Кислородтранснортная способность крови

Кислородтранспортная способность крови — максимальное количество кислорода, которое может транспортировать кровь. В первую очередь она зависит от содержания гемоглобина в крови. У мужчин в каждых 100 мл крови содержится в среднем 14 — 18 г гемоглобина, у женщин — 12 — 16 г. Каждый грамм гемоглобина может связываться с 1,34 мл кислорода; таким образом, кислородтранспортная способность крови составляет 16 — 24 мл/100 мл при полной насыщенности крови кислородом. Кровь, проходя через легкие, контактирует с альвеолярным воздухом в течение около 0,75 с. Этого времени вполне достаточно, чтобы гемоглобин присоединил почти весь кислород. В итоге насыщение гемоглобина составит 98%.

Этот показатель отражает значительно большую концентрацию кислорода, чем требуется нашему организму, вследствие чего кислородтранспортная способность крови крайне редко ограничивает мышечную деятельность

ТРАНСПОРТ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА

Транспорт диоксида углерода также осуществляется кровью. Выделенный из клеток углекислый газ транспортируется кровью главным образом в одной из трех форм: 1) растворенный в плазме; 2) в виде ионов бикарбоната, образовавшихся вследствие диссоциации угольной кислоты; 3) связанный с гемоглобином. Рассмотрим каждый вид транспорта.

РАСТВОРЕННЫЙ ДИОКСИД УГЛЕРОДА

Определенное количество диоксида углерода, выделенного из тканей, растворяется в плазме. Однако в таком виде транспортируется очень незначительное его количество (всего 7—10 %). Растворенный диоксид углерода выделяется из плазмы в участке с пониженным Р_со например, в легких. Там он диффундирует из капилляров в альвеолы и выводится из организма.

Ионы бикарбоната

Большая часть диоксида углерода (около 60 — 70 %) транспортируется в виде ионов бикарбоната. Молекулы диоксида углерода и воды, соединившись, образуют угольную кислоту (Н₂С0₃). Эта кислота нестабильна и быстро разлагается, высвобождая ион водорода (Н⁺), и образуя ион бикарбоната (НСО~)

С0₂ + Н₃0 -» H₂CO₃ -> н⁺ + нсо₃^-.

угольная ион

кислота бикарбоната

Н⁺ затем связывается с гемоглобином, что вызывает эффект Бора, уже упоминавшийся выше, вследствие которого кривая диссоциации кислород-гемоглобина смешается вправо. Таким обра-

зом, образование иона бикарбоната способствует "разгрузке" кислорода. Посредством этого механизма гемоглобин действует как буфер, связывая и нейтрализуя Н⁺ и тем самым предотвращая значительное подкисление крови. Более подробно

вопрос кислотно-щелочного равновесия рассматривается ниже. Когда кровь поступает в легкие, где Р_со2 ниже, Н⁺ и ионы бикарбоната снова соединяются, образуя угольную кислоту, которая затем расщепляется на диоксид углерода и воду

н⁺ + нсо,- -» н_гсо₃ -* со₂ + н₂о.

Снова образовавшийся таким образом диоксид углерода может попасть в альвеолы и выделиться из организма.

Большая часть образованного активными мышцами диоксида углерода транспортируется обратно в легкие в виде ионов бикарбоната

ГАЗООБМЕН В МЫШЦАХ

Итак, мы выяснили, как респираторная и сердечно-сосудистая системы обеспечивают доставку воздуха в легкие, обмен кислорода и диоксида углерода в альвеолах, транспорт кислорода к мышцам (и выведение из них диоксида углерода). Нам осталось рассмотреть, как транспортируется кислород из капиллярной крови к мышечным тканям и как выводится из них диоксид углерода. Этот газообмен между тканями и кровью в капиллярах представляет собой четвертый и последний этап транспорта газов — внутреннее дыхание.

Рис. 17. Артериовенозная разница по кислороду в состоянии покоя и при интенсивной физической нагрузке.

Артериовенозная разница по кислороду (рис. 17)увеличивается с 4—5 мл/100 мл крови в состоянии покоя до 15—16 мл/100 мл крови при интенсивной физической нагрузке. Это увеличение отражает повышенное извлечение кислорода из артериальной крови активными мышцами, приводящее к снижению содержания кислорода в венозной крови.

При таком усилии кровь отдает больше кислорода активным мышцам, поскольку Ро₂ в них намного ниже, чем в артериальной крови.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ДОСТАВКУ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КИСЛОРОДА

Интенсивность доставки и использования кислорода зависит от трех переменных:

1) содержания кислорода в крови;

2) величины кровотока;

3) локальных усилий.

Многие локальные изменения в мышце при выполнении физической нагрузки влияют на доставку и потребление кислорода. Например, мышечная активность повышает ее кислотность вследствие образования лактата. Кроме того, в результате усиленного метаболизма повышаются температура мышцы и концентрация диоксида углерода. Эти изменения увеличивают "отгрузку" кислорода из молекулы гемоглобина, способствуя его доставке и потреблению мышцами.