Дыхательные показатели крови в норме

Дыхательные показатели крови в норме thumbnail

Содержание:

Главной функцией крови в организме человека является транспорт кислорода и питательных веществ к органам, тканям и клеткам. Доставляя очередную порцию необходимых для нормального функционирования веществ и кислорода, кровь принимает на себя продукты обмена и углекислый газ. В состав крови входит плазма, лейкоциты, эритроциты, тромбоциты и другие, соотношение и количество которых может многое сообщить о функционировании организма в целом. Именно поэтому анализ крови является неотъемлемой частью любого обследования и ни один врач не поставит пациенту диагноз, не попросив его до этого сдать анализы. В данной статье мы рассмотрим расшифровку общего анализа крови у взрослых и показатели нормы в таблице.

Для чего назначают общий анализ крови?

Общий анализ крови проводят пациентам с целью выявления инфекций, воспалительных процессов, данное исследование также помогает определить, есть ли в организме злокачественные новообразования или вирусная инфекция. С помощью общего клинического анализа крови врач оценивает эффективность назначенного лечения.

Данное исследование в обязательном порядке назначают беременным женщинам с целью определения уровня гемоглобина, эритроцитов, тромбоцитов и цветного показателя.

Расшифровка и нормы общего клинического анализа крови у взрослых

При изучении анализа крови из пальца обращают внимание на уровень и количество следующих форменных элементов:

  • эритроциты;
  • гемоглобин;
  • гематокрит;
  • ретикулоциты;
  • среднее количество и % концентрации гемоглобина в эритроцитах;
  • лейкоциты;
  • тромбоциты.

Кроме того вычисляют СОЭ (скорость оседания эритроцитов), протромбиновое время и цветной показатель.

При выдаче результатов анализа врачу лаборант подробно расписывает лейкоцитарную формулу, в состав которой входят значения по шести типам лейкоцитов: эозинофилы, лимфоциты, моноциты, палочкоядерные, сегментоядерные нейтрофилы.

В таблице №1 представлены нормы показателей общего анализа крови у женщин и мужчин.

Таблица №1

Показатели анализа

Как обозначается в лаборатории

Норма у женщин

Норма у мужчин

Эритроциты (× 10х12/л)

RBC

3,6-4,6

4,1-5,2

Средний объем эритроцитов (фл или мкм3)

MCV

82-98

81-95

Гемоглобин (г/л)

HGB

122-138

128-150

Средний уровень HGB в эритроците (пг)

MCH

26-32

Цветной показатель

ЦП

0,8-1,2

Гематокрит (в % соотношении)

HCT

35-44

40-50

Тромбоциты (× 10х9/л)

PLT

178-318

Средняя концентрация эритроцитов в гемоглобине (%)

MCHC

31-38

Ретикулоциты (%)

RET

0,4-1,3

Лейкоциты (× 10х9/л)

WBC

4-10

Средний объем тромбоцитов (фл или мкм3)

MPV

8-12

СОЭ (мм/ч)

ESR

2-8

2-16

Анизоцитоз эритроцитов (%)

RFV

11,3-14,6

В таблице №2 представлены нормы лейкоцитарной формулы

Таблица №2

Показатель

× 10х9/л

% соотношение

Нейтрофилы

сегментоядерные

2,1-5,4

43-71

палочкоядерные

0,4-0,3

1-5

Базофилы

до 0,063

до 1

Эозинофилы

0,02-0,3

0,5-5

Лимфоциты

1,1-3,1

17-38

Моноциты

0,08-0,5

3-12

Что влияет на повышение или снижение того или иного форменного элемента или показателя в общем клиническом анализе крови? Рассмотрим подробнее.

Эритроциты

Повышение уровня эритроцитов в общем анализе крови чаще всего возникает при таких состояниях:

  • кислородное голодание организма;
  • перенесенное обезвоживание и нарушение водно-солевого баланса;
  • приобретенные пороки сердца, например, после перенесенного тяжелого инфекционного заболевания;
  • нарушение функции коры надпочечников;
  • передозировка препаратами из группы глюкокортикостероидов;
  • эритремия.

