МЗ: Медицина и Здоровье

Газообмен. У здорового человека в нормальных условиях давление кислорода в альвеолярном воздухе больше, чем в венозной крови, притекающей к легочным капиллярам. В отношении углекислого газа наблюдается как раз обратное: его давление в альвеолярном воздухе меньше, чем в венозной крови (тем более в тканях), где он постоянно образуется в результате жизнедеятельности клеток. Разности давлений, существующие между кислородом в альвеолярном воздухе и венозной крови и между углекислым газом притекающей крови и альвеолярном воздухе, являются физической причиной перехода кислорода из воздуха в кровь и углекислого газа из крови в альвеолярный воздух.

Газы диффундируют в направлении, определяемом разностью давлений (напряжений) внутри и снаружи капиллярных стенок. Вследствие диффузии (самопроизвольного проникновения молекул газа из места с большим давлением в место, где давление газа меньше) кислород из альвеолярного воздуха переходит в кровь, а углекислый газ, принесенный в легкие кровью, переходит из нее в альвеолярный воздух и удаляется в атмосферу.

Таким образом, процессы диффузии приводят к переходу углекислого газа из крови в альвеолы и кислорода в противоположном направлении.

Скорость диффузии в легочных капиллярах довольно велика, и за время движения крови по ним (около 2 с) давление газов внутри и снаружи капилляров успевает выровняться. Поэтому можно считать, что напряжение газов в альвеолах и артериальной крови одинаково.

В тканевых капиллярах скорость диффузии газов на границе кровь — ткань сравнительно мала, и давление газов в крови не успевает достичь величины, равной давлению в тканях. Поэтому давление газов в венозной крови на некоторую величину отличается от давления Газов в тканях.

Транспорт газов кровью. Газообмен в легких и тканях организма сопрягается посредством транспортной системы крови, которая циркулирует по замкнутому кругу, содержащему два участка капилляров: легочных и тканевых. Не приходится доказывать, что функция дыхательной системы неразрывна с деятельностью сердечнососудистой системы, и они нерасторжимы при выполнении первостепенной задачи: доставки органам и тканям кислорода и удаления избытка углекислого газа.

Процесс переноса газов кровью тоже не простой. Проникшие из альвеол в плазму крови молекулы кислорода не долго остаются свободными, так как связываются с гемоглобином, находящимся в красных кровяных тельцах — эритроцитах. Дыхательный белок гемоглобин, вступая в соединение с кислородом, образует оксигемоглобин и тем самым переносит немного больше кислорода, чем если бы газ просто растворялся в плазме. Нестойкое соединение кислорода с гемоглобином в концентрированном виде в эритроцитах доставляется к тканям.

В артериальной крови, оттекающей от легких, почти весь гемоглобин соединен с кислородом и превратился в оксигемоглобин. Будучи доставленным в мельчайшие кровеносные капилляры, пронизывающие все органы и ткани тела, оксигемоглобин легко освобождает кислород. Химическое сродство гемоглобина с кислородом зависит также от напряжения, чем его больше, тем быстрее расщепляется гемоглобин.

Выделившийся кислород проникает далее через клеточную оболочку и участвует в тканевом дыхании. Навстречу этому процессу протекает другой, взаимосвязанный с ним: из клетки в кровь поступает углекислота. Гемоглобин, отщепивший от себя кислород, тут же охотно вступает в связь с углекислым газом. В таком виде большая часть углекислоты доставляется кровью к легким. Так как карбогемоглобин соединение непрочное и расщепляется тем легче, чем больше напряжение кислорода, то в капиллярах легких он будет распадаться, а освободившийся углекислый газ выделяется в альвеолярный воздух и удаляется из организма.

Количество химически связанного газа, с одной стороны, соответствует его напряжению в плазме крови и с другой — зависит от напряжения конкурирующего газа: чем больше кислорода, тем меньше карбогемоглобина, и чем больше углекислого газа, тем меньше окси-гемоглобина. Гемоглобин работает без простоев и все время нагружен, поочередно перенося то кислород, то углекислый газ.