. Зависит оно не только от состояния здоровья, но и от физической активности, питания, возраста, пола, температуры среды, массы и площади поверхности тела и др.

Например, на холоде газообмен усиливается, чем поддерживается постоянство температуры тела. По состоянию газообмена судят о здоровье человека. Для этого разработаны специальные методы исследований, основанные на анализе состава вдыхаемого и собранного выдыхаемого воздуха.

Клеткам человеческого тела необходим газ кислород. Как он попадает в кровь? Это происходит в легких, которые напоминают пористую губку. В них находятся крошечные воздушные пузырьки. Их больше 500 миллионов! Если мысленно эти пузырьки расправить, получится поверхность волейбольной площадки. Как такое может быть? Это легко представить, если взять большой лист тонкой бумаги и смять его. Теперь скатанный шарик легко засунуть в карман. Также устроены и твои легкие!

В легких воздух соприкасается с поверхностью воздухоносных пузырьков и легко проникает в кровь. Их стенки очень тонкие, поэтому через них легко проходят газы. В воздушных пузырьках кровь не только захватывает кислород, но и отдает накопленный углекислый газ. Твои легкие работают как пункт обмена газов! Сверху они покрыты тонкой пленкой. Под ней находится жидкость, которая уменьшает трение. Поэтому при вдохе и выдохе легкие двигаются, но не издают звуков. Хрипы возникают в них только в результате болезней.

Назначение этого парного губчатого эластичного органа массой 1,2 кг, розового цвета у младенцев и сероватого – у взрослых (вследствие вдыхания загрязненного воздуха и просмаливания у курильщиков), – поглощать кислород из воздуха и освобождать организм от вырабатываемого им углекислого газа. Разветвленный пучок гибких трубок подводит воздух к 500 миллионам “маленьких пузырьков” диаметром 0,2 мм (альвеол), где происходит газообмен с кровью. Эти 500 миллионов расправленных альвеол заняли бы поверхность, равную площади ковра для борьбы дзюдо (200 м 2).

Хотя общий объем легких 5 л, для дыхания необходим гораздо меньший объем – лишь 0,5 л (дыхательный объем). Остальная часть распределяется следующим образом: 1,5 л – это остаточный объем воздуха, а 3 л образуют резервный объем воздуха (половина приходится на максимальный вдох, вторая половина – на максимальный выдох).

Максимальный вдох – максимальный выдох и обычный вдох – выдох составляют жизненную емкость легких. Дыхательный цикл (вдох – выдох) новорожденного 35 раз в минуту, у ребенка – 25 раз, у подростка – 20 раз, а у взрослого – 15 раз в минуту, то есть средний цикл на протяжении жизни – 18 раз в минуту.

Мы делаем 1000 вдохов в час, 26 000 за сутки, 9 миллионов за год, а на протяжении жизни: мужчина – 670 миллионов, а женщина – 746 миллионов.

Объем воздуха, циркулирующего в легких во время каждого вдоха и выдоха, – 500 мл, и жизненно необходимо получить за одну минуту 8,5 л, 500 л в час, 12 000 л в сутки, 4 миллиона литров в год. В течение жизни мужчина вдыхает 317 миллионов литров воздуха, а женщина – 352 миллиона литров.

Таким образом, одному человеку на протяжении жизни необходим объем воздуха, содержащийся в параллелепипеде высотой 67 м (что соответствует высоте 23-этажного жилого дома) с основанием, равным площади футбольного поля.

Легкие располагаются в грудной полости по обе стороны от сердца. Защитой им служит подвижная грудная клетка, образованная ребрами, грудиной и позвоночником. Внизу легкие лежат на диафрагме – куполообразной мышечной перегородке, отделяющей грудную полость от брюшной. Здоровые лег кие окрашены в розовый цвет, так как они наполнены кровью. На ощупь они губчатые, потому что состоят из разветвленной сети трубочек, заканчивающихся миллионами микроскопических пузырьков – альвеол, через которые кислород попадает в кровь. Общая площадь поверхности альвеол составля ет примерно 2/3 площади теннисного корта. Легкие покрыты тонкой оболочкой – плеврой. Плевра также выстилает стенки трудно полости. Между плевральной оболочкой легких и плевральной выстилкой грудной поло сти содержится серозная жидкость. Она слу жит смазкой, уменьшающей трение между этими покровами при дыхании.

