Ang dugo ay nagdadala ng oxygen at carbon dioxide sa pagitan ng mga baga at iba pang mga tisyu ng katawan. Ang mga gas ay inililipat sa iba't ibang anyo: Natunaw sa plasma, Nakagapos sa kemikal sa hemoglobin, Na-convert sa ibang mga molekula.
Upang pag-aralan kung paano ang oxygen ay dinadala ng dugo, Upang pag-aralan kung paano ang carbon dioxide ay dinadala ng dugo, Upang maunawaan ang impluwensya ng iba't ibang mga kadahilanan sa transportasyon ng mga gas. Ano ang kailangan mong malaman: Pagpapasiya ng bahagyang presyon, Mga proseso ng panlabas at panloob na paghinga, Pagpapasiya ng buffer.
Paano nagkakalat ang oxygen mula sa alveoli: 98.5% ng oxygen ay nagbubuklod sa hemoglobin, 1.5% ng oxygen ay natunaw sa plasma.
Ang isang molekula ng hemoglobin ay maaaring maghatid ng 4 na molekula ng oxygen. Kapag ang 4 na molekula ng oxygen ay nakatali sa hemoglobin, ito ay 100% saturation. Kapag mas kaunting oxygen ang nakagapos sa hemoglobin, ito ay bahagyang saturation. Ang oxygen ay nagbubuklod sa hemoglobin dahil sa mataas na partial pressure nito sa baga. Cooperative binding: Ang affinity ng hemoglobin para sa oxygen ay tumataas habang ito ay nagiging saturated.
Ang saturation ng hemoglobin ay tinutukoy ng bahagyang presyon ng oxygen. Ang dissociation curve ng oxyhemoglobin ay S-shaped. Plateau sa mataas na oxygen na bahagyang presyon. Matarik na pagbaba na may mababang oxygen na bahagyang presyon.
Ang tao ay nasa antas ng dagat: r. O 2 = 100 mm Hg - ang gnmoglobin ay puspos ng 98% Tao sa kabundukan: p. O 2 = 80 mm Hg - hemoglobin ay puspos ng 95% Kahit na ang p level. Ang O 2 ay bumababa ng 20 mm Hg, halos walang pagkakaiba sa saturation ng hemoglobin na may oxygen. Sa pagbaba ng p. O 2, ang hemoglobin ay sapat na puspos ng oxygen dahil sa mataas na affinity (binding capacity) ng hemoglobin at oxygen.
Sa r. O 2 = 40 mmHg, ang hemoglobin ay may mababang affinity para sa oxygen at 75% lamang ang saturated. Sa malakas na contraction ng kalamnan, ang p level. Ang O2 sa gumaganang mga kalamnan ay mas mababa kaysa sa pahinga. Aktibong pagkontrata ng mga kalamnan: Kumonsumo ng mas maraming oxygen, Magkaroon ng nabawasang r. O 2 = 20 mm Hg. Ang hemoglobin ay 35% lamang na puspos ng oxygen. Dahil si R. Ang O 2 ay mas mababa, ang hemoglobin ay nagbibigay ng mas maraming oxygen sa mga tisyu.
Bukod sa ilog O 2, ang saturation ng hemoglobin ay nakasalalay sa iba pang mga kadahilanan: p. N, temperatura, r. CO 2, diphosphoglycerate. Sa pisikal na ehersisyo: Bumababa ang R. N Tumataas ang temperatura Tumataas ang ilog. CO 2 Tumataas ang konsentrasyon ng diphosphoglycerate. Sa panahon ng pisikal na ehersisyo, bumababa ang kaugnayan ng hemoglobin para sa oxygen, mas maraming oxygen ang inilalabas sa gumaganang kalamnan. Kapag r. Bumababa ang H, lumilipat ang kurba sa kanan (tataas ang paghahatid ng oxygen). Ang mga katulad na pagbabago sa curve ng dissociation ng oxyhemoglobin ay makikita kapag: Tumataas ang temperatura Tumaas ang Rp. Tumataas ang konsentrasyon ng CO 2 Diphosphoglycerate
Habang bumababa ang temperatura, tumataas ang affinity ng hemoglobin para sa oxygen. Ang mga katulad na pagbabago sa oxyhemoglobin dissociation curve ay sinusunod sa: Isang pagtaas sa p. N, Pagbaba ng ilog. CO 2, Pagbabawas ng konsentrasyon ng diphosphoglycerate.
Ang CO 2 ay kumakalat mula sa mga selula ng tissue. 7% natutunaw sa plasma. 93% ay nagkakalat sa mga pulang selula ng dugo. Sa mga ito: 23% ay nagbubuklod sa hemoglobin, 70% ay na-convert sa bicarbonates.
Sa kabuuang CO 2, 23% ang nagbubuklod sa globin ng molekula ng hemoglobin at nabuo ang carbaminohemoglobin. Ang Carbaminohemoglobin ay nabuo sa mga lugar na may mataas na konsentrasyon ng CO 2.
Ang reaksyon ng pagbuo ng carbaminohemoglobin ay nababaligtad. Sa baga, kung saan mababa ang r. CO 2, CO 2 dissociates mula sa carbaminohemoglobin.
Sa kabuuang CO 2 sa dugo, 70% ay na-convert sa bicarbonates sa mga pulang selula ng dugo. Sa mga lugar na may mataas na ilog Ang CO 2, CO 2 ay nagbubuklod sa H 2 O upang bumuo ng carbonic acid. Ang reaksyong ito ay na-catalyze ng carbanhydrase. Ang carbonic acid ay naghihiwalay sa H ions at bicarbonate ion. Ang H+ ion ay nagbubuklod sa hemoglobin. Bilang kapalit ng bicarbonate ion na umaalis sa erythrocyte, ang CL-ion ay pumapasok sa erythrocyte upang mapanatili ang electrical equilibrium. Sa plasma, ang bicarbonate ion ay nagsisilbing buffer, na kinokontrol ang p. H plasma
Sa baga, ang CO 2 ay kumakalat mula sa plasma patungo sa alveoli. Ito ay isang pagbaba sa p. Ang Plasma CO 2 ay nagdudulot ng pagbabaligtad ng kemikal na reaksyon. Ang bicarbonate ion ay kumakalat pabalik sa pulang selula ng dugo kapalit ng CL-ion. Ang H+ ion ay pinagsama sa isang bicarbonate ion upang bumuo ng carbonic acid. Ang carbonic acid ay nahahati sa CO 2 at H 2 O. Ito backlash din catalyzed sa pamamagitan ng carbanhydrase.
Kapag ang hemoglobin ay puspos ng oxygen, bumababa ang affinity nito sa CO 2. Ang saturation ng hemoglobin na may oxygen ay nagpapataas ng pagpapalabas ng CO 2. Ito ay tinatawag na Haldane effect.
Ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng hydrogen ion binding at hemoglobin's affinity para sa oxygen ay tinatawag na Bohr effect. Kapag nabuo ang mga hydrogen ions, pinapadali ng saturation na may carbon dioxide ang pagpapalabas ng oxygen.
Ang oxygen ay dinadala sa dalawang paraan: Natunaw sa plasma, Nakatali sa hemoglobin sa anyo ng oxyhemoglobin. Ang saturation ng hemoglobin na may oxygen ay nakasalalay sa: p. Mga 2 r. N Mga temperatura ng ilog CO 2 Mga antas ng diphosphoglycerate CO 2 transport ay nangyayari sa tatlong paraan: Natunaw sa plasma Kaugnay ng hemoglobin sa anyo ng carbaminohemoglobin Na-convert sa bicarbonate
Ang pagdaragdag ng oxygen ay nagpapadali sa pagpapalabas ng carbon dioxide mula sa carbaminohemoglobin. Ito ay tinatawag na Haldane effect. Ang saturation ng dugo na may carbon dioxide at isang pagtaas sa antas ng mga hydrogen ions ay nagpapadali sa pagpapalabas ng oxygen mula sa hemoglobin. Ang epekto ng pagbaba ng ilog Ang H sa paglabas ng oxygen mula sa hemoglobin ay kilala bilang epekto ng Bohr.
