Диффузия газов в легких Транспорт O 2 и CO 2 кровью А.Т. Марьянович, проф.
ВНЕШНЕЕ (ЛЕГОЧНОЕ) ДИФФУЗИЯ ГАЗОВ В ЛЕГКИХ ТРАНСПОРТ ГАЗОВ КРОВЬЮ ДИФФУЗИЯ ГАЗОВ В ТКАНЯХ КЛЕТОЧНОЕ ДЫХАНИЕ
I ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ
ЖИЗНЬ РАЗВИВАЛАСЬ В АТМОСФЕРЕ С БОЛЕЕ НИЗКИМ СОДЕРЖАНИЕМ О 2 И БОЛЕЕ ВЫСОКИМ СО 2
КЛЕТКИ НАШЕГО ТЕЛА (КРОМЕ ЭПИТЕЛИЯ) НЕ ПРИСПОСОБЛЕНЫ К КОНТАКТУ С ВОЗДУХОМ, СОДЕРЖАЩИМ ~ 21% О 2 и 0.04% СО 2
АЭРОГЕМАТИЧЕСКИЙ БАРЬЕР 0.2-1.0 мкм Портативная газовая среда
беднее О 2 богаче СО 2 постоянна
АТМОСФЕРА АЛЬВЕОЛЫ О 2 159 104 СО 2 0.3 40 Н 2 О 3.7 47
Р СО2 40 Р Н2О 47 Σ 87
ИВАН МИХАЙЛОВИЧ СЕЧЕНОВ 1829-1905 портрет кисти Репина
ЗНАЧЕНИЕ ПОСТОЯНСТВА СОСТАВА АЛЬВЕОЛЯРНОГО ВОЗДУХА ПРИ ПОДЪЕМЕ НА ВЫСОТУ Р О2 БУДЕТ ПАДАТЬ БЫСТРЕЕ, ЧЕМ АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ
Высота, м Атм. давление, мм рт.ст. Р СО2 в альвеолах, мм рт.ст. Р О2 в альвеолах, мм рт.ст. 0 760 40 104 3000 523 36 67 Снижение, раз 1.45 1.11 1.55
ГАЗООБМЕН – ДИФФУЗИЕЙ. ЕЕ ДВИЖУЩАЯ СИЛА – ГРАДИЕНТ ПАРЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ
ЧАСТЬ ОБЩЕГО ДАВЛЕНИЯ СМЕСИ ГАЗОВ, ПРИХОДЯЩАЯСЯ НА ОТДЕЛЬНЫЙ ГАЗ (КАК ЕСЛИ БЫ ОН ЗАНИМАЛ ВЕСЬ ОБЪЕМ СМЕСИ)
Р газа = Р смеси x С где Р – парциальное давление С – доля газа в данной смеси
JOHN DALTON 1766–1844 England
СОДЕРЖАНИЕ О 2 в АТМОСФЕРЕ 20.84% = 0.2084 АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ 760 мм рт.ст. Р O2 = 760 х 0.2084 ≈ 159 (мм рт.ст.)
ЧИСЛО МОЛЕКУЛ ГАЗА, АДСОРБИРОВАННОГО ЖИДКОСТЬЮ (С КОТОРОЙ ОН НЕ ВСТУПАЕТ В ХИМИЧЕСКОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ), ПРОПОРЦИОНАЛЬНО ДАВЛЕНИЮ ГАЗА НАД ЖИДКОСТЬЮ
William Henry 1 774–1836 England
B ODY T EMPERATURE 37 °C P RESSURE 760 mm Hg S ATURATED (RH = 100%)
S TANDARD T EMPERATURE = 0 °C P RESSURE = 760 mm Hg D RY (RH = 0%)
Процентные отношения газов во влажном выдыхаемом и осушенном (в газоанализаторе) воздухе – разные! Разберитесь, для каких условий они даны, т.е. для общего давления смеси: 760 мм рт.ст. (атмосферное) или 713 (760 – 47) мм рт.ст.
ВЕНОЗНАЯ КРОВЬ АЛЬВЕОЛЯРНЫЙ ВОЗДУХ АРТЕРИАЛЬНАЯ КРОВЬ СО 2 О 2 46 40 40 104 40 100
О 2
Диффузия О 2 в легких
Р О2 = 7 60 х 0.1 36 ≈ 10 4 Р СО2 = 7 60 х 0. 053 ≈ 4 0
ВЕНОЗНАЯ КРОВЬ АЛЬВЕОЛЯРНЫЙ ВОЗДУХ АРТЕРИАЛЬНАЯ КРОВЬ 40 104 100
В легочных капиллярах диффузию обеспечивают градиенты парциальных давлений (напряжений): Δ P CO2 = 46 – 40 = 6 (мм рт.ст.) Δ P O2 = 10 4 – 40 = 6 4 (мм рт.ст.) Способность к диффузии CO 2 > O 2 в 25 раз
КРОВЬ ПРОХОДИТ СКВОЗЬ ЧЕРЕЗ КАПИЛЛЯРЫ: ЛЕГОЧНЫЕ 98% БРОНХИАЛЬНЫЕ 2% Поэтому Р О2 арт.крови не 104, а 100 мм рт.ст. До тканей дойдет только 95 мм рт.ст.
Транспорт О 2 кровью
20 мл ПЛАЗМА 0.3 мл HbO 2 В 100 мл крови
количество O 2, которое способна связать кровь (100 мл или 1 л ) при полном насыщении Hb кислородом
Зависит от количества Hb в крови 1 г Hb ~ 1.34 мл О 2 1.34 мл/г х 150 г/л 1 л крови ≈ 200 мл О 2 100 мл крови ≈ 20 мл О 2
Диффузия О 2 в тканях
ТКАНЕВАЯ ЖИДКОСТЬ О 2
ДИССОЦИАЦИЯ HbO 2
Оксигенация/диссоциация Hb определяются величиной P O2 в данной ткани
СДВИГ КРИВОЙ – Эффект Бора
Christian Harald Lauritz Peter Emil Bohr 1855–1911 Danmark
СДВИГ КРИВОЙ ВПРАВО
СО 2
Диффузия СО 2 в тканях
КАРБОАНГИДРАЗА
Диффузия СО 2 в легких
РАСТВОРЕННЫМ В ПЛАЗМЕ – 7 В ВИДЕ КАРБГЕМОГЛОБИНА – 23 В ВИДЕ БИКАРБОНАТОВ – 70 ГЛАВНАЯ ФОРМА ТРАНСПОРТА? РОЛЬ ЭРИТРОЦИТОВ?
В легочных капиллярах венозная кровь P С O2 = 46 мм рт.ст. Диффузию С O 2 обеспечивает Δ P С O2 = 46 – 40 = 6 мм рт.ст.
ВЕНОЗНАЯ КРОВЬ АЛЬВЕОЛЯРНЫЙ ВОЗДУХ АРТЕРИАЛЬНАЯ КРОВЬ 46 40 40
та часть кислорода, которая поглощается тканями из артериальной крови. КУК = 100% = 40%. При интенсивной мышечной работе КУК увеличивается до 50-60%. 200-120 200
C О 2
КАРБ ОКСИ ГЕ-МОГЛОБИН HbCO
ВЕНОЗНАЯ КРОВЬ АЛЬВЕОЛЯРНЫЙ ВОЗДУХ АРТЕРИАЛЬНАЯ КРОВЬ СО 2 О 2 46 40 40 104 40 100
РЕЗЕРВ
ЭФФФЕКТ ХОЛДЕЙНА
John Scott Haldane 1860–1936 Scotland
Диффузия газов в легких. 40