Снижение показателей уровня эритроцитов от описанной нормы наблюдается при таких состояниях:

  • железодефицитная анемия;
  • беременность в 2 и 3 триместрах;
  • перенесенные кровопотери и снижение ОЦК (объема циркулирующей крови);
  • заболевания красного костного мозга;
  • хронические воспалительные заболевания в организме.

Гемоглобин

Повышенное содержание гемоглобина в анализе крови указывает на:

  • повышенное содержание тромбоцитов в крови;
  • нарушение водно-солевого баланса в организме в результате длительной диареи или рвоты;
  • сгущение крови вследствие нарушений функции свертывания;
  • передозировка противоанемическими лекарственными препаратами;
  • эритремия.

Понижение уровня гемоглобина в анализе крови свидетельствует о таких состояниях:

  • железодефицитная анемия;
  • внутренние кровотечения;
  • онкологические новообразования;
  • поражение костного мозга;
  • заболевания почек, характеризующиеся нарушением их функции.

Гематокрит

Гематокрит – это количество эритроцитов в плазме крови, именно по данному показателю устанавливают степень тяжести железодефицитной анемии. Повышение уровня гематокрита свидетельствует о таких состояниях:

  • обезвоживание организма;
  • перитонит;
  • тяжелые обширные ожоги;
  • полицитемия.

Снижение гематокрита свидетельствует о таких состояниях:

  • анемия, связанная с дефицитом железа в организме;
  • патологии сердца;
  • заболевания сосудов и патологии почек;
  • хроническая гиперазотемия (повышение уровня азота в крови)

Цветной показатель

Соотношение количества гемоглобина в одном эритроците согласно нормальным параметрам и представляет собой цветной показатель. Повышение ЦП свидетельствует:

  • недостаток в организме цианокобаламина;
  • дефицит витамина В9;
  • полипы в желудке;
  • опухолевые злокачественные заболевания.

Снижение цветного показателя встречается при таких состояниях:

  • анемия у беременных;
  • увеличение ОЦК (во время беременности, когда добавляется третий плацентарный круг кровообращения);
  • отравление свинцом.

Тромбоциты

Тромбоциты ответственны за нормальное свертывание крови. Снижение уровня тромбоцитов наблюдается при:

  • лейкоз;
  • СПИД;
  • отравления алкоголем, лекарственными препаратами, химическими веществами;
  • длительная терапия антибиотиками, эстрогенами, гормональными средствами, Нитроглицерином, антигистаминными препаратами;
  • апластическая анемия;
  • заболевания костного мозга.

Повышение уровня тромбоцитов в анализе крови указывает на возможные следующие состояния:

  • колит;
  • туберкулез;
  • остеомиелит;
  • заболевания суставов;
  • злокачественные новообразования;
  • цирроз печени;
  • миелофиброз;
  • период реабилитации после перенесенных хирургических вмешательств.

СОЭ

Снижение скорости оседания эритроцитов наблюдается при таких состояниях:

  • анафилактический шок;
  • заболевания сердца;
  • патологии сосудов.

Повышение СОЭ характерно для:

  • беременность;
  • обострение хронических заболеваний;
  • отравления;
  • анемия;
  • заболевания соединительной ткани;
  • инфекционно-воспалительные заболевания;
  • болезни печени и почек.

Среднее количество тромбоцитов

В крови присутствует молодые и зрелые тромбоциты, причем первые крупнее, а вторые несколько уменьшены в размерах. Продолжительность жизни тромбоцитов в среднем составляет примерно 10 дней, после чего им на смену приходят новые молодые клетки. Чем ниже показатель MPV, тем меньше в крови зрелых тромбоцитов и также наоборот.

Повышение уровня MPV характерно при таких состояниях:

  • сахарный диабет;
  • системная красная волчанка;
  • период реабилитации после хирургического удаления селезенки;
  • алкоголизм;
  • закупорка просветов кровеносных сосудов атеросклеротическими бляшками;
  • талассемия (генетическая патология, характеризующаяся нарушением строения гемоглобина);
  • тромбоцитодистрофия.

Снижение уровня MPV встречается при таких состояниях:

  • цирроз печени;
  • анемия (мегалобластная и пластическая);
  • период реабилитации после лучевой терапии;
  • синдром Вискота-Олдрича.