Halos lahat ng O 2 (mga 20 vol% - 20 ml ng O 2 bawat 100 ml ng dugo) ay dinadala ng dugo sa anyo ng isang kemikal na tambalan na may hemoglobin. Tanging 0.3 vol% ang dinadala sa anyo ng pisikal na paglusaw. Gayunpaman, ang yugtong ito ay napakahalaga, dahil ang O 2 mula sa mga capillary hanggang sa mga tisyu at O 2 mula sa alveoli hanggang sa dugo at mga erythrocytes ay dumadaan sa plasma ng dugo sa anyo ng isang pisikal na natunaw na gas.
Mga katangian ng hemoglobin at mga compound nito
Ang pulang pigment ng dugo na ito, na nasa mga pulang selula ng dugo bilang isang carrier ng O2, ay may kahanga-hangang pag-aari na nakakabit sa O 2 kapag ang dugo ay nasa baga, at naglalabas ng O 2 kapag ang dugo ay dumaan sa mga capillary ng lahat ng mga organo at tisyu ng katawan. Ang Hemoglobin ay isang chromoprotein, ang molekular na timbang nito ay 64,500, binubuo ito ng apat na magkaparehong grupo - hemes. Ang Heme ay isang protoporphyrin, sa gitna kung saan mayroong isang divalent iron ion, na gumaganap ng isang mahalagang papel sa paglipat ng O2. Ang oxygen ay bumubuo ng isang reversible bond na may heme, at ang valence ng iron ay hindi nagbabago. Sa kasong ito, ang pinababang hemoglobin (Hb) ay nagiging oxidized HbO 2, mas tiyak, Hb(O 2) 4. Ang bawat heme ay nakakabit ng isang molekula ng oxygen, kaya ang isang molekula ng hemoglobin ay nagbubuklod ng apat na molekula ng O2. Ang nilalaman ng hemoglobin sa dugo sa mga lalaki ay 130-160 g / l, sa mga kababaihan 120-140 g / l. Ang halaga ng O 2 na maaaring itali sa 100 ml ng dugo ay humigit-kumulang 20 ml (20 vol%) sa mga lalaki - ang kapasidad ng oxygen ng dugo; sa mga kababaihan ito ay 1-2 vol% na mas mababa, dahil mayroon silang mas kaunting Hb. Pagkatapos ng pagkasira ng mga lumang pulang selula ng dugo ay normal at bilang isang resulta mga proseso ng pathological Ang respiratory function ng hemoglobin ay humihinto din, dahil ito ay bahagyang "nawawala" sa pamamagitan ng mga bato at bahagyang phagocytosed ng mga selula ng mononuclear phagocytic system.
Ang heme ay maaaring sumailalim hindi lamang sa oxygenation, kundi pati na rin sa tunay na oksihenasyon. Sa kasong ito, ang bakal ay binago mula sa divalent hanggang sa trivalent. Ang na-oxidized na heme ay tinatawag na hematin (metheme), at ang buong polypeptide molecule sa kabuuan ay tinatawag na methemoglobin. Sa dugo ng tao, ang methemoglobin ay karaniwang nasa maliit na dami, ngunit sa kaso ng pagkalason sa ilang mga lason o sa ilalim ng impluwensya ng ilang mga gamot, halimbawa, codeine, phenacetin, ang nilalaman nito ay tumataas. Ang panganib ng naturang mga kondisyon ay nakasalalay sa katotohanan na ang oxidized hemoglobin ay humihiwalay nang napakahina (hindi naglalabas ng O 2 sa mga tisyu) at, natural, ay hindi maaaring mag-attach ng karagdagang mga molekula ng O 2, iyon ay, nawawala ang mga katangian nito bilang isang carrier ng oxygen. Ang kumbinasyon ng hemoglobin na may carbon monoxide (CO) - carboxyhemoglobin - ay mapanganib din, dahil ang affinity ng hemoglobin para sa CO ay 300 beses na mas malaki kaysa sa oxygen, at ang HbCO ay naghihiwalay ng 10,000 beses na mas mabagal kaysa sa HbO 2. Kahit na sa napakababang partial pressure ng carbon monoxide, ang hemoglobin ay na-convert sa carboxyhemoglobin: Hb + CO = HbCO. Karaniwan, ang HbCO ay nagkakahalaga lamang ng 1% kabuuang bilang Ang hemoglobin sa dugo ay mas mataas sa mga naninigarilyo: sa gabi umabot ito ng 20%. Kung ang hangin ay naglalaman ng 0.1% CO, pagkatapos ay humigit-kumulang 80% ng hemoglobin ay nagiging carboxyhemoglobin at pinapatay mula sa transportasyon ng O2. Ang panganib ng edukasyon malaking dami Ang HbCO ay naghihintay para sa mga pasahero sa mga highway.
Pagbuo ng oxyhemoglobin ay nangyayari sa mga capillary ng baga nang napakabilis. Ang oras ng kalahating saturation ng hemoglobin na may oxygen ay 0.01 s lamang (ang tagal ng pananatili ng dugo sa mga capillary ng baga ay nasa average na 0.5 s). Ang pangunahing kadahilanan na tinitiyak ang pagbuo ng oxyhemoglobin ay ang mataas na bahagyang presyon ng O 2 sa alveoli (100 mm Hg).
Ang patag na katangian ng curve ng pagbuo at dissociation ng oxyhemoglobin sa itaas na bahagi nito ay nagpapahiwatig na sa kaganapan ng isang makabuluhang pagbaba sa Po 2 sa hangin, ang nilalaman ng O 2 sa dugo ay mananatiling mataas (Larawan 3.1).
kanin. 3.1. Formation at dissociation curves ng oxyhemoglobin (Hb) at oxymyoglobin (Mb) sa pH 7.4 at t 37°C
Kaya, kahit na may pagbaba sa PO, sa arterial blood hanggang 60 mm Hg. (8.0 kPa) hemoglobin oxygen saturation ay 90% - ito ay isang napakahalagang biological na katotohanan: ang katawan ay bibigyan pa rin ng O 2 (halimbawa, kapag umakyat sa mga bundok, lumilipad sa mababang altitude - hanggang sa 3 km), i.e. mayroong isang mataas na pagiging maaasahan ng mga mekanismo para sa pagbibigay ng katawan ng oxygen.
Ang proseso ng saturation ng hemoglobin na may oxygen sa mga baga ay sumasalamin itaas na bahagi curve mula 75% hanggang 96-98%. Sa venous blood na pumapasok sa mga capillary ng baga, ang PO ay katumbas ng 40 mmHg. at umabot sa 100 mm Hg sa arterial blood, tulad ng Po 2 sa alveoli. Mayroong ilang mga pantulong na kadahilanan na nagtataguyod ng oxygenation ng dugo:
1) cleavage ng CO 2 mula sa carbhemoglobin at ang pagtanggal nito (Verigo effect);
2) pagbaba ng temperatura sa baga;
3) pagtaas sa pH ng dugo (epekto ng Bohr).
