Перенос газов кровью

Дыхательные газы от лёгких к тканям и от тканей к лёгким переносятся кровью, циркулирующей в сердечно-сосудистой системе. Кислород, диффундирующий из лёгочных альвеол в кровь, растворяется в её жидкой части – плазме. Однако коэффициент растворимости О₂ невысок, поэтому из плазмы он быстро переходит в эритроциты, где вступает в химическую связь с гемоглобином.

Гемоглобин образует с кислородом очень непрочное соединение – оксигемоглобин. Эта реакция носит обратимый характер: Hb + O₂ ═ HbO₂.

Каждый атом железа гемма связывает одну молекулу О₂. Иначе говоря, одна молекула гемоглобина может присоединить одновременно или последовательно четыре молекулы О₂. Поэтому реакцию связывания кислорода можно изобразить следующим образом: HHB + 4О₂ → HHb (O₂)₄.

Масса грамм-молекулы О₂ равна 22400, а одной полипептидной цепи гемоглобина – 16400. Отсюда 1 г гемоглобина теоретически может присоединить 1,36 мл О₂.

Зная кислородсвязывающую способность гемоглобина и его концентрацию в крови, а также количество растворённого кислорода, можно рассчитать кислородную ёмкость крови. Так называют максимальное количество кислорода, которое может содержаться в 100 мл крови. При среднем уровне гемоглобина 15 г% кислородная ёмкость составляет 15,0 × 1,34 = 20,1; 20,1 + 0,3 = 20,4 мл О₂ в 100 мл крови, или 20,4 объёмных процента О₂.

Чем выше содержание гемоглобина в крови, тем больше кислородная ёмкость крови. При физической нагрузке оба эти показателя возрастают.

Повышение Р_СО2 и понижение рН в капиллярах тканей способствует освобождению кислорода, связанного с гемоглобином, и использованию его тканями.

Транспорт углекислого газа. По мере движения крови по организму она отдаёт кислород и попутно поглощает углекислый газ. Напряжение СО₂ в клетках близко к 60 мм рт. ст., а в артериальных концах тканевых капилляров 40 мм рт. ст. Эта разница обеспечивает диффузию СО₂ по направлению градиента концентрации. На венозных концах капилляров Р_СО2 уже приближается к тканевому. В лёгких происходит обратный процесс. Подходящая к лёгким смешанная венозная кровь содержит 55 – 57 об. % свободной и связанной СО₂ при напряжении 46 мм. рт. ст. Когда кровь покидает лёгкие, она содержит около 50 об. % СО₂ при напряжении 40 мм рт. ст.