Лейкоциты

Повышение уровня лейкоцитов в крови называют лейкоцитозом, а снижении белых кровяных телец – лейкопенией. Лейкоциты выполняют непростую роль – при попадании в организм вирусов или возбудителей инфекции, эти клетки поглощают чужеродный объект и дают сигнал иммунной системы, чтобы начали вырабатываться антитела, которые в будущем сразу распознают постороннего объекта и уничтожат его. Лейкоцитоз может быть физиологическим и патологическим.

Физиологический лейкоцитоз характерен для:

  • беременность;
  • роды;
  • период накануне менструации;
  • усиленные физические нагрузки;
  • перегрев или переохлаждение;
  • повышенное психоэмоциональное перенапряжение.

Патологический лейкоцитоз наблюдается при:

  • гнойные воспалительные заболевания;
  • полученные тяжелые ожоги;
  • применение гормона инсулина;
  • злокачественные опухоли в организме;
  • эпилепсия;
  • сильное отравление;
  • аллергические реакции.

Лейкопения характерна для:

  • цирроз печени;
  • системная красная волчанка;
  • лимфогрануломатоз;
  • лейкоз;
  • гипоплазия костного мозга;
  • прием некоторых лекарственных препаратов;
  • лучевая болезнь;
  • гепатит;
  • малярия;
  • акромегалия;
  • корь.

Как изменяются показатели общего анализа крови при беременности?

У женщин во время беременности происходят серьезные изменения во всем организме, не остается в стороне и система крови. Добавляется третий круг кровообращения – плацентарный, в результате чего меняется количество и уровень форменных элементов. В таблице ниже представлены нормальные показатели крови беременной женщины.

Таблица №3

Форменные элементы крови

Триместры беременности

1

2

3

Гемоглобин (г/л)

110-150

105-140

100-135

Лейкоциты (×10х9/л)

5,8-10,1

7,0-10,3

6,7-10,5

Эритроциты (×10х12/л)

3,4-5,4

3,2-4,9

3,5-5,0

Тромбоциты (×10х9/л)

180-320

200-340

СОЭ (мм/ч)

22

40

51

Цветной показатель (ЦП)

0,83-1,15

Когда необходим общий анализ крови: показания

Сдача общего анализа крови является обязательным при поступлении в стационар, во время беременности (не менее 4 раз при нормальном течении беременности), для контроля проведенного лечения.

Не обойтись без данного исследования крови при подозрении на такие патологии:

  • железодефицитная анемия;
  • злокачественные новообразования;
  • воспалительно-инфекционные заболевания;
  • заболевания крови;
  • патологии красного костного мозга.

Общий анализ крови необходимо периодически сдавать пациентам, страдающим хроническими заболеваниями и состоящим на диспансерном учете.

Как проводят общий анализ крови: подготовка

Плановый общеклинический анализ крови лучше всего сдавать с утра натощак. Накануне вечером не рекомендуется злоупотреблять углеводами и жирной пищи, стараться избегать стрессов и повышенных физических нагрузок, за несколько дней до исследования не употреблять спитрное. Рекомендуется не принимать лекарственные препараты, которые могут искажать результаты исследования, например, НПВС, Ацетилсалициловую кислоту, антикоагулянты непрямого действия. Если прием этих лекарств необходим по жизненным показаниям, то обязательно стоит предупредить об этом врача.

В экстренных ситуациях, например, при остром хирургическом состоянии общий анализ крови проводят независимо от времени суток и давности приема пищи.

Для забора крови специалист осуществляет прокол безымянного пальца, который предварительно обрабатывают спиртовым раствором. Первую каплю крови удаляют ватным тампоном, смоченным спиртом, последующие забирают для анализа.

Источник

Сатурация кислорода в крови – показатель, который берут во внимание терапевты, пульмонологи, кардиологи, гематологи и другие узкопрофильные врачи при постановке диагноза и выявлении осложнений различных заболеваний.

Полезно узнать, какие параметры исследования считаются патологией, от чего зависят и какие методы определения существуют.

Что это такое сатурация?