Dissociation ng oxyhemoglobin nangyayari sa mga capillary kapag ang dugo mula sa mga baga ay dumarating sa mga tisyu ng katawan. Sa kasong ito, ang hemoglobin ay hindi lamang nagbibigay ng O 2 sa mga tisyu, ngunit nakakabit din sa CO 2 na nabuo sa mga tisyu. Ang pangunahing kadahilanan na tinitiyak ang paghihiwalay ng oxyhemoglobin ay isang pagbaba sa Po 2, na mabilis na natupok ng mga tisyu. Ang pagbuo ng oxyhemoglobin sa mga baga at ang paghihiwalay nito sa mga tisyu ay nangyayari sa loob ng parehong itaas na seksyon ng curve (75-96% oxygen saturation ng hemoglobin). Sa intercellular fluid, ang Po 2 ay bumababa sa 5-20 mm Hg, at sa mga cell ay bumaba ito sa 1 mm Hg. at mas kaunti (kapag ang Po 2 sa cell ay naging katumbas ng 0.1 mm Hg, ang cell ay namamatay). Dahil ang isang malaking gradient ng Po 2 ay nangyayari (sa papasok na arterial blood ito ay mga 95 mm Hg), ang dissociation ng oxyhemoglobin ay nangyayari nang mabilis, at ang O 2 ay pumasa mula sa mga capillary patungo sa tissue. Ang tagal ng half-dissociation ay 0.02 s (ang oras na kinakailangan para sa bawat pulang selula ng dugo na dumaan sa mga capillary malaking bilog tungkol sa 2.5 s), na sapat para sa pag-aalis ng O 2 (isang malaking halaga ng oras).
Bilang karagdagan sa pangunahing kadahilanan (Po 2 gradient), mayroong isang bilang ng mga pantulong na kadahilanan na nag-aambag sa paghihiwalay ng oxyhemoglobin sa mga tisyu. Kabilang dito ang:
1) akumulasyon ng CO 2 sa mga tisyu;
2) acidification ng kapaligiran;
3) pagtaas ng temperatura.
Kaya, ang pagtaas ng metabolismo ng anumang tissue ay humahantong sa pinabuting dissociation ng oxyhemoglobin. Bilang karagdagan, ang dissociation ng oxyhemoglobin ay pinadali ng 2,3-diphosphoglycerate, isang intermediate na produkto na nabuo sa mga erythrocytes sa panahon ng pagkasira ng glucose. Sa panahon ng hypoxia, higit pa sa mga ito ay nabuo, na nagpapabuti sa dissociation ng oxyhemoglobin at ang pagkakaloob ng oxygen sa mga tisyu ng katawan. Pinapabilis din ng ATP ang dissociation ng oxyhemoglobin, ngunit sa isang mas maliit na lawak, dahil ang mga erythrocyte ay naglalaman ng 4-5 beses na mas 2,3-diphosphoglycerate kaysa sa ATP.
Myoglobin nagdaragdag din ng O 2. Sa pagkakasunud-sunod ng amino acid at tertiary na istraktura, ang molekula ng myoglobin ay halos kapareho sa indibidwal na subunit ng molekula ng hemoglobin. Gayunpaman, ang mga molekula ng myoglobin ay hindi nagsasama-sama upang bumuo ng isang tetramer, na tila nagpapaliwanag functional na mga tampok O 2 na nagbubuklod. Ang affinity ng myoglobin para sa O 2 ay mas malaki kaysa sa hemoglobin: nasa boltahe na ng Po 2 3-4 mm Hg. 50% ng myoglobin ay puspos ng oxygen, at sa 40 mm Hg. ang saturation ay umabot sa 95%. Gayunpaman, ang myoglobin ay mas mahirap maglabas ng oxygen. Ito ay isang uri ng reserbang O 2, na bumubuo ng 14% ng kabuuang halaga ng O 2 na nakapaloob sa katawan. Ang Oxymyoglobin ay nagsisimulang maglabas ng oxygen pagkatapos lamang bumaba ang bahagyang presyon ng O 2 sa ibaba 15 mm Hg. Dahil dito, ito ay gumaganap ng papel ng isang oxygen depot sa resting na kalamnan at naglalabas lamang ng O 2 kapag ang mga reserba ng oxyhemoglobin ay naubos, lalo na, sa panahon ng pag-urong ng kalamnan, ang daloy ng dugo sa mga capillary ay maaaring huminto bilang isang resulta ng kanilang compression; sa panahong ito, ginagamit ng mga kalamnan ang oxygen na nakaimbak sa panahon ng pagpapahinga. Ito ay lalong mahalaga para sa kalamnan ng puso, na ang pinagmumulan ng enerhiya ay pangunahing aerobic oxidation. Sa ilalim ng mga kondisyon ng hypoxic, tumataas ang nilalaman ng myoglobin. Ang affinity ng myoglobin para sa CO ay mas mababa kaysa sa hemoglobin.
Oxygen. Ang oxygen ay dinadala sa dissolved form o kasama ng hemoglobin ng mga erythrocytes. Dahil ang 1 g ng hemoglobin ay may kakayahang magbigkis ng 1.39 ml ng oxygen, ang kapasidad ng oxygen ng dugo na may normal na nilalaman ng hemoglobin (15 g%) ay humigit-kumulang 200 ml ng oxygen bawat litro ng dugo (tingnan ang Appendix 1). Ang kakayahang magdala ng oxygen ay nakasalalay sa pag-igting nito sa dugo (Larawan 11). Sa pO 2 mga 700 ml Hg. Art. Ang hemoglobin ay ganap na puspos ng oxygen. Sa karaniwang antas ng alveolar o arterial pO 2 (sa loob ng saklaw ng pagbabagu-bago mula 90 hanggang 100 mm Hg), ito ay puspos ng 95-98%.
kanin. 11. O 2 dissociation curve at supply ng oxygen.
Ang sukat ng "saturation" ay batay sa ratio ng nilalaman/kapasidad X100. Ang sukat ng "nilalaman" ay kumakatawan sa nilalaman ng oxygen (sa mililitro bawat litro ng dugo) na ipinapalagay ang isang normal na konsentrasyon ng hemoglobin (15 g%) Ang sukat ng "supply" ay nagpapahiwatig ng dami ng oxygen sa arterial system, inihatid kada minuto, sa pag-aakalang ang cardiac output na 5 l/min. Kapag pinagsama-sama ang sukat na "magagamit para sa pagkonsumo", nagpatuloy kami mula sa katotohanan na maraming mahahalagang tisyu at organo ang hindi nakakakuha ng huling 20% ng oxygen mula sa hemoglobin, dahil ang kanilang mahahalagang aktibidad ay huminto kapag ang capillary pO 2 ay mas mababa sa 15-20 mm. Hg. Art.
Dapat pansinin na sa mababang arterial blood pO2 halaga, na tumutugma sa matarik na bahagi ng curve, ang isang bahagyang pagtaas sa boltahe (sabihin, mula 25 hanggang 40 mm Hg) ay nagdudulot ng isang makabuluhang pagtaas sa saturation (40-70%) at matalim na pagtaas magagamit para sa pagkonsumo ng oxygen (200-500 ml/min):
1 - magagamit para sa pagkonsumo (ml/min); 2 - supply (ml/min); 3 - nilalaman (ml/l); 4 - saturation (%).
Gayunpaman, kung ang pO 2 ay bumaba sa ibaba 60 mm Hg. Art. (90% saturation), ang saturation ng hemoglobin ay bumababa nang husto. Sa kasong ito, ang mga pagbabago sa dami ng nilalaman ng oxygen na naaayon sa ilang mga pagbabago sa pO 2 ay tumataas nang husto.
