Кров: транспорт газів.

Кров: гази розчинені, зміст

Зміст газу в рідині в фізично розчиненому вигляді залежить від його напруги і коефіцієнта розчинності, що відображає здатність даного газу поглинатися даної рідиною.

В артеріальній крові вміст фізично розчиненого кисню складає 0,003 мл кисню на 1 мл крові, а вміст вуглекислого газу в артеріальній крові – 0,026 мл на 1 мл крові.

Хоча вміст в крові кисню і вуглекислого газу в фізично розчиненому стані відносно невелике, цей стан відіграє величезну роль в життєдіяльності організму. Для того, щоб зв’язатися з тими чи іншими речовинами, дихальні гази спочатку повинні бути доставлені до них у фізично розчиненому вигляді. Таким чином, при дифузії в тканини або кров кожна молекула кисню або вуглекислого газу певний час перебуває в стані фізичного розчинення.

Гемоглобін: зв’язування кисню

Більша частина кисню переноситься кров’ю у вигляді хімічної сполуки з гемоглобіном, один моль якого може зв’язати до 4 молей кисню. Тобто 1 г гемоглобіну може зв’язати 1,39 мл кисню. При аналізі газового складу крові отримують дещо меншу величину – 1,34 – 1,36 мл кисню на 1 г гемоглобіну, оскільки деяка частина гемоглобіну знаходиться в неактивному вигляді. Знаючи вміст гемоглобіну, можна вирахувати кисневу ємність крові. Максимальна її величина складає 0,20 л кисню на 1 л крові. Однак такий зміст кисню в крові може досягатися тільки в тому випадку, якщо кров контактує з газовою сумішшю з високим вмістом кисню, а в природних умовах гемоглобін оксігеніруется не повністю.

Відношення між кількістю гемоглобіну і оксигемоглобіну залежить від змісту фізично розчиненого кисню в крові, яке пропорційно напрузі кисню. Процентне відношення оксигемоглобіну до загального вмісту гемоглобіну в крові називається насиченням гемоглобіну киснем. Насичення гемоглобіну киснем залежить від напруги кисню. Графічно цю залежність відбиває так звана крива дисоціації оксигемоглобіну, яка має S-подібну форму.

Кров: двоокис вуглецю, перенесення

Кінцевий продукт окислювальних обмінних процесів – двоокис вуглецю – переноситься кров’ю до легких і видаляється через них у зовнішню середу. Так само як і кисень, двоокис вуглецю може переноситися як у фізично розчиненому вигляді, так і у складі хімічних сполук. Хімічні реакції зв’язування двоокису вуглецю складніше, ніж реакції приєднання кисню, так як механізми, що відповідають за транспорт двоокису вуглецю, повинні одночасно забезпечувати підтримання сталості кислотно-лужної рівноваги крові і тим самим внутрішнього середовища організму в цілому.

Кров: двоокис вуглецю, зв’язування

Напруга вуглекислого газу в артеріальній крові, що надходить в тканинні капіляри, становить 40 мм рт. ст. У клітинах, розташованих біля цих капілярів, його напруга значно вище, так як вуглекислий газ постійно утворюється в процесі метаболізму. У зв’язку з цим фізично розчинений вуглекислий газ переноситься по градієнту напруги з тканин в капіляри. Тут деяка кількість вуглекислого газу залишається в стані фізичного розчинення, але більша частина його зазнає ряд хімічних перетворень.

Перш за все відбувається гідратація молекули двоокису вуглецю з утворенням вугільної кислоти. У плазмі крові ця реакція протікає дуже повільно, в еритроциті вона прискорюється приблизно в 10 тис. разів. Це пов’язано з дією ферменту вугільної ангідрази (карбоангідрази). Оскільки цей фермент є лише в клітинах, практично всі молекули двоокису вуглецю, що беруть участь у реакції гідратації, повинні спочатку вступити в еритроцити.

Наступна реакція полягає в дисоціації слабкої вугільної кислоти на іони бікарбонату і іони водню. Накопичення іонів бікарбонату в еритроциті призводить до того, що між його внутрішнім середовищем і плазмою крові створюється дифузійний градієнт. Іони бікарбонату можуть пересуватися по цьому градієнту лише в тому випадку, якщо при цьому не буде порушуватися рівноважний розподіл електричних зарядів. Тому з виходом кожного бікарбонатного іона повинен відбуватися або вихід з еритроцита одного катіона, або вхід одного аніона. Оскільки мембрана еритроцита практично непроникна для катіонів, але порівняно легко пропускає невеликі аніони, натомість бікарбонатного іона в еритроцит надходять іони хлору. Цей обмінний процес називається хлоридно зрушенням.

По мірі надходження вуглекислого газу в еритроцит, там постійно утворюються не тільки двокарбонатний іони, але також іони водню, однак це не супроводжується значними зрушеннями рН, що обумовлено особливими властивостями гемоглобіну, який володіє значною буферною ємністю.

Вуглекислий газ може зв’язуватися також шляхом безпосереднього приєднання до аміногрупи білкового компонента гемоглобіну. При цьому утворюється так звана карбамінової зв’язок.

У легких напрямок всіх описаних реакцій змінюється на протилежне, внаслідок чого відбувається виділення вуглекислого газу.

Comments are closed.