Сатурация кислорода в крови – что это? Под этим определением понимают параметр, который указывает на уровень насыщения О2 артериальной крови (гемоглобина) в процентном соотношении. Показатель в норме указывает на отсутствие патологических изменений в функционировании организма.

Что такое сатурация

В составе крови здорового человека, чтобы его организм в полной мере насыщал ткани важным кислородом, критерии сатурации должны быть в пределах 95-98%. У курильщиков или пациентов с хроническими болезнями дыхательной системы, показатель ниже, обычно от 92-95%, в виду имеющихся проблем он считается нормой.

Процентное соотношение насыщения О2 важно для контроля за состоянием пациентов, страдающих дыхательной, сердечной недостаточностью. Если у взрослых сатурация кислорода в крови в норме составляет не менее 95%, тот же показатель у новорожденных и детей постарше иной – 93-96%.

В период развития и роста малышей, уровень гемоглобина гораздо ниже, организм не может в достаточной мере захватывать газ из воздуха.

Как происходит процесс

Обогащение кислородом внутренних органов происходит через дыхательную систему. Человек вдыхает воздух, через капиллярную систему легких эритроциты (кровяные клетки транспортировки)  наполненные газом доставляют его к тканям организма.

Подробнее процесс сатурации выглядит так:

  1. Капилляры, окружающие альвеолы, забирают и транспортируют О2.
  2. Артериальная кровь идет по кругу кровообращения, забрав необходимый газ, переносит его ко всем тканям. 
  3. Уже венозная кровь, бедная кислородом, идет обратно к альвеолам.

Находящийся в эритроцитах гемоглобин при нормальном состоянии захватывает по 4 молекулы О2. Из среднего количества способных к захвату кровяных клеток складывается показатель сатурации. 100% – невозможный параметр, не каждая клетка способна захватить достаточное количество молекул газа.

Нарушение захвата не связано с качеством и количеством эритроцитов, а зависит от функции дыхательной системы.

Почему важна сатурация

Определение параметра

Для выявления уровня насыщенности крови кислородом диагносты используют 2 метода: инвазивный и неинвазивный. Точность в обоих случаях 100%, однако погрешность составляет 1%.

Инвазивный метод заключается в том, что специалисты делают забор артериальной крови через прокол. На 1 г гемоглобина приходится 1,34 мл O2:

  • Выявляют количество гемоглобина.
  • Высчитывают объем захватываемого газа.
  • Выявляют показатель в процентном соотношении.

После исследований, специалисты сверяются с таблицей нормы  сатурации кислорода в крови у взрослых. Если речь идет о малышах или развитии плода при беременности, в учет берут иные показатели.

ВзрослыеДетиЗдоровые плодыЛегкая степень гипоксииТяжелая степень гипоксии
95-9893-98443423,8

Пульсоксиметры: метод сатурации

Неинвазивный метод определения О2 в гемоглобине предпочтителен при плохой свертываемости крови, нарушенном кровообращении и в детском возрасте. В этом случае используют приборы – пульсоксиметры. Они безболезненно определяют показатель, бывают портативными и стационарными:

  1. Портативные удобны для людей, которым показан мониторинг насыщенности О2, они не могут проходить его в условиях больницы. 
  2. Стационарные используют в тяжелых ситуациях: реанимации, хирургических операциях.

Измерения бывают однократными или многократными за период. Многократные исследования проводят во время сна пациента, результаты с разной периодичностью фиксируются в памяти аппарата.

В зависимости от ситуации врач учитывает целесообразность того или иного метода.

Принцип действия

Принцип действия

Различаются пульсоксиметры по принципу действия. Трансмиссионный аппарат представляет собой браслет на запястье или коробочку, крепящуюся на поясе со специальными высокочувствительными пластинами. Действует пульсоксиметр так:

  1. Пластинки зажимают палец или ухо по принципу клипсы и начинают излучать лучи разной длины. Поглощение у разного состава артериальной  и венозной крови этих лучей отличается. 
  2. Отслеженные данные о преломлении, отражении и прохождении этих лучей передаются на основной прибор (браслет). 
  3. Аппарат анализирует полученную информацию и сигнализирует о результате. 