Sa isang malusog na tao, ang dugo ay halos ganap na puspos ng oxygen sa mga baga, at ang antas ng oxygenation ng arterial blood ay bumaba sa talampas ng dissociation curve. Ang pO 2 ng venous blood at extracellular tissue fluid ay humigit-kumulang 40 mm Hg. Art., at ang dugo ay mabilis na nagbibigay ng malaking dami ng oxygen, dahil ang tensyon nito ay bumabagsak na ngayon sa matarik na pagbaba ng bahagi ng dissociation curve.
Ang ilang mga tisyu, tulad ng mga kalamnan, ay may kakayahang kunin ang lahat ng oxygen mula sa dugo. Ang iba, lalo na ang utak, ay hindi makakakuha ng oxygen mula sa dugo kung ang pO 2 ay mas mababa sa 15-20 mmHg. Art.
Available ang oxygen para sa pagkonsumo (tingnan ang Fig. 11). Sa pamamahinga, na may normal na cardiac output na 5 l/min at may halos 100% oxygen saturation, ang oxygen ay umaabot sa mga tisyu sa pamamagitan ng aorta sa dami ng 1000 ml/min. Ngunit ang pagkonsumo ng 200 ML ng mga ito ay pinipigilan ng katotohanan na sa kasong ito ang pO 2 ay bababa sa ibaba ng antas kung saan ang mga organo, tulad ng utak, ay nagagawa pa ring mapanatili ang kanilang mahahalagang pag-andar. Samakatuwid, 1000-200 = 800 ml/min lamang ang magagamit para sa pagkonsumo ng oxygen ng mga tisyu. Ang halagang ito ay humigit-kumulang 4 na beses na mas mataas kaysa sa paggamit ng oxygen sa pahinga. Kung ang arterial saturation ay bumaba sa 40%, ang dami ng oxygen na dinadala sa pamamagitan ng aorta sa isang cardiac output na 5 L/min ay bumababa sa 460 ml. Ngayon ang oxygen na magagamit para sa pagkonsumo ay magiging 400-200 = 200 ml/min. Sa kasong ito, ang supply ay eksaktong tumutugma sa pangangailangan. Kapag ang saturation ng arterial blood ay mas mababa sa 40%, ang pangangailangan ng tissue oxygen ay maaari lamang matugunan sa pamamagitan ng pagtaas ng cardiac output, at pagkatapos ng higit pa matagal na panahon- sa pamamagitan ng pagtaas ng konsentrasyon ng hemoglobin.
Ang dami ng oxygen na magagamit para sa pagkonsumo ay bumababa rin sa pagbaba ng cardiac output, anemia, o pagbabago sa oxygen dissociation curve dahil sa mga pagbabago sa temperatura, pH, o pCO 2 (tingnan ang Fig. 20). Dahil ang pagbaba sa nilalaman ng oxygen ay nasa maraming mga sitwasyon na binabayaran ng isang pagtaas sa cardiac output, ang kumbinasyon ng pagbaba sa parehong mga halaga ay lalong mapanganib. Samakatuwid, napakahalaga na isaalang-alang ang lahat ng mga isyung ito kapag sinusuri ang kalagayan ng mga pasyente na may kabiguan sa paghinga.
Carbon dioxide. Ang carbon dioxide ay dinadala sa dugo sa tatlong pangunahing anyo: natunaw, sa anyo ng bikarbonate, at kasama ng mga protina (pangunahin ang hemoglobin) sa anyo ng mga carbamic compound (Talahanayan 1).
Ang carbon dioxide ay nagkakalat mula sa mga selula ng tisyu patungo sa plasma, at pagkatapos ay sa mga erythrocytes, kung saan ang carbonic acid ay nabuo sa ilalim ng impluwensya ng carbonic anhydrase:
CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 .
Ang carbonic acid ay naghihiwalay sa isang H+ ion at isang HCO 3 - ion. Dahil sa mga buffering properties ng hemoglobin, ito ay nagbubuklod sa karamihan ng mga H+ ions, at ang katumbas na halaga ng HCO 3 - ions ay nagkakalat sa plasma. Upang maibalik ang ionic equilibrium, ang mga Cl-ion ay lumilipat mula sa plasma patungo sa mga pulang selula ng dugo. Dahil ang pinababang hemoglobin ay isang mas malakas na base (at samakatuwid ay mas madaling magbigkis ng mga H+ ions) kaysa sa oxyhemoglobin, ang pagbabawas ng hemoglobin na nangyayari sa mga tisyu ay nagpapataas ng halaga ng H 2 CO 3 na maaaring dalhin sa parehong halaga ng pCO 2. Ang pinababang hemoglobin ay mayroon ding mas malaking kakayahan na bumuo ng mga carbamine compound kaysa sa oxyhemoglobin. Samakatuwid, sa pamamagitan ng pagbibigay ng oxygen, ang hemoglobin ay nagdadala ng mas maraming carbon dioxide sa form na ito.
Ang lahat ng mga prosesong ito ay nangyayari sa mga pulmonary capillaries sa reverse order.
Ang mahalagang papel na ginagampanan ng mga pulang selula ng dugo sa transportasyon ng carbon dioxide ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkakaiba sa slope ng buffer line log pCO 2 sa pH para sa plasma at dugo (tingnan ang Kabanata 19).
Isaalang-alang natin ang dalawa pang tampok ng paglipat ng carbon dioxide, na makikita sa CO 2 dissociation curve na ipinapakita sa Fig. 9. Una, ang CO 2 dissociation curve ay mas matarik kaysa sa oxygen curve. Sa madaling salita, nangangahulugan ito na para sa isang naibigay na pagbabago sa bahagyang presyon, ang mga quantitative shift sa CO 2 ay mas malinaw.
Ito ay bahagyang dahil sa napag-usapan nang tumaas na kakayahan ng pinababang hemoglobin na magbigkis ng carbon dioxide. Pangalawa, ang CO 2 dissociation curve sa rehiyon na tumutugma sa normal na komposisyon ng arterial blood ay may pare-parehong slope, na tumutukoy sa kakayahang mabayaran ang hypoventilation ng ilang bahagi ng baga sa pamamagitan ng hyperventilation ng iba (tingnan ang pahina 41).
Sa kabaligtaran, ang oxygen dissociation curve sa puntong ito ay may hugis ng isang talampas. Samakatuwid, ang katulad na kompensasyon ng oxygenation ay halos imposible.
Ang isang relasyon ay naitatag sa pagitan ng antas ng bikarbonate at pCO 2 ng arterial blood. Gayunpaman, ang mga pagbabago sa konsentrasyon ng bikarbonate na nangyayari habang acidosis sa paghinga o alkalosis, ay medyo maliit kumpara sa mga pagbabagong nagaganap sa mga metabolic disorder balanse ng acid-base. Karaniwan, mayroong labis na pagsipsip o paggawa ng mga H+ ions, na humigit-kumulang 50 mEq bawat araw. Karamihan sa mga ion na ito ay nagmula sa sulfuric at phosphoric acid, na nabuo sa panahon ng pagkasira ng mga protina at iba pang kumplikadong compound.
Ang mga sobrang H+ ions ay kadalasang inilalabas sa ihi. Kahit na ang halaga ng acid na ito ay napakaliit kumpara sa 15,000 mEq ng carbon dioxide na inalis bawat araw ng mga baga, ang papel ng acid na ito ay napakahalaga, dahil ang paglitaw nito ay nauugnay sa pagpapanatili o paglabas ng bikarbonate ng mga bato, na tumutukoy sa ang metabolic component ng balanse ng acid-base.