Конечные разветвления бронхов в легких – бронхиолы – бывают 2 типов: терминальные и отходящие от них еще более мелкие респираторные, которые заканчиваются гроздью альвеол. Альвеолы -это крохотные пузыревидные выпячивания, оплетенные кровеносными капиллярами. В каждом легком более 300 млн альвеол.

Самые мелкие бронхи делятся на все более и более мелкие веточки, называемые бронхиолами. Диаметр мельчайшей бронхиолы – менее 1 мм.

Бактерии

Многие заболевания легких возникают из-за попавших в них бактерий. На их пути в легкие стоит множество преград, главные из которых расположены в полости носа. Это настоящий лабиринт со множеством закоулков и узких проходов, в которых застревают бактерии.

Человеку для жизни необходим кислород. Он попадает в организм из воздуха, вдыхаемого легкими. В легких кислород переходит в кровь, доставляющую его к клеткам. Клеткам требуется постоянный приток энергии. Основную часть энергии клетки получают за счет расщепления в них питательных веществ, происходящего с участием кислорода. Этот процесс называется клеточным дыханием. В результате него высвобождается много энергии…

Воздух поступает сначала в нос. Волоски в ноздрях и клейкая слизь, выстилающая носовую полость, задерживают присутствующие в воздухе частицы, которые могли бы повредить легкие. Далее через глотку и гортань воздух проникает в трахею, укрепленную С-образными хрящами. Слизь в трахее также задерживает пыль и другие твердые частицы, а реснички, покрывающие стенки трахеи, отгоняют эту грязь обратно…

Человек на протяжении жизни делает 700 миллионов дыхательных движений! Из носовой полости воздух поступает в носоглотку, в которой пути пищи и воздуха совпадают. Пища должна попадать в пищевод, а воздух — в гортань. Коснись рукой шеи, ты почувствуешь, что под рукой проходит трубка гортани. Внутри нее находится надгортанник — особый мягкий вырост. Он работает как…

В альвеолах непрерывно идет газообмен. Благодаря этому процессу клетки постоянно получают кислород и освобождаются от ядовитого для них углекислого газа. Кислород растворяется в тонком слое жидкости, покрывающей стенки каждой альвеолы, а затем путем диффузии (процесса перемещения молекул из более концентрированной среды в менее концентрированную) через тонкие стенки альвеол проникает в кровеносные капилляры, где поглощается эритроцитами….

2. Ещё раз необходимо подчеркнуть, что постоянная скорость диффузии, как кислорода, так и углекислого газа через аэрогематический барьер определяются достаточно стабильным составом альвеолярного газа во время вдоха и выдоха.

   1. Капилляры легких

Функции газообмена в легких и насыщение крови кислородом осуществляется с участием сосудов малого круга кровообращения. Стенки ветвей легочной артерии тоньше, чем стенки такого же калибра артерий большого круга кровообращения. Сосудистая система легких очень податлива и способна легко растягиваться. В систему легочной артерии поступает сравнительно большой объем крови (6 литров/мин) из правого желудочка, а давление в малом круге низкое - 15-20 мм рт. ст., потому, что сосудистое сопротивление примерно в 10 раз меньше, чем в сосудах большого круга кровообращения. Сеть альвеолярных капилляров не сравнима с организацией капиллярного русла других органов. Отличительными чертами капиллярного русла легких являются 1) малая величина капиллярных сегментов, 2) их обильная взаимосвязь, что формирует петлистую сеть, 3) высокая плотность отдельных капиллярных сегментов на единицу площади альвеолярной поверхности, 4) низкая скорость кровотока. Капиллярная сеть в стенках альвеол настолько плотная, что некоторые физиологи рассматривают ее как сплошной слой движущейся крови. Площадь поверхности капиллярной сети близка площади поверхности альвеол (80 м 2), в ней содержится около 200 мл крови. Диаметр альвеолярных кровеносных капилляров колеблется в пределах 8.3 - 9.9 мкм, а диаметр эритроцитов - 7.4 мкм. Таким образом, эритроциты плотно прилегают к стенкам капилляров. Эти особенности кровоснабжения легких создают условия для быстрого и эффективного газообмена, в результате которого происходит уравновешивание газового состава альвеолярного воздуха и артериальной крови. Взгляните еще раз на таблицу 2 и отметьте, что напряжение кислорода в артериальной крови становится равным 100, а углекислого газа – 40 мм рт. ст.