Отраженные пульсоксиметры регистрируют световые волны, которые не поглощаются насыщенным О2 гемоглобином, а отражаются от тканей внутренних органов. Такие приборы устанавливают на плечо, живот или лицо.

При нормальных показателях прибор издает кратковременные периодические звонки. Если сатурация понижена – аппарат начинает издавать тревожные многократные сигналы.

Чтобы диагностика была достоверной, пациенты должны придерживаться правил перед исследованием:

  1. Отказаться от курения, употребления спиртных, тонизирующих напитков (энергетики, кофе, крепкий чай).
  2. Отказаться от приема пищи за 2 часа до исследования.
  3. Не принимать успокоительные препараты, медикаменты, влияющие на функцию дыхательной и сердечной системы.
  4. Результативной диагностика будет только в случае неподвижного состояния пациента.

Кожный покров на части тела, на которую крепится аппарат, должна быть очищенной от косметических средств. Если пульсоксиметр устанавливают на палец, гель-лак должен быть удален с ногтя. Если пластинки крепятся на мочку уха – снимают сережки.

Чем вызвананизкая сатурация

Низкий уровень О2 указывает на хронические и острые патологии дыхательной системы. При большой кровопотери во время хирургического вмешательства или травматизации человека происходит уменьшение О2 в эритроцитах.

У людей, страдающих ожирением, наблюдается снижение газов в эритроцитах. Также врач может заподозрить:

  • гипертонию;
  • анемию;
  • венозные застои;
  • плохую микроциркуляцию;
  • гипофункцию щитовидной железы;
  • недостаточность кровообращения.

Низкая насыщенность гемоглобина газом указывает на голодание клеток. В этом случае обменные процессы замедляются. Ткани внутренних органов постепенно, но уверенно начинают отмирать. Некроз элементов приводит к нарушению функции органов.

 Низкая сатурация и чем вызвана

Виды лечения

Чтобы не допустить осложнений, медики оперативно применяют различные методики повышения уровня необходимого газа в эритроцитах. В первую очередь устраняют причину нарушения насыщения.

Мероприятия по нормализации О2 в крови:

  1. Оксигенация. В случае острой дыхательной недостаточности применяют искусственное насыщение эритроцитов в кровяном русле. Пациента помещают в барокамеру, кислород в которой находится под высоким давлением.
  2. Ингаляции, кислородные подушки.
  3. Аппараты ИВЛ (искусственной вентиляции легких).
  4. Медикаментозная терапия. Применяют средства для улучшения кровообращения, препараты для восстановления окислительно-восстановительных процессов, антикоагулянты.

Если наблюдается незначительная сатурация, врачи используют только медикаменты. Также результативными будут простые действия:

  • дыхательная гимнастика;
  • умеренные физические нагрузки;
  • массаж грудной клетки;
  • прогулки на свежем воздухе.

Длительность лечения, препараты и методики выбирает только врач. Самостоятельно принимать меры по восстановлению насыщения кровяных клеток О2 нельзя.

Сатурация кислорода в крови – важный показатель, который указывает на проблемы в организме. Вовремя выявленный параметр поможет уменьшить риск появления осложнений.

Пульмонолог, врач высшей категории, проводит регулярные приемы

Автор:
Панина Ирина
Пульмонолог, Аллерголог

Источник

Дыхательные показатели крови в норме

Главная
Случайная страница

Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать неотразимый комплимент
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?

Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

1. Кислородная емкость гемогло­бина. Величина, отражающая количество кислорода, которое может связаться с гемоглобином при его полном насыщении, называется кислородной емкостью гемогло­бина.

2. Со­держание кислорода в крови. Другим показателем дыхательной функции крови является со­держание кислорода в крови, которое отражает истинное количество кислорода, как связанного с гемоглобином, так и физически рас­творенного в плазме.

3. Сте­пень насыщения гемоглобина кислородом. В 100 мл артериальной крови в норме содер­жится 19-20 мл кислорода, в таком же объеме венозной крови — 13-15 мл кислорода, при этом артерио-венозная разница составляет 5-6 мл. Отношение количества кислорода, связанного с гемоглоби­ном, к кислородной емкости последнего является показателем сте­пени насыщения гемоглобина кислородом. Насыщение гемоглобина артериальной крови кислородом у здоровых лиц составляет 96%.