Upang buod, dapat tandaan na ang konsentrasyon ng dissolved carbon dioxide sa mga tisyu ay kinokontrol ng ratio ng CO 2 na nabuo bilang resulta ng mga metabolic na proseso at ang dami ng daloy ng dugo na naghuhugas nito. Sa buong organismo, ito ay tinutukoy ng kabuuang produksyon ng carbon dioxide at ang pag-aalis nito sa pamamagitan ng mga baga. Sa kabilang banda, ang konsentrasyon ng bikarbonate ay pangunahing kinokontrol ng mga bato.
Tiningnan namin nang detalyado kung paano pumapasok ang hangin sa mga baga. Ngayon tingnan natin kung ano ang susunod na mangyayari sa kanya.
Daluyan ng dugo sa katawan
Nanirahan kami sa katotohanan na ang oxygen sa hangin sa atmospera ay pumapasok sa alveoli, mula sa kung saan, sa pamamagitan ng kanilang manipis na dingding, sa pamamagitan ng pagsasabog ay pumasa ito sa mga capillary, na nakakabit sa alveoli sa isang siksik na network. Kumokonekta ang mga capillary pulmonary veins, na nagdadala ng oxygenated na dugo sa puso, o sa halip sa kaliwang atrium nito. Ang puso ay gumagana tulad ng isang pump, pumping dugo sa buong katawan. Mula sa kaliwang atrium, ang oxygenated na dugo ay mapupunta sa kaliwang ventricle, at mula doon ito ay maglalakbay sa systemic na sirkulasyon, sa mga organo at tisyu. Ipinagpalit sa mga capillary ng katawan na may mga tisyu sustansya, nang ibigay ang oxygen at inalis ang carbon dioxide, ang dugo ay nangongolekta sa mga ugat at pumapasok sa kanang atrium puso, at ang sistematikong sirkulasyon ay sarado. Ang isang maliit na bilog ay nagsisimula mula doon.
Ang maliit na bilog ay nagsisimula sa kanang ventricle, mula sa kung saan pulmonary artery nagdadala ng dugo upang "sisingilin" ng oxygen sa mga baga, sumasanga at sumasalubong sa alveoli network ng maliliit na ugat. Mula dito muli - kasama ang pulmonary veins hanggang kaliwang atrium at iba pa ad infinitum. Upang isipin ang pagiging epektibo ng prosesong ito, isipin na ang oras para sa kumpletong sirkulasyon ng dugo ay 20-23 segundo lamang. Sa panahong ito, ang dami ng dugo ay namamahala upang ganap na "mag-circulate" sa parehong systemic at pulmonary circulation.
Upang mababad ang isang aktibong pagbabago sa kapaligiran tulad ng dugo na may oxygen, ang mga sumusunod na kadahilanan ay dapat isaalang-alang:
Ang dami ng oxygen at carbon dioxide sa inhaled air (air composition)
Ang bisa ng alveolar ventilation (ang contact area kung saan ang mga gas ay nagpapalitan sa pagitan ng dugo at hangin)
Efficiency ng alveolar gas exchange (efficiency ng substances and structures that ensure blood contact and gas exchange)
Komposisyon ng inhaled, exhaled at alveolar air
Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang isang tao ay humihinga ng hangin sa atmospera na may medyo pare-parehong komposisyon. Palaging may mas kaunting oxygen at mas maraming carbon dioxide sa ibinubuga na hangin. Ang hangin sa alveolar ay naglalaman ng pinakamababang oxygen at pinakamaraming carbon dioxide. Ang pagkakaiba sa komposisyon ng alveolar at exhaled air ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang huli ay pinaghalong dead space air at alveolar air.
Ang hangin sa alveolar ay ang panloob na kapaligiran ng gas ng katawan. Depende ito sa komposisyon nito komposisyon ng gas arterial na dugo. Ang mga mekanismo ng regulasyon ay nagpapanatili ng katatagan ng komposisyon ng hangin ng alveolar, na sa panahon ng tahimik na paghinga ay kaunti lamang ang nakasalalay sa mga yugto ng paglanghap at pagbuga. Halimbawa, ang nilalaman ng CO2 sa dulo ng paglanghap ay 0.2-0.3% na mas mababa kaysa sa pagtatapos ng pagbuga, dahil sa bawat paglanghap ay 1/7 lamang ng alveolar air ang na-renew.
Bilang karagdagan, ang pagpapalitan ng gas sa mga baga ay nangyayari nang tuluy-tuloy, anuman ang mga yugto ng inspirasyon o pagbuga, na tumutulong upang mapantayan ang komposisyon ng hangin sa alveolar. Sa malalim na paghinga, dahil sa pagtaas ng rate ng bentilasyon ng mga baga, ang pag-asa ng komposisyon ng alveolar air sa paglanghap at pagbuga ay tumataas. Dapat alalahanin na ang konsentrasyon ng mga gas "sa axis" ng daloy ng hangin at sa "panig" nito ay magkakaiba din: ang paggalaw ng hangin "sa kahabaan ng axis" ay magiging mas mabilis at ang komposisyon ay magiging mas malapit sa komposisyon ng hangin sa atmospera. Sa lugar ng tuktok ng mga baga, ang alveoli ay hindi gaanong maaliwalas kaysa sa mas mababang bahagi ng mga baga na katabi ng diaphragm.
Alveolar na bentilasyon
Ang pagpapalitan ng gas sa pagitan ng hangin at dugo ay nangyayari sa alveoli. Ang lahat ng iba pang bahagi ng baga ay nagsisilbi lamang upang maghatid ng hangin sa lugar na ito. Samakatuwid, hindi ang kabuuang dami ng bentilasyon ng mga baga ang mahalaga, ngunit ang dami ng bentilasyon ng alveoli. Ito ay mas mababa kaysa sa bentilasyon ng baga sa pamamagitan ng dami ng dead space na bentilasyon. Kaya, na may isang minutong dami ng paghinga na katumbas ng 8000 ml at isang rate ng paghinga na 16 bawat minuto, ang dead space ventilation ay magiging 150 ml x 16 = 2400 ml. Ang bentilasyon ng alveoli ay magiging katumbas ng 8000 ml - 2400 ml = 5600 ml. Sa parehong minutong dami ng paghinga na 8000 ml at isang respiratory rate na 32 bawat minuto, ang dead space na bentilasyon ay magiging 150 ml x 32 = 4800 ml, at alveolar ventilation 8000 ml - 4800 ml = 3200 ml, i.e. magiging kalahati ng mas marami kaysa sa unang kaso. ito ay nagpapahiwatig unang praktikal na konklusyon, ang bisa ng alveolar ventilation ay depende sa lalim at dalas ng paghinga.
Ang dami ng bentilasyon ng mga baga ay kinokontrol ng katawan sa paraang matiyak ang isang pare-parehong komposisyon ng gas ng hangin sa alveolar. Kaya, sa isang pagtaas sa konsentrasyon ng carbon dioxide sa alveolar air, ang minutong dami ng paghinga ay tumataas, at sa isang pagbaba, ito ay bumababa. Gayunpaman, ang mga mekanismo ng regulasyon ng prosesong ito ay hindi matatagpuan sa alveoli. Ang lalim at dalas ng paghinga ay nababagay sentro ng paghinga batay sa impormasyon tungkol sa dami ng oxygen at carbon dioxide sa dugo.
Pagpapalitan ng mga gas sa alveoli
Ang palitan ng gas sa baga ay nangyayari bilang resulta ng diffusion ng oxygen mula sa alveolar air papunta sa dugo (mga 500 liters bawat araw) at carbon dioxide mula sa dugo papunta sa alveolar air (mga 430 liters bawat araw). Ang pagsasabog ay nangyayari dahil sa pagkakaiba sa presyon ng mga gas na ito sa alveolar air at sa dugo.
