ГАЗООБМЕН Диффузия свободных молекул газа O

ГАЗООБМЕН • Диффузия • свободных молекул газа (O 2 и СО 2) • из области с высоким парциальным давлением в область с низким парциальным давлением

Основные показатели состояния газов в газовых смесях и жидкостях 1. Процентный состав газовых смесей (%) 2. Парциальное давление газа в газовых смесях и газа, растворённого в жидкости (мм Hg) 3. Абсолютное содержание газа в жидкости (мл/л)

Процентный состав газовых смесей ОТРАЖАЕТ ДОЛЮ КАЖДОГО ГАЗА В ОБЩЕЙ ГАЗОВОЙ СМЕСИ (но не концентрацию газа) О 2 СО 2 Атмосферный воздух 21% Выдыхаемый воздух Альвеолярный воздух 16% 0, 04 % 4% 14% 5, 5% N 2 78% +примеси 75% +пары воды

ПАРЦИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ ГАЗА В ГАЗОВОЙ СМЕСИ - часть общего давления газовой смеси, которая приходится на долю каждого газа в соответствии с процентным составом смеси. Парциальное давление О 2 в атмосферном воздухе: атмосф. давл. = 760 мм рт. ст. Парциальное давление кислорода РО 2 = 21% от 760 = 159 мм рт. ст.

Парциальное давление О 2 и в альвеолах лёгких: СО 2 Общее давление газовой смеси в альвеолярном пространстве = 713 мм рт. ст. 760 – 47 (парц. давл. паров Н 2 О) = 713 • РО 2 = 14% от 713 = 100 мм рт. ст. • РСО 2 = 5, 5% от 713 = 40 мм рт. ст.

Парциальное давление газов, растворенных в жидкостях Молекулы газа Газ растворяется в жидкости, пока парциальное давление газа в жидкости не станет таким же, как парциальное давление газа над жидкостью (состояние равновесия)

Разность парциальных давлений – движущая сила диффузии • Если парц. давление газа над жидкостью увеличивается, газ дополнительно растворяется в жидкости (равновесие на более высоком уровне) • Если парц. давление газа над жидкостью уменьшается, часть газа выходит из жидкости (равновесие на низком уровне)

ПАРЦИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ О 2 и СО 2 (мм рт. ст. ) ГАЗ Альвеолярный воздух Артериальная кровь Венозная кровь О 2 100 40 СО 2 40 40 46

АБСОЛЮТНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ГАЗОВ В ЖИДКОСТЯХ (мл/л) 1. Физически растворённый 2. Химически связанный

ГАЗ, ФИЗИЧЕСКИ РАСТВОРЕННЫЙ В ЖИДКОСТИ Содержание газа (мл/л) Парциальное давл. (мм Hg)

ГАЗ, ХИМИЧЕСКИ СВЯЗАННЫЙ В ЖИДКОСТИ Содержание газа (мл/л) Парциальное давл. (мм Hg)

Содержание кислорода в артериальной крови Содержание кислорода 200 мл/л 100 200 300 Парциальное давл. (мм Hg)

% состав газовой смеси Парциальное давление газа в газовой смеси (мм Hg) Парциальное давление газа, растворенного в жидкости (мм Hg) Абсолютное содержание газа в жидкости (мл/л)

ГАЗООБМЕН В ЛЁГКИХ Альвеола РО 2= 100 РСО 2= 40 РО 2=100 РСО 2=40 РО 2= 40 РСО 2= 46 СО 2

ГАЗООБМЕН В ТКАНЯХ КЛЕТКА РО 2=20 РСО 2=60 РО 2= 100 РСО 2= 40 РСО 2= 46 О 2 СО 2

ТРАНСПОРТ О 2 КРОВЬЮ артериальная кровь физически Растворён. химически связанный ВСЕГО венозная кровь 3 мл/л 197 мл/л 200 мл/л 150 мл/л

АРТЕРИО-ВЕНОЗНАЯ РАЗНИЦА ПО КИСЛОРОДУ О 2(а-в) = 200 – 150 = 50 мл/л О 2(а-в) = 200 – 120 = 80 мл/л • Это значит, что ткани в покое потребляют 50 мл О 2 из 1 л протекающей артериальной крови. • При физической нагрузке ткани потребляют больше кислорода, например:

ГЕМОГЛОБИН – ГЛАВНЫЙ ПЕРЕНОСЧИК О 2 Fe 2+ ЭРИТРОЦИТ ГЕМОГЛОБИН ГЕМ О 2

ГЕМ Fe O 2 ГЛОБИН

КРИВАЯ ДИССОЦИАЦИИ ОКСИГЕМОГЛОБИНА Hb + O 2 Hb O 2 100% А 75% В Степень насыщения гемоглобина кислородом (% Hb. O 2) 0 40 РО 2 100 мм рт. ст.

НАСЫЩЕНИЕ ГЕМОГЛОБИНА КИСЛОРОДОМ ЗАВИСИТ ОТ РО 2 • Насыщение гемоглобина кислородом (% оксигемоглобина): • • На На уровне моря высоте 2 км высоте 3, 5 км высоте 5 км 96% 80% 50% • Сознание у человека сохраняется, пока насыщение гемоглобина кислородом в артериальной крови не снизится до 50%.

% оксигемоглобина зависит от уровня метаболизма % Hb. O 2 Р 50 СДВИГ ВПРАВО высокий уровень метаболизма СО 2 р. Н t C РО 2 мм Hg

ГЕМОГЛОБИН – идеальный переносчик кислорода: • Быстро присоединяет кислород в лёгких • Легко диссоциирует и отдаёт кислород клеткам • Диссоциация зависит от уровня метаболизма

Содержание О 2 зависит от количества и качества Hb СОДЕРЖАНИЕ мл/л 200 о 2 Норма 150 100 50 60% карбоксигемоглобина Hb. CO Анемия (40% от нормы) РО 2 мм Hg

ТРАНСПОРТ СО 2 артериальная кровь КРОВЬЮ венозная кровь физически растворён 25 мл/л химически 45 мл/л связан с Hb 510 химически связан (бикарбонат) ВСЕГО 540 мл/л 580 мл/л

ОСНОВНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ (в тканях) Клетка Межклет. Плазма жидкость Эритроцит Hb. O 2 O 2 CO 2 + H 2 O Hb Hb. H+ карб ангидраза Na+ HCO 3 - H 2 CO 3 HCO 3 - H+

Присоединение СО 2 и Н+ ослабляет связь гемоглобина с О 2 и облегчает диссоциацию СО 2 Гемоглобин Н+ О 2

ТЕРМИНЫ • ГИПОКСИЯ – уменьшение РО 2 (мм рт. ст. ) (альвеолярная, артериальная, венозная, тканевая) • ГИПОКСЕМИЯ – уменьшение содержания О 2 в крови (мл/л) • АНЕМИЯ – уменьшение количества эритроцитов и / или гемоглобина в крови • ИШЕМИЯ – уменьшение кровоснабжения тканей (мл/мин)

Оксимиоглобин Оксигемоглобин