Переход Оиз альвеолярного воздуха в кровь и СОиз крови в альвеолы происходит только путем диффузии. Никакого механизма активного транспорта газов здесь не существует. Движущей силой диффузии являются разности (градиенты) парциальных давлений (напряжений) Ои СОпо обе стороны альвеолярно-капиллярной мембраны или аэрогематического барьера Напряжение газов в различных средах представлено в таблице 5.
Кислород и углекислый газ диффундируют только в растворенном состоянии, что обеспечивается наличием в воздухоносных путях водяных паров, слизи и сурфактантов. В ходе диффузии через аэроге-матический барьер молекулы растворенного газа преодолевают большое сопротивление, обусловленное слоем сурфактанта, альвеолярным эпителием, мембранами альвеол и капилляров, эндотелием сосудов, а также плазмой крови и мембраной эритроцитов.
Диффузионная способность легких для кислорода очень велика. Это обусловлено огромным числом (сотни миллионов) альвеол и
Таблица 5
Напряжение Ои СО(мм рт. ст.) при спокойном дыхании воздухом
Среда | Кислород | Углекислый газ |
Альвеолярный воздух Венозная кровь Артериальная кровь Ткани | 10-20 | 50-60 |
большой их газообменной поверхностью (около 100 м), а также малой толщиной (около 1 мкм) альвеолярно-капиллярной мембраны. Диффузионная способность легких у человека примерно равна 25 мл Ов 1 мин в расчете на 1 мм рт. ст. градиента парциальных давлений кислорода. Учитывая, что градиент рОмежду притекающей к легким венозной кровью и альвеолярным воздухом составляет около 60 мм рт. ст., этого оказывается достаточно, чтобы за время прохождения крови через легочный капилляр (около 0.8 с) напряжение кислорода в ней успело уравновеситься с альвеолярным рО.
Диффузия СОиз венозной крови в альвеолы даже при сравнительно небольшом градиенте рСО(около 6 мм рт. ст.) происходит достаточно легко, так как растворимость СОв жидких средах в 20-25 раз больше, чем у кислорода. Поэтому после прохождения крови через легочные капилляры рСОв ней оказывается равным альвеолярному и составляет около
40 мм рт. ст.
Дыхательная функция крови прежде всего обеспечивается доставкой к тканям необходимого им количества ОКислород в крови находится в двух агрегатных состояниях: растворенный в плазме (0.3 об.%) и связанный с гемоглобином (около 20 об.%) — оксигемоглобин.
Отдавший кислород гемоглобин считают восстановленным или дезоксигемоглобином. Поскольку молекула гемоглобина содержит 4 частицы гема (железосодержащего вещества), она может связать четыре молекулы О. Количество О, связанного гемоглобином в 100 мл крови, носит название кислородной емкости крови и составляет около 20 мл О. Кислородная емкость всей крови человека, содержащей примерно 750 г гемоглобина, приблизительно равна 1 л.
Каждому значению рОв крови соответствует определенное процентное насыщение гемоглобина кислородом. Кривую зависимости процентного насыщения гемоглобина кислородом от величины парциального напряжения называют кривой диссоциации оксигемоглобина (рис. 21). Анализ хода этой кривой сверху вниз показывает, что с уменьшением рОв крови происходит диссоциация оксигемоглобина, т. е. процентное содержание
оксигемоглобина уменьшается, а восстановленного растет.
В различных условиях деятельности может возникать острое снижение насыщенности крови кислородом —гипоксемия. Причины гипоксемии весьма разнообразны. Она может развиваться вследствие снижения рОв альвеолярном воздухе (произвольная задержка дыхания, вдыхание воздуха с пониженным рО), при физических нагрузках, а также при неравномерной вентиляции различных отделов легких.
Образующийся в тканях СОдиффундирует в тканевые капилляры, откуда переносится венозной кровью в легкие, где переходит в