Ang pagsasabog ay ang magkaparehong pagtagos ng pakikipag-ugnay sa mga sangkap sa bawat isa dahil sa thermal na paggalaw ng mga particle ng sangkap. Ang pagsasabog ay nangyayari sa direksyon ng pagbawas ng konsentrasyon ng isang sangkap at humahantong sa isang pare-parehong pamamahagi ng sangkap sa buong volume na sinasakop nito. Kaya, ang isang pinababang konsentrasyon ng oxygen sa dugo ay humahantong sa pagtagos nito sa pamamagitan ng lamad ng air-blood (aerohematic) barrier, ang labis na konsentrasyon ng carbon dioxide sa dugo ay humahantong sa paglabas nito sa alveolar air. Anatomically, ang air-blood barrier ay kinakatawan ng pulmonary membrane, na, naman, ay binubuo ng mga capillary endothelial cells, dalawang pangunahing lamad, isang flat alveolar epithelium, surfactant layer. Ang kapal ng pulmonary membrane ay 0.4-1.5 microns lamang.
Ang surfactant ay isang surfactant na nagpapadali sa pagsasabog ng mga gas. Ang paglabag sa surfactant synthesis ng pulmonary epithelial cells ay ginagawang halos imposible ang proseso ng paghinga dahil sa isang matalim na pagbagal sa antas ng pagsasabog ng gas.
Ang oxygen na pumapasok sa dugo at carbon dioxide na dinala ng dugo ay maaaring natunaw o nakagapos ng kemikal. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang kaunting halaga ng mga gas na ito ay dinadala sa isang libre (natunaw) na estado na maaari silang ligtas na mapabayaan kapag tinatasa ang mga pangangailangan ng katawan. Para sa pagiging simple, ipagpalagay namin na ang pangunahing dami ng oxygen at carbon dioxide ay dinadala sa isang nakatali na estado.
Transportasyon ng oxygen
Ang oxygen ay dinadala sa anyo ng oxyhemoglobin. Ang Oxyhemoglobin ay isang complex ng hemoglobin at molecular oxygen.
Ang Hemoglobin ay matatagpuan sa mga pulang selula ng dugo - pulang selula ng dugo. Sa ilalim ng mikroskopyo, ang mga pulang selula ng dugo ay nagmumukhang isang bahagyang patag na donut. Ang hindi pangkaraniwang hugis na ito ay nagbibigay-daan sa mga pulang selula ng dugo na makipag-ugnayan sa nakapalibot na dugo sa isang mas malaking lugar kaysa sa mga spherical na selula (ng mga katawan na may pantay na volume, ang isang bola ay may pinakamababang lugar). At bilang karagdagan, ang pulang selula ng dugo ay may kakayahang kulot sa isang tubo, pumipiga sa isang makitid na capillary at maabot ang pinakamalayo na sulok ng katawan.
0.3 ml lamang ng oxygen ang natutunaw sa 100 ml ng dugo sa temperatura ng katawan. Ang oxygen, na natutunaw sa plasma ng dugo ng mga capillary ng sirkulasyon ng baga, ay nagkakalat sa mga pulang selula ng dugo at agad na nakagapos ng hemoglobin, na bumubuo ng oxyhemoglobin, kung saan ang oxygen ay 190 ml / l. Ang rate ng oxygen binding ay mataas - ang absorption time ng diffused oxygen ay sinusukat sa thousandths ng isang segundo. Sa mga capillary ng alveoli na may naaangkop na bentilasyon at suplay ng dugo, halos lahat ng hemoglobin ng papasok na dugo ay na-convert sa oxyhemoglobin. Ngunit ang mismong rate ng diffusion ng mga gas na "pabalik-balik" ay mas mabagal kaysa sa rate ng pagbubuklod ng mga gas.
ito ay nagpapahiwatig pangalawang praktikal na konklusyon: para matagumpay na magpatuloy ang palitan ng gas, ang hangin ay dapat na "makatanggap ng mga paghinto", kung saan ang konsentrasyon ng mga gas sa alveolar na hangin at umaagos na dugo ay namamahala upang magkapantay, iyon ay, dapat mayroong isang pause sa pagitan ng paglanghap at pagbuga.
Ang conversion ng nabawasang (oxygen-free) hemoglobin (deoxyhemoglobin) sa oxidized (oxygen-containing) hemoglobin (oxyhemoglobin) ay depende sa dissolved oxygen na nilalaman sa likidong bahagi ng plasma ng dugo. Bukod dito, ang mga mekanismo para sa asimilasyon ng dissolved oxygen ay napaka-epektibo.
Halimbawa, ang pagtaas sa taas na 2 km sa ibabaw ng antas ng dagat ay sinamahan ng pagbaba presyon ng atmospera mula 760 hanggang 600 mm Hg. Art., Bahagyang presyon ng oxygen sa alveolar air mula 105 hanggang 70 mm Hg. Art., At ang nilalaman ng oxyhemoglobin ay bumababa lamang ng 3%. At, sa kabila ng pagbaba ng presyon sa atmospera, ang mga tisyu ay patuloy na matagumpay na nabibigyan ng oxygen.
Sa mga tisyu na nangangailangan ng maraming oxygen para sa normal na paggana (mga gumaganang kalamnan, atay, bato, glandular tissues), ang oxyhemoglobin ay "nagbibigay" ng oxygen nang napakaaktibo, minsan halos ganap. Sa mga tisyu kung saan mababa ang intensity ng mga proseso ng oxidative (halimbawa, sa adipose tissue), karamihan ng ang oxyhemoglobin ay hindi "nagbibigay" ng molekular na antas ng oxygen
mababa ang oxyhemoglobin dissociation. Ang paglipat ng mga tisyu mula sa isang estado ng pahinga sa isang aktibong estado (pag-urong ng kalamnan, pagtatago ng glandula) ay awtomatikong lumilikha ng mga kondisyon para sa pagtaas ng dissociation ng oxyhemoglobin at pagtaas ng supply ng oxygen sa mga tisyu.
Ang kakayahan ng hemoglobin na "hawakan" ang oxygen (ang affinity ng hemoglobin para sa oxygen) ay bumababa sa pagtaas ng mga konsentrasyon ng carbon dioxide (Bohr effect) at hydrogen ions. Ang pagtaas ng temperatura ay may katulad na epekto sa dissociation ng oxyhemoglobin.
Mula dito nagiging madaling maunawaan kung paano magkakaugnay at balanse ang mga natural na proseso sa bawat isa. Ang mga pagbabago sa kakayahan ng oxyhemoglobin na mapanatili ang oxygen ay napakahalaga para matiyak ang supply ng oxygen sa mga tisyu. Sa mga tisyu kung saan ang mga proseso ng metabolic ay nangyayari nang masinsinan, ang konsentrasyon ng carbon dioxide at hydrogen ions ay tumataas, at ang temperatura ay tumataas. Pinapabilis at pinapadali nito ang pagpapalabas ng oxygen ng hemoglobin at pinapadali ang kurso ng mga metabolic na proseso.
Sa mga hibla mga kalamnan ng kalansay naglalaman ng myoglobin, na katulad ng hemoglobin. Ito ay may napakataas na affinity para sa oxygen. Ang pagkakaroon ng "grabbed" ng isang molekula ng oxygen, hindi na nito ilalabas ito sa dugo.
Ang dami ng oxygen sa dugo
Ang pinakamataas na dami ng oxygen na maaaring itali ng dugo kapag ang hemoglobin ay ganap na puspos ng oxygen ay tinatawag na kapasidad ng oxygen ng dugo. Ang kapasidad ng oxygen ng dugo ay nakasalalay sa nilalaman ng hemoglobin dito.
Sa arterial blood, ang nilalaman ng oxygen ay bahagyang (3-4%) na mas mababa kaysa sa kapasidad ng oxygen ng dugo. Sa normal na kondisyon, ang 1 litro ng arterial blood ay naglalaman ng 180-200 ML ng oxygen. Kahit na sa mga kaso kung saan, sa ilalim ng mga eksperimentong kondisyon, ang isang tao ay humihinga ng purong oxygen, ang halaga nito sa arterial blood ay halos tumutugma sa kapasidad ng oxygen. Kung ikukumpara sa paghinga sa hangin sa atmospera, ang dami ng oxygen na inilipat ay bahagyang tumataas (sa pamamagitan ng 3-4%).
Ang venous blood sa pamamahinga ay naglalaman ng mga 120 ml/l ng oxygen. Kaya, habang dumadaloy ang dugo sa mga tissue capillaries, hindi nito ibinibigay ang lahat ng oxygen nito.
Ang bahagi ng oxygen na hinihigop ng mga tisyu mula sa arterial blood ay tinatawag na oxygen utilization coefficient. Upang kalkulahin ito, hatiin ang pagkakaiba sa nilalaman ng oxygen sa arterial at venous na dugo sa nilalaman ng oxygen sa arterial na dugo at i-multiply ng 100.
Halimbawa:
(200-120): 200 x 100 = 40%.
Sa pamamahinga, ang rate ng paggamit ng oxygen ng katawan ay mula 30 hanggang 40%. Sa matinding muscular work, tumataas ito sa 50-60%.
Transportasyon ng carbon dioxide
Ang carbon dioxide ay dinadala sa dugo sa tatlong anyo. Sa venous blood, mga 58 vol. ay maaaring makita. % (580 ml/l) CO2, kung saan humigit-kumulang 2.5% lamang sa dami ang nasa dissolved state. Ang ilan sa mga molekula ng CO2 ay pinagsama sa hemoglobin sa mga pulang selula ng dugo, na bumubuo ng carbohemoglobin (humigit-kumulang 4.5 vol.%). Ang natitirang halaga ng CO2 ay chemically bound at nakapaloob sa anyo ng mga carbonic acid salts (humigit-kumulang 51 vol.%).
Ang carbon dioxide ay isa sa mga pinakakaraniwang produkto mga reaksiyong kemikal metabolismo. Ito ay patuloy na nabuo sa mga buhay na selula at mula doon ay nagkakalat sa dugo ng mga capillaries ng tissue. Sa mga pulang selula ng dugo ito ay pinagsama sa tubig at bumubuo ng carbonic acid (C02 + H20 = H2C03).
Ang prosesong ito ay na-catalyzed (pinabilis ng dalawampung libong beses) ng enzyme carbonic anhydrase. Ang carbonic anhydrase ay matatagpuan sa mga erythrocytes; hindi ito matatagpuan sa plasma ng dugo. Kaya, ang proseso ng pagsasama-sama ng carbon dioxide sa tubig ay nangyayari halos eksklusibo sa mga pulang selula ng dugo. Ngunit ito ay isang nababaligtad na proseso na maaaring magbago ng direksyon nito. Depende sa konsentrasyon ng carbon dioxide, ang carbonic anhydrase ay pinapagana ang pagbuo ng carbonic acid at ang pagkasira nito sa carbon dioxide at tubig (sa mga capillary ng baga).
Salamat sa mga prosesong ito na nagbubuklod, mababa ang konsentrasyon ng CO2 sa mga erythrocytes. Samakatuwid, parami nang parami ang mga bagong halaga ng CO2 na patuloy na kumakalat sa mga pulang selula ng dugo. Ang akumulasyon ng mga ions sa loob ng erythrocytes ay sinamahan ng pagtaas sa kanilang osmotic pressure, bilang isang resulta, ang dami ng tubig sa panloob na kapaligiran ng mga pulang selula ng dugo ay tumataas. Samakatuwid, ang dami ng mga pulang selula ng dugo sa mga capillary ng systemic na sirkulasyon ay bahagyang tumataas.
Ang Hemoglobin ay may higit na kaugnayan sa oxygen kaysa sa carbon dioxide, samakatuwid, sa ilalim ng mga kondisyon ng pagtaas ng bahagyang presyon ng oxygen, ang carbohemoglobin ay unang binago sa deoxyhemoglobin at pagkatapos ay sa oxyhemoglobin.
Bilang karagdagan, kapag ang oxyhemoglobin ay na-convert sa hemoglobin, ang kakayahan ng dugo na magbigkis ng carbon dioxide ay tumataas. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na Haldane effect. Ang hemoglobin ay nagsisilbing pinagmumulan ng mga potassium cations (K+), na kinakailangan para sa pagbubuklod ng carbonic acid sa anyo ng mga carbon dioxide salts - bicarbonates.
Kaya, sa mga pulang selula ng dugo ng mga capillary ng tissue, isang karagdagang halaga ng potassium bikarbonate ay nabuo, pati na rin ang carbohemoglobin. Sa form na ito, ang carbon dioxide ay inililipat sa mga baga.
Sa mga capillary ng sirkulasyon ng baga, bumababa ang konsentrasyon ng carbon dioxide. Ang CO2 ay nahati mula sa carbohemoglobin. Kasabay nito, nabuo ang oxyhemoglobin at tumataas ang dissociation nito. Inililipat ng oxyhemoglobin ang potassium mula sa bicarbonates. Ang carbonic acid sa erythrocytes (sa pagkakaroon ng carbonic anhydrase) ay mabilis na nabubulok sa H20 at CO2. Kumpleto na ang bilog.
May isa pang tala na dapat gawin. Ang carbon monoxide (CO) ay may higit na kaugnayan sa hemoglobin kaysa sa carbon dioxide (CO2) at kaysa sa oxygen. Ito ang dahilan kung bakit ang pagkalason sa carbon monoxide ay napakapanganib: sa pamamagitan ng pagbuo ng isang matatag na bono sa hemoglobin, hinaharangan ng carbon monoxide ang posibilidad ng normal na transportasyon ng gas at aktwal na "na-suffocate" ang katawan. Ang mga residente ng malalaking lungsod ay patuloy na humihinga nadagdagan ang mga konsentrasyon carbon monoxide. Ito ay humahantong sa katotohanan na kahit na ang isang sapat na bilang ng mga ganap na pulang selula ng dugo sa ilalim ng mga kondisyon ng normal na sirkulasyon ng dugo ay hindi magawa ang mga function ng transportasyon. Samakatuwid, ang pagkahimatay at pag-atake sa puso ay medyo malusog na tao sa mga traffic jam.
- < Bumalik
Depende sa mga transported substance, maraming pangunahing pag-andar ng dugo ay nakikilala: respiratory, nutritional, excretory, regulatory, homeostatic, protective at thermoregulatory. Ang respiratory function ng dugo ay binubuo ng paghahatid ng oxygen mula sa mga baga patungo sa mga tisyu at ang carbon dioxide na natanggap mula sa kanila patungo sa mga baga. Ang transportasyon ng oxygen ay isinasagawa dahil sa pagkakaroon ng hemoglobin (Hb) sa dugo, ang pagkakaiba sa bahagyang presyon ng mga gas sa yugto ng kanilang transportasyon at ilang iba pang mga kadahilanan. Nasa ibaba ang komposisyon ng inhaled, alveolar at exhaled na hangin (Talahanayan 1), pati na rin ang bahagyang presyon ng mga gas sa iba't ibang yugto ng transportasyon (Talahanayan 2).