Образование оксигемоглобина в легких и его восстановление в тканях находится в зависимости от парциального напряжения кис­лорода крови: при его повышении. Насыщение гемоглобина кисло­родом возрастает, при понижении — уменьшается. Эта связь носит нелинейный характер и выражается кривой диссоциации оксигемо­глобина, имеющей S-образную форму (рис.8.7).

Рис.8.7. Кривая диссоциации оксигемоглобина.

Рис.8.7. Кривая диссоциации оксигемоглобина.
1 — при увеличении рН, или уменьшении температуры, или уменьшении 2,3-ДФГ;
2 — нормальная кривая при рН 7,4 и 37°С;
3 — при уменьшении рН или увеличении температуры или увеличении 2,3-ДФГ.

Оксигенированной артериальной крови соответствует плато кривой диссоциации, а десатурированной крови в тканях — круто снижающаяся ее часть. Пологий подъем кривой в верхнем ее участке (зона высокого на­пряжения О2) свидетельствует, что достаточно полное насыщение гемоглобина артериальной крови кислородом обеспечивается даже при уменьшении напряжения О2 до 9.3 кПа (70 мм рт.ст.). По­нижение напряжения О,, с 13.3 кПа на 2.0-2.7 кПа (со 100 на 15-20 мм рт.ст.) практически не отражается на насыщении гемоглобина кислородом (НЬО2 снижается при этом на 2-3%). При более низких значениях напряжения О2 оксигемоглобин диссоциирует значительно легче (зона крутого падения кривой). Так, при снижении напряже­ния О2 с 8.0 до 5.3 кПа (с 60 до 40 мм рт.ст.) насыщение гемог­лобина кислородом уменьшается приблизительно на 15%.

Положение кривой диссоциации оксигемоглобина количественно принято выражать парциальным напряжением кислорода, при котором насыщение гемоглобина составляет 50% (Р50). Нормальная величина Р50 при температуре 37°С и рН 7.40 — около 3.53 кПа (26.5 мм рт.ст.).

Кривая диссоциации оксигемоглобина при определенных условиях может смещаться в ту или иную сторону, сохраняя S- образную форму, под влиянием изменения рН, напряжения СО2 температуры тела, содержания в эритроцитах 2,3-дяфосфоглицерата (2,3-ДФГ), от которых зависит способность гемоглобина связывать кислород. В работающих мышцах в результате интенсивного метаболизма повы­шается образование СО2 и молочной кислоты, а также возрастает теплопродукция. Все эти факторы понижают сродство гемоглобина к кислороду. Кривая диссоциации при этом сдвигается вправо (рис.8.7), что приводит к более легкому освобождению кислорода из оксиге­моглобина, и возможность потребления тканями кислорода увеличи­вается. При уменьшении температуры, 2,3-ДФГ, снижении напря­жения СО, и увеличении рН кривая диссоциации сдвигается влево, сродство гемоглобина к кислороду возрастает, в результате чего доставка кислорода к тканям уменьшается.

Транспорт кровью углекислого газа

Являясь конечным продук­том обмена веществ, СО2 находится в организме в растворенном и связанном состоянии. Коэффициент растворимости СО2 составляет 0.231 ммольл-1 * кПа-1 (0.0308 ммольл-1 * мм рт.ст-1.), что почти в 20 раз выше, чем у кислорода. Однако, в растворенном виде перено­сится меньше 10% всего количества СО,, транспортируемого кровью. В основном, СО, переносится в химически связанном состоянии, главным образом, в виде бикарбонатов, а также в соединении с белками (так называемые карбоминовые, или карбосоединения).

