2020-05-25
433
ТРАНСПОРТ КИСЛОРОДА КРОВЬЮ
Кислород находится в крови в двух состояниях.. Часть (0,3 мл на 100 мл крови или 3 мл/л крови) — в виде физически растворенного газа, а остальная часть (почти 20 мл кислорода/ 100 мл крови или 200 мл/1 л крови) — в виде химически связанного состояния — в связи с гемоглобином.
Фракция физически растворенного кислорода играет важную роль: весь кислород, который идет из альвеолярного воздуха в кровь или из крови в ткани, проходит стадию физического растворения. Только в таком виде кислород может диффундировать. Эту фракцию можно представить, как узкую речку, по которой вода бежит с огромной скоростью. Растворимость газов в жидкостях подчиняется закону Генри— Дальтона: количество растворенного газа пропорционально парциальному напряжению газа. Коэффициент пропорциональности (коэффициент Бунзена) для кислорода равен 0,024 мл на 1 мл растворителя в расчете на 1 атм (760 мм рт. ст.). Вот почему фракция растворенного кислорода так мала. Однако ее можно увеличить. Это бывает необходимо при оперативных вмешательствах на «сухом» сердце — без использования аппарата искусственного кровообращения.. В настоящее время найдено, что можно без большого ущерба для человека некоторое время дышать чистым кислородом под давлением в 3 атмосферы. В этом случае парциальное напряжение кислорода в альвеолярном воздухе достигает 3x760=2280 мм рт. ст., а количество растворенного кислорода в крови становится в 21 раз больше, чем обычно, т. е. около 65 мл/л. Учитывая, что количество химически связанного кислорода (см. ниже) в этом случае остается таким же, что и при обычном воздухе, to суммарное содержание кислорода в 1 л крови будет равно (200+65)=265 мл. Так как у человека около 5 литров крови, то суммарная прибавка достаточно ощутима (65x5=325 мл). Если оперативное вмешательство проводить при низкой температуре тела (25—28° С), то потребность в кислороде снижается и вместо 250 мл требуется 50 мл или даже меньше. Естественно, что в таких условиях у хирурга, оперирующего на «сухом» сердце, появляется больше времени для выполнения оперативного вмешательства. В настоящее время гипербарическая оксигенация (название процедуры, описанной выше) достаточно широко применяется во многих областях медицины. Основная масса кислорода при обычном дыхании связана с гемоглобином. Гемоглобин представляет собой белок, состоящий из 4 субъединиц (в среднем с массой по 16000), каждая из которых содержит 1 гем. Гем — это протопорфирин, состоящий из 4 пиррольных колец, связанных между собой метановыми мостиками. В центре гема находится двухвалентное железо. Количество кислорода, связанного с гемоглобином, зависит от парциального напряжения кислорода в крови (или в тканях).
|
|
|
ТРАНСПОРТ КИСЛОРОДА К ТКАНЯМ
|
|
|
Кислород к тканям вначале идет за счет конвекции, т. е. в виде потока крови, а на уровне капилляров — за счет процесса диффузии. Принято считать, что кислород покидает кровь только в капиллярах. Основной механизм доставки кислорода к клеткам—диффузия. Скорость ее, как и в альвеолярно-капиллярных взаимоотношениях, прямопропорциональна площади обменной диффузии, обратнопропорциональна диффузионному расстоянию и прямопропорциональна градиенту напряжения. В миокарде, к примеру, на каждое мышечное волокно приходится 1 капилляр, а среднее расстояние между капиллярами составляет 25 мкм. Расстояние между капиллярами в коре головного мозга — 40 мкм, в скелетных мышцах — 80 мкм. Следовательно, в сердечной мышце создаются более благоприятные условия для экстракции кислорода, для более эффективного использования кровотока. Недавно с помощью поляриметрической методики (микроэлектроды, приспособленные для замера р02) удалось показать, что содержание кислорода в тканях мозга — величина весьма варьирующая — от 5—10 мм рт. ст. до 90 мм рт. ст., и есть области, лежащие рядом с капилляром, где парциальное напряжение кислорода высокое, а есть области, удаленные от капилляра — с крайне низким содержанием кислорода. Таким образом, стало ясно, что внутритканевая диффузия кислорода весьма ограничена.
