Транспортировка газов кровью

Транспортировка газов кровью

Второй ступенью дыхательного процесса является транспортировка газов кровью.

Обмен газов между легкими и кровью происходит в силу разности их парциального давления. У человека в альвеолярном воздухе содержится: углекислого газа – 5—6 %, кислорода – 13,5—15 %, азота – 80 %. При таком процентном содержании кислорода и общем давлении в одну атмосферу его парциальное давление составляет 100—110 мм рт. ст. Парциальное давление этого газа в притекающей в легкие венозной крови всего 60—75 мм рт. ст. Образующейся разности в давлении вполне достаточно для обеспечения диффузии кислорода в кровь со скоростью 6 л кислорода в минуту. Такого количества вполне достаточно для того, чтобы человек мог выполнять самую тяжелую работу. Во время покоя в кровь поступает около 300 мл кислорода.

В крови, оттекающей от легких, почти весь кислород находится в химически связанном с гемоглобином состоянии, а не растворен в плазме крови. Наличие дыхательного пигмента – гемоглобина в крови позволяет при небольшом собственном объеме жидкости переносить значительное количество газов.

Кислородная емкость крови определяется количеством кислорода, которое может связать гемоглобин. Реакция между кислородом и гемоглобином обратима. Когда гемоглобин связан с кислородом, он переходит в оксигемоглобин.

Повышение температуры значительно увеличивает скорость отдачи оксигемоглобина кислорода, мало сказываясь на скорости реакции его соединения с кислородом в легких. Насыщению крови кислородом способствует сдвиг кислотно-щелочной реакции крови в кислую сторону. Наиболее важной причиной изменения реакции крови является содержание в ней углекислоты, которая в свою очередь зависит от наличия в крови углекислого газа.

Чем больше в крови углекислого газа, тем больше углекислоты, а следовательно, и сильнее сдвиг кислотно-щелочной реакции крови в кислую сторону, что способствует насыщению крови кислородом. Значительному образованию углекислого газа способствует мышечная работа или повышенная активность органа.

Степень насыщенности крови кислородом у каждого человека индивидуальна и зависит от многих факторов, главными из которых являются следующие: общая поверхность мембран альвеол, толщина и свойства самой мембраны, качество гемоглобина, психическое состояние человека, а также от возраста, типа дыхания, чистоты организма и эмоциональной устойчивости человека.

Обмен кислорода между кровью и тканями осуществляется подобно обмену между альвеолярным воздухом и кровью. Ввиду того что в тканях происходит непрерывное потребление кислорода, концентрация его падает. В результате кислород диффундирует (переходит) из тканевой жидкости в клетки, где и потребляется. При недостатке кислорода тканевая жидкость, соприкасаясь со стенкой содержащего кровь капилляра, способствует диффузии кислорода из крови в тканевую жидкость. Чем выше тканевый обмен, тем ниже концентрация кислорода в ткани. И чем больше эта разность (между кровью и тканью), тем большее количество кислорода может поступать из крови в ткани при одной и той же концентрации кислорода в капиллярной крови (Рис. 9).

Рис. 9. Альвеолы: а – чистые; б – загрязненные слизью, ухудшающей качество газообмена

Процесс удаления углекислого газа напоминает обратный процесс поглощения кислорода. Образующийся в тканях при окислительных процессах углекислый газ диффундирует в межтканевую жидкость, где его концентрация меньше, а оттуда диффундирует через стенку капилляра в кровь, где его еще меньше, чем в межтканевой жидкости. Проходя через стенки тканевых капилляров, углекислый газ отчасти растворяется в плазме крови как хорошо растворимый в воде газ, а частично связывается различными основаниями с образованием бикарбонатов. Эти соли затем разлагаются в легочных капиллярах с выделением свободной углекислоты, которая в свою очередь быстро диссоциирует под влиянием фермента угольной ангидразы на воду и углекислый газ.

Главным фактором, регулирующим дыхание, является концентрация углекислого газа в крови.

Повышение содержания СО$2$ в крови, притекающей к головному мозгу, увеличивает возбудимость как дыхательного, так и пневмотоксического центра. Повышение активности первого из них ведет к усилению сокращений дыхательной мускулатуры, а второго – к учащению дыхания. Когда содержание СО$2$ вновь становится нормальным, стимуляция этих центров прекращается и частота и глубина дыхания возвращаются к обычному уровню. Этот механизм действует и в обратном направлении. Если человек произвольно сделает ряд глубоких вдохов и выдохов, содержание СО$2$ в альвеолярном воздухе и крови понизится настолько, что после того, как он перестанет глубоко дышать, дыхательные движения вовсе прекратятся до тех пор, пока уровень СО$2$ в крови снова не достигнет нормального. Поэтому организм, стремясь к равновесию, уже в альвеолярном воздухе поддерживает парциальное давление СО$2$ на постоянном уровне.

Рекомендации при выполнении дыхательных упражнений.

Начиная практиковать дыхательные упражнения, следует запомнить следующие рекомендации:

1. Никогда не задерживайте дыхание на максимальном вдохе, это может привести к растяжению легочной ткани, увеличению диаметра альвеол, что неблагоприятно отразится на здоровье. Если нужно сделать максимальный вдох, то выполняйте его без задержки. Задерживать дыхание на вдохе рекомендуется в пределах 70—80% от глубины максимального вдоха, при этом чем старше человек, тем меньше глубина вдоха за счет ребер. При вдохе больше работайте диафрагмой и умеренно – межреберными мышцами и плечами.

2. Никогда не задерживайте дыхание на максимальном выдохе – это верное средство разладить работу сердца. Если нужно сделать максимальный выдох, делайте его без задержки. Задерживать дыхание на выдохе рекомендуется в пределах 70—80% от максимального выдоха. Чем слабее сердце, тем меньше величина задержки на выдохе. Выполняя выдох, больше работайте диафрагмой – это массирует внутренние органы и сердце.