2. Транспорт кислорода кровью

Большая часть кислорода в организме млекопитающих переносится кровью в виде химического соединения с гемоглобином. Свободно растворенного кислорода в крови всего 0.3%. Реакцию оксигенации, превращение дезоксигемоглобина в оксигемоглобин, протекающую в эритроцитах капилляров легких можно записать следующим образом:

Нв + 4О 2 ⇄ Нв(О 2 ) 4

Эта реакция протекает очень быстро – время полунасыщения гемоглобина кислородом около 3 миллисекунд. Гемоглобин обладает двумя удивительными свойствами, которые позволяют ему быть идеальным переносчиком кислорода. Первое – это способность присоединять кислород, а второе – отдавать его. Оказывается способность гемоглобина присоединять и отдавать кислород зависит от напряжения кислорода в крови. Попробуем изобразить графически зависимость количества оксигенированного гемоглобина от напряжения кислорода в крови, и тогда нам удастся выяснить: в каких случаях гемоглобин присоединяет кислород, а в каких отдает. Гемоглобин и оксигемоглобин неодинаково поглощают световые лучи, поэтому их концентрацию можно определить спектрометрическими методами.

График, отражающий способность гемоглобина присоединять и отдавать кислород называется «Кривая диссоциации оксигемоглобина». По оси абсцисс на этом графике отложено количество оксигемоглобина в процентах ко всему гемоглобину крови, по оси ординат – напряжение кислорода в крови в мм рт. ст.

Рисунок 9А. Кривая диссоциации оксигемоглобина в норме

Рассмотрим график в соответствии с этапами транспорта кислорода: самая высокая точка соответствует тому напряжению кислорода, которое наблюдается в крови легочных капилляров – 100 мм рт.ст. (столько же, сколько и в альвеолярном воздухе). Из графика видно, что при таком напряжении весь гемоглобин переходит в форму оксигемоглобина – насыщается кислородом полностью. Попробуем рассчитать, сколько кислорода связывает гемоглобин. Один моль гемоглобина может связать 4 моля О 2 , а 1грамм Нв связывает 1,39 мл О 2 в идеале, а на практике 1,34 мл . При концентрации гемоглобина в крови, например, 140 г/литр количество связанного кислорода составит 140 × 1,34 = 189,6 мл/литр крови. Количество кислорода, которое может связать гемоглобин при условии его полного насыщения, называется кислородной емкостью крови (КЕК). В нашем случае КЕК = 189,6 мл.

Обратим внимание на важную особенность гемоглобина – при снижении напряжения кислорода в крови до 60 мм рт.ст, насыщение практически не изменяется – почти весь гемоглобин присутствует в виде оксигемоглобина. Эта особенность позволяет связывать максимально возможное количество кислорода при снижении его содержания в окружающей среде (например, на высоте до 3000 метров).