В артериальной крови напряжение СО2 5.3 кПа (40 мм рт.ст.), в интерстициальной жидкости его напряжение составляет 8.0- 10.7 кПа (60-80 мм рт.ст.). Благодаря этим градиентам, образующийся в тка­нях СО2 переходит из интерстициальной жидкости в плазму крови, а из нее — в эритроциты. Вступая в реакцию с водой, СО2 образует угольную кислоту: СО2 + Н2О <> Н2СО3. Реакция эта обратима и в тканевых капиллярах идет преимущественно в сторону образования Н2СО3 (рис.8.8.А). В плазме эта реакция протекает медленно, но в эритроцитах образование угольной кислоты под влиянием фермента ускоряет реакцию гидратации СО2 в 15000-20000 раз. Угольная кислота диссоциирует на ионы Н+ и НСО3. Когда содержание ионов НСО3 повышается, они диффундируют их эритроцита в плазму, а ионы Н+ остаются в эритроците, так как мембрана эритроцита сравнительно непроницаема для катионов. Выход ионов НСО3 в плазму уравновешивается поступлением из плазмы ионов хлора. При этом в плазме высвобождаются ионы натрия, которые связываются поступающими из эритроцита ионами НСО3, образуя NaHCO3. Ге­моглобин и белки плазмы, проявляя свойства слабых кислот, обра­зуют соли в эритроцитах с калием, а в плазме с натрием. Угольная кислота обладает более сильными кислотными свойствами, поэтому при ее взаимодействии с солями белков ион Н+ связывается с белковым анионом, а ион НСО3 с соответствующим катионом об­разует бикарбонат (в плазме NaHCO3, в эритроците КНСО3).

Рис.8.8. Схема процессов, происходящих в плазме и эритроцитах при газообмене в тканях (А) и легких (Б).

В крови тканевых капилляров одновременно с поступлением СО2 внутрь эритроцита и образованием в нем угольной кислоты происхо­дит отдача кислорода оксигемоглобином. Восстановленный гемоглобин представляет собой более слабую кислоту (т.е. лучший акцептор про­тонов), чем оксигенированный. Поэтому он легче связывает водород­ные ионы, образующиеся при диссоциации угольной кислоты. Таким образом, присутствие восстановленного гемоглобина в венозной крови способствует связыванию СО2 тогда как образование оксигемоглобина в легочных капиллярах облегчает отдачу углекислого газа.

В переносе кровью СО2 большое значение имеет также химичес­кая связь СО2 с конечными аминогруппами белков крови, важней­ший из которых — глобин в составе гемоглобина. В результате реакции с глобином образуется так называемый карбаминогемоглобин. Восстановленый гемоглобин обладает большим сродством к СО2, чем оксигемоглобин. Таким образом, диссоциация оксигемоглобина в тканевых капиллярах облегчает связывание СО2, а в легких обра­зование оксигемоглобина способствует выведению углекислого газа.

Из общего количества СО,, которое может быть извлечено из крови, лишь 8-10% СО, находится в соединении с гемоглобином. Однако, роль этого соединения в транспорте СО2 кровью достаточно велика. Примерно 25- 30% СО2, поглощаемого кровью в капиллярах боль­шого круга, вступает в соединение с гемоглобином, а в легких — выводится из крови.

Когда венозная кровь поступает в капилляры легких, напряжение СО2 в плазме снижается и находящийся внутри эритроцита в физи­чески растворенном виде СО2 выходит в плазму. По мере этого, Н2СО3 превращается в СО2 и воду (рис.8.8.Б), причем карбоангидраза катализирует реакцию, идущую в этом направлении. Н2СО3 для такой реакции доставляется в результате соединения ионов НСО3 с ионами водорода, высвобождающихся из связи с белковыми анионами.

В состоянии покоя с дыханием из организма человека удаляется 230 мл СО2 в минуту или около 15000 ммоль в сутки. Поскольку СО2 является «летучим» ангидридом угольной кислоты, при его уда­лении из крови исчезает примерно эквивалентное количество ионов водорода. Поэтому дыхание играет важную роль в поддержаниикислотно-щелочного равновесия во внутренней среде организма. Если в результате обменных процессов в крови увеличивается содержание водородных ионов, то, благодаря гуморальным механизмам регуля­ции дыхания, это приводит к увеличению легочной вентиляции (ги­первентиляции). При этом молекулы СО2, образующиеся в процессе реакции НСО3 + Н+ -> Н2СО3 -> Н2О + СО2, выводятся в большем количестве и рН возвращается к нормальному уровню.

