Газообмен. Регуляция дыхания

В процессе внешнего дыхания происходит газообмен в легких. За счет этого формируется состав альвеолярного и выдыхаемого воздуха.

Газовый состав вдыхаемого, альвеолярного и выдыхаемого воздуха

Процесс газообмена состоит из 3-х этапов дыхания:

2-й этап дыхания. Обмен газов между альвеолярным воздухом и кровью.

3-й этап дыхания. Транспорт газов кровью.

4-й этап дыхания. Обмен газов между кровью и тканями.

В основе 2 и 4 этапов дыхания лежат одни и те же механизмы, т.е. в основе обмена газов между альвеолами и кровью, а также кровью и тканямилежит одно физическое явление - процесс диффузии.

Механизмы 2-го и 4-го этапов дыхания.

Если газ находится над жидкостью, он также легко в неё переходит, растворяясь в ней. Интенсивность перехода газов в жидкость зависит от парциального давления газа над ней.

Давление газа в смеси с другими газами, выраженное в мм рт. ст., принято называть "парциальным давлением".

Давление газа, растворенного в жидкости, обозначают как "напряжение".

При относительно длительном контакте газов и жидкости в определенный момент времени парциальное давление газа над жидкостью и напряжение газа в жидкости выравниваются.

При резком снижении парциального давления одного из газов, либо снижении суммарного атмосферного давления жидкость с растворенными в ней газами начинает "кипеть" (до тех пор, пока вновь не выровняются парциальное давление и напряжение газов).

Аэрогематический барьер легких обладает определенной проницаемостью, которая характеризуется диффузионной способностью легких.

Диффузионная способность легких (ДСЛ) - это количество газа (в мл), которое проходит за 1 минуту через легочную мембрану при разнице парциальных давлений по обе стороны мембраны в 1 мм рт. ст.

Для О2ДСЛ составляет 20-25 мл, для СО2 она существенно больше (т.к. разница парциального давления по СО2 многократно меньше), а объем выделяемого СО2 такой же как и О2.

3-й этап. Транспорт газов кровью.

Механизмы связывания газов кровью:

1. Физическое растворение

2. Химическое связывание

1. Физическое растворение. В жидкой части крови растворены газы воздуха: кислород, углекислый газ, азот. Растворение О2 и СО2 в воде не играет значимой физиологической роли. Основное значение приобретает растворенный в крови азот (79 %) при резком снижении Р атм. (особенно при предварительном повышении Р атм.: кессонная болезнь).

2. Химическое связывание.

2.1. Химическое связывание кислорода кровью

Оксигемоглобин - основная транспортная форма О2 в крови.

Гемоглобин присоединяет кислород с помощью непрочной водородной связи, с образованием оксигемоглобина. Эта реакция обратима:

Направленность реакции зависит от содержания кислорода: если количество кислорода в крови увеличивается, то реакция идет в сторону образования оксигемоглобина, если уменьшается - то в противоположную сторону.

Динамика взаимодействия Нв и О2 отражается кривой диссоциации оксигемоглобина.

Кривая диссоциации оксигемоглобина имеет S-образный вид. Это связанно с тем, что до 10 мм рт. ст. кислород связывается гемоглобином медленно, затем до 50-60 мм рт. ст. скорость реакции резко увеличивается, кривая круто поднимается вверх, при давлении 90 мм рт. ст., когда более 96% гемоглобина связано с кислородом, она вновь идет почти горизонтально.

Избыток СО2 и ацидоз сдвигает кривую диссоциации вправо, а недостаток СО2 и алкалоз – влево (эффект Бора).

Поиск по сайту: