Кислородно-транспортная функция крови

Кровь осуществляет свою кислородно-транспортную функцию благодаря наличию в ней гемоглобина, разности парциального дав­ления газов на этапе их транспортировки и ряда некоторых других факторов.

Таблица. Парциальное давление дыхательных газов на различных участках их транспортировки у здоровых людей в покое

В условиях покоя организм потребляет 250 мл О₂ в 1 мин., а при значительной физической нагрузке эта величина может возрасти до 2500 мл/мин.

Механизм доставки О₂ к тканям.

Кислород в крови находится в двух видах — физически раство­ренный в плазме и химически связанный с гемоглобином (НЬ).

Физически раство­ренный в плазме О₂ составляет всего 3% от минимальной потребности организма эта вели­чина настолько мала, что ею в дальнейшем можно пренебречь.

Единст­венным реальным переносчиком кислорода в организме может быть только гемоглобин.

При присоединении кислорода к гемоглобину последний превращает­ся в оксигемоглобин. Объем переносимого кислорода зависит, в свою очередь, от суммарного количества циркулирующего гемо­глобина и его кислородной емкости, что, в конечном итоге, оп­ределяет кислородную емкость крови — это то количество кисло­рода, которое одномоментно находится в связанном виде с НЬ в артериальной крови.

Кислородная емкость 1 г гемоглобина составляет 1,34 мл, следовательно, должная величина кислородной емкости крови будет равна НЬ • 1,34, или при НЬ, равном 150 г/л, 150 г умножаем на 1,34 мл и получа­ется, что

При условии 100% на­сыщения крови кислородом в одном литре крови будет находиться 201 мл связанного кислорода, это и есть величина кислород­ной емкости крови.

Организм в нормальных условиях утилизирует только 25% имеюще­гося в артериальной крови кислорода. Оставшиеся невостребован­ными 75% служат для обеспечения так называемого «запаса прочно­сти» организма по кислороду.

Уровень насыщения гемоглобина кислородом (sO₂) зависит не только от суммарного количества гемоглобина, но и от пар­циального давления ки­слорода в крови (рО₂), рН внутренней среды и температуры тела.

На тканевом уровне чем дальше от легких, тем рН тканей ста­новится меньше (один из компонентов закисления — накопле­ние избытка углекислого газа), а это уменьшает сродство гемо­глобина к кислороду; благодаря этому артериальная кровь лег­ко отдает его тканям на уровне системы микроциркуляции. Обратным током кровь, ставшая к этому моменту уже веноз­ной, попадает в сеть легочных капилляров, где рН значительно выше, чем в венозной сети. В результате этого сродство гемо­глобина к кислороду восстанавливается и процесс переноса ки­слорода возобновляется.

Температуры тела. Чем она выше, тем меньше будет сродство гемоглобина к кислороду и наоборот. Знание этого фактора дает объяснение одной из причин возникно­вения признаков острой дыхательной недостаточности у больных с высокой температурой. Кроме вышеуказанных факторов, на транс­портную функцию кислорода существенную роль оказывает и внут­риклеточный органический фосфат. Он непосредственно образуется в эритроцитах, находится в молекуле гемоглобина и влияет на ее сродство к кислороду. Повы­шение уровня уменьшает сродство гемоглобина к кислороду, а понижение концентрации приводит к увеличению его сродства к О_2.

При наличии легочных заболеваний, сопровож­дающихся развитием хронической гипоксии, содержание 2, 3-ДФГ повышается и, соответственно, уменьшается сродство НЬ к О₂, что вызывает улучшение снабжения тканей кислородом. При кетоацидотической коме наблюдается обратный процесс. Осложняющий ее течение декомпенсированный метаболический ацидоз нарушает об­разование 2, 3-ДФГ в эритроцитах, вследствие чего сродство гемо­глобина к кислороду возрастает и нарушаются условия его отдачи на тканевом уровне. В консервированной крови, особенно с дли­тельным сроком хранения, уровень 2, 3-ДФГ снижается, поэтому при ее переливании нарушается отдача кислорода тканям.

Заключение.

К факторам, приводящим к возрастанию сродства НЬ к О₂

· увеличение рН;

· уменьшение рСО₂;

· уменьшение концентрации 2, 3-ДФГ и неорганического фосфата;

· снижение температуры тела;

· алкалоз.

Потребление кислорода, кроме функционального состояния гемоглобина, в определенной мере отражает компенсаторную роль гемодинамики. Увеличение минутного объема кровообращения (МОК) может компенсировать недостаток кислорода в крови.

Транспорт углекислого газа (СО₂). Конечным продуктом аэроб­ного гликолиза является углекислый газ. Он образуется в клетках и реагирует с водой, в результате чего получается угольная кислота, которая, в свою очередь, диссоциирует на ионы водорода и НСО³~. Эта реакция происходит во всех водных секторах и эритроцитах. Далее углекислота диффундирует через клеточные мембраны и попадает в венозную кровь. В состоя­нии покоя за 1 мин. в тканях образуется и выделяется легкими при­мерно 180 мл СО_2. Часть углекислого газа физиче­ски растворена в плазме крови. не более 6—7% от его суммарного количества. Примерно 3—10% углекислого газа из тканей к легким транспортируется в виде карбаминовой формы.

Основное количество углекислого газа (более 80%) транспор­тируется из тканей к легким в форме бикарбоната, важнейшая роль в этом механизме принадлежит гемоглобину и его способности к процессам оксигенации и деоксигенации. Оксигенированный гемо­глобин (НЪО₂) является более сильной кислотой, чем деоксигенированный, благодаря этому обеспечивается связывание СО₂ в ткане­вых капиллярах и освобождение его в легочных.