Кривая диссоциации имеет s – образный характер, что связано с особенностями взаимодействия кислорода с гемоглобином. Молекула гемоглобина связывает поэтапно 4 молекулы кислорода. Связывание первой молекулы резко увеличивает связывающую способность, так же действуют и вторая, и третья молекулы. Этот эффект называется кооперативное действие кислорода

Артериальная кровь поступает в большой круг кровообращения и доставляется к тканям. Напряжение кислорода в тканях, как видно из таблицы 2, колеблется от 0 до 20 мм рт. ст., незначительное количество физически растворенного кислорода диффундирует в ткани, его напряжение в крови снижается. Снижение напряжения кислорода сопровождается диссоциацией оксигемоглобина и освобождением кислорода. Освободившийся из соединения кислород переходит в физически растворенную форму и может диффундировать в ткани по градиенту напряжения.. На венозном конце капилляра напряжение кислорода равно 40 мм.рт.ст, что соответствует примерно 73% насыщения гемоглобина. Крутая часть кривой диссоциации соответствует напряжению кислорода обычному для тканей организма – 35 мм рт.ст и ниже.

Таким образом, кривая диссоциации гемоглобина отражает способность гемоглобина присоединять кислород, если напряжение кислорода в крови высоко, и отдавать его при снижении напряжения кислорода.

Переход кислорода в ткани осуществляется путем диффузии, и описывается законом Фика, следовательно зависит от градиента напряжений кислорода.

Можно узнать, сколько кислорода извлекается тканью. Для этого нужно определить количество кислорода в артериальной крови и в венозной крови, оттекающей от определенной области. В артериальной крови, как нам удалось вычислить (КЕК) содержится 180-200 мл. кислорода. Венозная кровь в состоянии покоя содержит около 120 мл. кислорода. Попробуем рассчитать коэффициент утилизации кислорода: 180 мл.  120 мл. = 60 мл.- это количество извлеченного тканями кислорода, 60мл./180  100 = 33%. Следовательно, коэффициент утилизации кислорода равен 33% (в норме от 25 до 40%). Как видно из этих данных, не весь кислород утилизируется тканями. В норме в течение одной минуты к тканям доставляется около 1000 мл. кислорода. Если учесть коэффициент утилизации, становится ясно, что ткани извлекают от 250 до 400 мл. кислорода в минуту, остальной кислород возвращается к сердцу в составе венозной крови. При тяжелой мышечной работе коэффициент утилизации повышается до 50 – 60 %.

Однако количество кислорода, которое получают ткани, зависит не только от коэффициента утилизации. При изменении условий во внутренней среде и тех тканях, где осуществляется диффузия кислорода, свойства гемоглобина могут измениться. Изменение свойств гемоглобина отражается на графике и называется «сдвиг кривой». Отметим важную точку на кривой – точка полунасыщения гемоглобина кислородом наблюдается при напряжении кислорода 27 мм рт. ст., при таком напряжении 50 % гемоглобина находится в форме оксигемоглобина, 50% в виде дезоксигемоглобина, следовательно 50 % связанного кислорода – свободно (примерно 100мл/л). Если в ткани увеличивается концентрация углекислого газа, ионов водорода, температура, то кривая сдвигается вправо . В этом случае точка полунасыщения переместится к более высоким значениям напряжения кислорода - уже при напряжении 40 мм рт. ст. будет освобождено 50 % кислорода (рисунок 9Б). Интенсивно работающей ткани гемоглобин отдаст кислород легче. Изменение свойств гемоглобина обусловлены следующими причинами: закисление среды в результате увеличения концентрации углекислого газа действует двумя путями 1) увеличение концентрации ионов водорода способствует отдаче кислорода оксигемоглобином потому, что ионы водорода легче связываются с дезоксигемоглобином, 2) прямое связывание углекислого газа с белковой частью молекулы гемоглобина уменьшает ее сродство к кислороду; увеличение концентрации 2,3-дифосфоглицерата , который появляется в процессе анаэробного гликолиза и тоже встраивается в белковую часть молекулы гемоглобина и снижает его сродство к кислороду.

Сдвиг кривой влево наблюдается, например, у плода, когда в крови определяется большое количество фетального гемоглобина.

Рисунок 9 Б. Влияние изменения параметров внутренней среды