Обмен газов между кровью и тканями

Газообмен О2 и СО2 между кровью капилляров большого круга и клетками тканей осу­ществляется путем простой диффузии. Перенос дыхательных газов (О2 — из крови в ткани, СО2 — в обратном направлении) проис­ходит под действием концентрационного градиента этих газов между кровью в капиллярах и интерстициальной жидкостью. Разность напряжения О2по обе стороны стенки кровеносного капилляра, обес­печивающая его диффузию из крови в интерстициальную жидкость, составляет от 30 до 80 мм рт.ст. (4.0-10.7 кПа). Напряжение СО2 в интерстициальной жидкости у стенки кровеносного капилляра на 20-40 мм рт.ст. (2.7-5.3 кПа) больше, чем в крови. Поскольку СО2 диффундирует примерно в 20 раз быстрее, чем кислород, удаление СО2 происходит гораздо легче, чем снабжение кислородом.

На газообмен в тканях влияют не только градиенты напряжения дыхательных газов между кровью и интерстициальной жидкостью, но также площадь обменной поверхности, величина диффузионного расстояния и коэффициенты диффузии тех сред, через которые осуществляется перенос газов. Диффузионный путь газов тем коро­че, чем больше плотность капиллярной сети. В расчете на 1 мм3 суммарная поверхность капиллярного русла достигает, например, в скелетной мышце 60 м2, а в миокарде — 100 м2. Площадь диффузии определяет также количество эритроцитов, протекающих по капил­лярам в единицу времени в зависимости от распределения кровотока в микроциркуляторном русле. На выход О2 из крови в ткань влияет конвекция плазмы и интерстициальной жидкости, а также цитоплазмы в эритроцитах и клетках ткани. Диффундирующий в ткани О2потребляется клетками в процессе тканевого дыхания, поэтому разность его напряжения между кровью, интерстициальной жидкостью и клетками существует постоянно, обеспечивая диффу­зию в этом направлении. При увеличении потребления тканью кис­лорода его напряжение в крови уменьшается, что облегчает диссо­циацию оксигемоглобина.

Количество кислорода, которое потребляют ткани, в процентах от общего содержания его в артериальной крови называется коэффи­циентом утилизации кислорода. В покое для всего организма коэф­фициент утилизации кислорода равен примерно 30-40%. Однако, при этом потребление кислорода в различных тканях существенно отличается, и коэффициент его утилизации, например, в миокарде, сером веществе мозга, печени, составляет 40-60%. В состоянии покоя серым веществом головного мозга (в частности, корой боль­ших полушарий) потребляется в минуту от 0.08 до 0.1 мл О2 на 1 г ткани, а в белом веществе мозга — в 8-10 раз меньше. В кор­ковом веществе почки среднее потребление О2 примерно в 20 раз больше, чем во внутренних участках мозгового вещества почки. При тяжелой физической нагрузке коэффициент утилизации О2 работа­ющими скелетными мышцами и миокардом достигает 90%.

Кислород, поступающий в ткани, используется в клеточных окис­лительных процессах, которые протекают на субклеточном уровне с участием специфических ферментов, расположенных группами в строгой последовательности на внутренней стороне мембран мито­хондрий. Для нормального хода окислительных обменных процессов в клетках необходимо, чтобы напряжение О2 в области митохондрий было не меньше 0.1-1 мм рт.ст. (13.3-133.3 кПа).
Эта величина называется критическим напряжением кислорода в митохондриях. Поскольку единственных резервом О2 в большинстве тканей служит его физически растворенная фракция, снижение поступления О2 из крови приводит к тому, что потребности тканей в О2 перестают удовлетворяться, развивается кислородное голоданиеи окислительные обменные процессы замедляются.

Единственной тканью, в которой имеется депо О2, является мы­шечная. Роль депо О2 в мышечной ткани играет пигмент миоглобин, близкий по строению к гемоглобину и способный обратимо связы­вать О2. Однако, содержание миоглобина в мышцах человека неве­лико, и поэтому количество запасенного О, не может обеспечить их нормальное функционирование в течение длительного промежутка в?