Показатели газов крови

Для знания точного содержания газов нужно одновременно исследовать артериальную, венозную и капиллярную кровь. Однако если у больного нет существенных нарушений газообмена, о состоя­нии газов вполне адекватно можно судить по динамике их содержа­ния в «артериализированной» капиллярной крови. Для ее получе­ния необходимо предварительно согреть или хорошо в течение 5 мин. отмассировать мочку уха или палец кисти.

Исследование рО₂ и рСО₂ проводят при помощи анализаторов микрометодом Аструпа. Каждый такой прибор оборудован микро-ЭВМ, и все расчеты содержания кислорода в крови осуществляются в автоматическом режиме.

SaO₂ — насыщение кислородом артериальной крови

р_аО₂ — парциальное напряжение кислорода в артериальной крови

Примечание.

Приведенные данные касаются лиц молодого и среднего возраста. С возрастом происходит снижение рСО₂ и SaO₂

Сердце

Основные электрофизиологические характеристики сердца: воз­будимость, сократимость, проводимость, автоматизм. Функция серд­ца, как насоса, зависит от состояния эндокарда, миокарда, перикар­да, состояния клапанного механизма, ЧСС и ритма.

Основной путь выработки энергии для сердца — аэробный. Одно из важнейших свойств сердца — возбудимость, которая обусловлена периодическим изменением трансмембранного потенциала. Сумма этих изменений в виде биотоков регистрируется на ЭКГ.

Ведущий показатель адекватной работы сердца — ударный объем (УО; синоним — систолический объем, норма: 60—80 мл) и производ­ная от него величина: минутный объем сердца (МОС); равен УО • ЧСС, норма 5-6 л).

Сосуды

Привязка кровотока к органам и тканям осуществляется при помощи пяти видов кровеносных сосудов:

1. Сосуды-буферы, или артерии.

2. Сосуды-емкости, или вены.

3. Сосуды распределения (сопротивления) — это артериолы и венулы.

4. Сосуды обмена — капилляры.

5. Сосуды-шунты.

Структурной единицей системы микроциркуляции является КАПИЛЛЯРОН, состоящий из артериолы, венулы, капилляров и артерио-венозного анастомоза.

Тонус артериол в головном мозге и сердце регулируется через хеморецепторы, реагирующие на рН, р_аСО₂, а в других органах и системах еще и симпатической нервной системой.

Движущая сила обмена веществ на уровне капилляров — гид­родинамическое (ГД) и коллоидно-осмотическое давление (КОД).

Лимфатическая система обеспечивает постоянство плазмы кро­ви и межклеточной жидкости. Объем лимфы приблизительно 2 л, скорость лимфотока 0,5—1,0 мл/сек.

ПЕЧЕНЬ

Печень занимает одно из центральных мест в метаболизме ор­ганизма: регулирует энергетический баланс (вырабатывает 1/7 ко­личества энергии), водно-солевое и кислотно-щелочное состояние, свертывание крови, теплообмен и детоксикацию, образование бел­ка, конъюгацию билирубина и образование желчи. Структурной еди­ницей печени является ГЕПАТОЦИТ. Он представляет из себя об­разование, состоящее из бассейна терминальной артериолы и во­ротной венулы, терминальных желчных протоков и ветвей лимфа­тических капилляров. Гепатоциты периферических отделов печеноч­ных долек накапливают различные вещества, в т. ч. и высокоэргиче-ские соединения, участвуют в детоксикации; гепатоциты централь­ных отделов печеночных долек осуществляют метаболизм билиру­бина и экскрецию в желчные капилляры ряда веществ эндо- и экзо­генного происхождения.

ПОЧЕЧНАЯ СИСТЕМА

В системе поддержания постоянства объема и состава жидко­стей организма основным эффекторным органом является почка. Структурная единица почек — НЕФРОН. Образуя первичную мочу из плазмы крови, почки избирательно возвращают в кровоток необ­ходимые компоненты и выводят с вторичной мочой избыток воды, солей, Н+ и органические метаболиты, накопление которых вызы­вает интоксикацию. Количество и состав мочи, в отличие от других жидкостей организма, может колебаться в значительных пределах. Процесс образования мочи представляет собой несколько взаимо­связанных между собой процессов: ультрафильтрацию, реабсорбцию, секрецию и экскрецию. Продуктом ультрафильтрации является пер­вичная моча, состав которой отличается от состава плазмы крови, в основном, содержанием белка: в ультрафильтрате его в 1000 раз мень­ше, чем в плазме. На этапе реабсорбции приблизительно 99% пер­вичной мочи всасывается. Окончательный состав мочи формирует­ся благодаря секреции Н⁺ и К⁺. Фильтрационная функция почек прекращается при давлении в a. renalis, равном 80 и менее мм рт. ст. Среднесуточный объем мочи — 1,5 л, плотность — 1,014-1,021.

Кроме почек, определенную роль в выделительной функции организма играют легкие, кишечник и кожа. Через легкие за сутки с дыханием выделяется 0,4—0,6 л воды. Приблизительно столько же выделяется и через кожные покровы. При повышении температуры тела на 1ºС происходит увеличение потери воды за сутки через легкие в объеме 0,5 л и на столько же возрастает потеря через кожу. С калом за сутки выделяется 150—200 мл воды.