Talahanayan 1. Komposisyon ng inhaled, alveolar at exhaled air (pagkatapos ng White et al., 1981)
Talahanayan 2. Bahagyang presyon mga gas sa paghinga sa iba't ibang lugar ng kanilang transportasyon sa mga malulusog na tao sa pamamahinga (Siggaard-Andersen, I960)
Karaniwan, ang pagkonsumo ng oxygen at pangangailangan ng tissue para dito ay katumbas. Sa mga kritikal na kondisyon, ang pangangailangan para sa oxygen (metabolic demand) ay maaaring lumampas sa pagkonsumo nito, na sinamahan ng pag-unlad ng tissue hypoxia. Sa pamamahinga, ang katawan ay kumonsumo ng humigit-kumulang 250 ML ng oxygen sa isang minuto. Na may makabuluhan pisikal na Aktibidad ang halagang ito ay maaaring tumaas sa 2500 ml/min.
Pag-andar ng paghinga ng dugo: transportasyon ng oxygen
Ang oxygen sa dugo ay nasa dalawang anyo: pisikal na natunaw sa plasma at chemically bound sa hemoglobin (Hb). Upang matukoy ang klinikal na kahalagahan ng bawat isa sa dalawang uri ng pagkakaroon ng oxygen, kinakailangan na magsagawa ng mga simpleng kalkulasyon.
Ang normal na cardiac output (ang dami ng dugo na inilabas ng puso sa isang minuto) ay 5 l/min; sa halagang ito, humigit-kumulang 60% (3 l) ay plasma. Oxygen solubility coefficient sa plasma ng dugo sa t = 38°C at sa presyon na 760 mm Hg. ay 0.O 2 4 ml/ml. Sa ilalim ng mga kondisyong ito, (3000 x 0.O 2 4) 72 ml ng oxygen ay maaaring matunaw sa 3 litro ng plasma. Gayunpaman, sa nagpapalipat-lipat na dugo ang bahagyang presyon ng oxygen ay mas mababa at humigit-kumulang 80-90 mm Hg, at dahil ang anumang gas ay natutunaw sa mga likido sa proporsyon sa bahagyang presyon nito, maaari itong kalkulahin na 3 litro ng plasma ng dugo na nagpapalipat-lipat sa katawan. naglalaman ng humigit-kumulang 8 ml na dissolved oxygen. Ito ay humigit-kumulang 3% ng minimum na kinakailangan ng katawan na 250 ml/min. Ang nakuhang halaga ay tumutugma sa datos na kinilala ng Cuenter S.A. (1977). Ang halagang ito (3%) ay napakaliit na maaari itong mapabayaan sa hinaharap.
Bilang karagdagan sa mga kadahilanan sa itaas, ang respiratory function ng dugo ay makabuluhang naiimpluwensyahan din ng intracellular organic phosphate - 2,3-diphosphoglycerate (2,3-DPG). Ang sangkap na ito ay direktang nabuo sa mga pulang selula ng dugo at nakakaapekto sa pagkakaugnay ng hemoglobin para sa oxygen. Ang tagapagpahiwatig na ito ay bumababa sa pagtaas ng konsentrasyon ng 2,3-DPG sa mga erythrocytes at tumataas sa pagbaba nito.
Ang pagtaas ng affinity ng Hb para sa oxygen at ang paglipat ng BDV sa kaliwa habang bumabagsak ang P 50 ay sanhi ng:
- pagbaba sa presyon ng carbon dioxide (pCO 2);
- pagbaba sa konsentrasyon ng 2,3-DPG at inorganikong pospeyt;
- pagbaba sa temperatura ng katawan;
- pagtaas ng pH;
Kasabay nito, ang pagbaba sa pH, isang pagtaas sa pCO 2, ang konsentrasyon ng 2,3-DPG at inorganic phosphate, pati na rin ang pagtaas ng temperatura at acidosis ay humantong sa isang pagbawas sa affinity ng hemoglobin para sa oxygen at isang paglipat ng ADV sa kanan na may pagtaas ng P50.
Pagkonsumo ng oxygen, bilang karagdagan sa functional na estado Ang Hb, sa isang tiyak na lawak, ay sumasalamin sa compensatory role ng hemodynamics. Taasan dami ng minuto sirkulasyon ng dugo (IOC) ay maaaring matumbasan ang kakulangan ng oxygen sa dugo.
Pag-andar ng paghinga ng dugo: transportasyon ng carbon dioxide
Ang napakaraming proporsyon ng carbon dioxide (CO 2) sa katawan ay isang produkto ng cellular metabolism. Ang pagkakaroon ng mataas na kakayahan sa pagsasabog (20 beses na mas mataas kaysa sa oxygen), ang carbon dioxide ay madaling nagkakalat sa mga capillary at dinadala sa mga baga sa anyo ng isang dissolved form, bicarbonate anion at carbamine compound. Humigit-kumulang 5% ng kabuuang halaga ng CO 2 ay nasa dissolved form.
Sa mga capillary ng systemic na sirkulasyon, ang oxyhemoglobin ay naglalabas ng oxygen sa mga tisyu at nagiging pinababang hemoglobin. Kasabay nito, ang CO 2 ay pumapasok sa mga erythrocytes, at napakabilis na nakikipag-ugnayan sa tubig sa pagkakaroon ng intracellular enzyme carbonic anhydrase, na bumubuo ng carbonic acid (CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3). Sa plasma na walang enzyme na ito, ang reaksyong ito ay nagpapatuloy nang napakabagal. Ang carbonic acid na nabuo sa loob ng cell ay naghihiwalay sa HCO 3 at H +. Ang nagreresultang hydrogen ion ay pinagsama sa pinababang hemoglobin, na bumubuo ng HHb, ay buffered at nananatili sa loob ng cell. Kaya, ang deoxygenation ng arterial blood sa peripheral tissues ay nagtataguyod ng proton binding. Ang mga anion ng HCO 3, habang nag-iipon ang mga ito, ay pumasa mula sa mga erythrocytes hanggang sa plasma, at mula sa plasma hanggang sa mga erythrocytes mayroong isang pag-agos ng mga chloride ions (paglipat ng klorido), na nagsisiguro sa elektrikal na neutralidad ng cell.
Ang form na ito ay naglalaman ng karamihan ng CO 2 sa arterial blood (mga 90%). Ang transportasyon ng carbon dioxide sa anyo ng mga carbamine compound ay isinasagawa dahil sa pakikipag-ugnayan nito sa mga terminal amino group ng mga protina ng dugo (pangunahin ang hemoglobin). Ang mga carbamine compound ay nagdadala ng halos 5% ng kabuuang halaga ng carbon dioxide sa arterial blood. Kasabay nito, sa pagkakaiba-iba ng arteriovenous sa mga konsentrasyon ng carbon dioxide, 60% ay dahil sa HCO 3, 30% sa mga carbamine compound, 10% sa natunaw na anyo ng CO 2. Ang gayong presensya ng lahat ng tatlong anyo ng pag-iral sa dugo ay lumilikha ng isang ekwilibriyo sa pagitan ng natunaw at nakagapos na mga anyo ng carbon dioxide.
Mga Pinagmulan:
1. Fedyukovich N.I. / Human anatomy and physiology // Phoenix, 2003.
2. Sumin S.A. / Mga kondisyong pang-emergency// Pharmaceutical world, 2000.
