Atmosfera havosi va qon o'rtasidagi gaz almashinuvi tashqi deyiladi. Alveolalar va tananing qoni o'rtasida gaz almashinuvi O'pkada gaz almashinuvi qon va qon o'rtasida sodir bo'ladi.

Nafas olish - bu organizm va tashqi muhit o'rtasida kislorod va karbonat angidrid almashinuvini ta'minlaydigan jarayonlar to'plami. Bu jarayonlar mavjud keyingi ketma-ketlik:

1. o'pka va atrof-muhit o'rtasidagi gaz almashinuvi - o'pka ventilyatsiyasi, yoki tashqi nafas olish;

2. alveolalar va qon o'rtasida gaz almashinuvi - o'pka nafasi;

3. qon va to'qimalar o'rtasidagi gaz almashinuvi - to'qima yoki hujayrali nafas olish;

4. gazlarni qon orqali tashish.

Nafas olish tizimi havo o'tkazuvchanligi va gaz almashinuvi funktsiyalarini bajaradigan organlar to'plamidir. O'z ichiga oladi

yuqori nafas yo'llari - burun bo'shlig'i, burun va farenksning og'iz qismlari;

pastki nafas yo'llari - gırtlak, traxeya va bronxlar;

O'pka juftlashgan organdir.

Ichkaridagi havo yo'llari kirpiksimon epiteliy bilan qoplangan, uning kirpiklari nafas olayotgan havoga moyil. Bundan tashqari, epiteliyda zich qon aylanish tarmog'i mavjud. Natijada nafas yo'llarida havo namlanadi, tozalanadi va isitiladi.

Nafas olish va chiqarish mexanizmi

Nafas olish jarayonida qovurg'alarni ko'taradigan nafas olish interkostal mushaklari qisqaradi, diafragma mushaklari bir vaqtning o'zida qisqaradi, uning gumbazi ko'krak bo'shlig'iga yo'naltiriladi, pastga tushadi, qorin bo'shlig'i a'zolari pastga tushadi - o'sish kuzatiladi. ko'krak qafasining hajmi. Ko'krak qafasi hajmining oshishi atmosfera bosimi bilan ko'krak qafasi devoriga bosilgan o'pka hajmining oshishiga olib keladi. O'pka hajmining oshishi ularning bo'shlig'idagi bosimning pasayishiga olib keladi va shuning uchun bosim farqi tufayli tashqi atmosfera havosi ularga kiradi.

Nafas olish paytida qovurg'alararo mushaklarning bo'shashishi sodir bo'ladi (qovurg'alar tushadi) va diafragma mushaklari (diafragmaning gumbazi ko'tariladi va ko'krak bo'shlig'i organlariga bosiladi, xususan, o'pkani siqadi). Natijada, ko'krak qafasi hajmi kamayadi va o'pka hajmi mos ravishda kamayadi, o'pka bo'shlig'idagi bosim atmosfera bosimidan yuqori bo'ladi va shuning uchun havo o'pkadan nafas olish yo'llari orqali tashqariga chiqariladi.

O'pkada gaz almashinuvi

O'pkada alveolyar havo va qon o'rtasida gaz almashinuvi sodir bo'ladi. Bu gaz almashinuvi havo-qon to'sig'i deb ataladigan kichik qalinligi bilan osonlashadi. Havo va qon o'rtasidagi bu to'siqni alveolalar devori va o'pka kapillyarining devori hosil qiladi. Uning qalinligi 2 ta hujayra qatlami bo'lib, taxminan 2,5 mikronni tashkil qiladi. Alveolalar devori ichkaridan yupqa fosfolipid - sirt faol moddasi bilan qoplangan. Sirt faol moddasi alveolalar devorlarining bir-biriga yopishib qolishiga yo'l qo'ymaydi, A va M sinfidagi immunoglobulinlar (Ig A, Ig M) yordamida immunitetni himoya qilishda ishtirok etadi.

Alveolyar havoda kislorod konsentratsiyasi (qisman bosim) o'pka kapillyarlari orqali oqib o'tadigan venoz qonga (40 mm Hg) qaraganda ancha yuqori (100 mm Hg). Shuning uchun kislorod alveolalarni qonga osongina tark etadi, u erda eritrotsitlarning gemoglobin bilan tezda birlashadi. Shu bilan birga, venoz qondagi kontsentratsiyasi yuqori (47 mm Hg) bo'lgan karbonat angidrid alveolalarga tarqaladi, bu erda karbonat angidrid bosimi pastroq (40 mm Hg).

Natijada alveolyar havo va qondagi kislorodning qisman bosimi (va karbonat angidridning qisman bosimi) tenglashadi.

Gazni qon orqali tashish

Kislorod qonga diffuziya qilingandan so'ng, u eritrotsitlar gemoglobini bilan qo'shilib, mo'rt birikma - oksigemoglobinga aylanadi. Bitta gemoglobin molekulasi o'ziga 4 ta kislorod molekulasini biriktirishi mumkin. Keyin qon qizil qon hujayralarini to'qimalarga olib boradi, u erda gemoglobin kislorod chiqaradi va karbonat angidridni o'ziga biriktirib, mo'rt birikma karbgemoglobinga aylanadi. O'pkaga qaytib, qon yana karbonat angidridni tashlab, kislorodni oladi.

Qonni kislorod bilan ta'minlashning etarli emasligi gipoksiya deb ataladi. Bu odam dengiz sathidan 4000-5000 m balandlikka ko'tarilganda paydo bo'lishi mumkin. Bu holat balandlik kasalligi deb ataladi.

Nafas olish to'xtaganda, asfiksiya rivojlanadi - bo'g'ilish. Bu holat cho'kish, elektr toki urishi yoki gaz bilan zaharlanish bilan sodir bo'lishi mumkin.

Qo'zg'alishning tarqalish xususiyatlari. Qo'zg'alishning soltativ va uzluksiz o'tkazuvchanligi. Qo'zg'alish tezligi. Qo'zg'alishning antidromik, artrodromik, kamaymaydigan, izolyatsiyalangan o'tkazuvchanligi, ishonchlilik omili.

Markaziy asab tizimida qo'zg'alishning tarqalishining barcha xususiyatlari uning asab tuzilishi - kimyoviy sinapslarning mavjudligi, neyron aksonlarining ko'p tarmoqlanishi va yopiq nerv yo'llarining mavjudligi bilan izohlanadi. Bu xususiyatlar quyidagicha.

1. Nerv zanjirlarida, refleks yoylarida qo'zg'alishning bir tomonlama taqsimlanishi. Bir neyronning aksonidan boshqa neyronning tanasiga yoki dendritlariga qo'zg'alishning bir tomonlama tarqalishi (lekin aksincha emas) qo'zg'alishni faqat bitta yo'nalishda o'tkazadigan kimyoviy sinapslarning xususiyatlari bilan izohlanadi.

2. Nerv tolasi bilan solishtirganda MNSda qo'zg'alishning sekin tarqalishi qo'zg'alishning tarqalish yo'llarida ko'plab kimyoviy sinapslarning mavjudligi bilan izohlanadi, ularning har birida EPSP boshlanishidan oldin taxminan 0,5 ms sinaptik kechikish mavjud. Sinaps orqali qo'zg'alishni o'tkazish vaqti mediatorni sinaptik yoriqga chiqarishga, uning postsinaptik membranaga tarqalishiga, EPSP ning paydo bo'lishiga va nihoyat, APga sarflanadi. Bir vaqtning o'zida ko'plab impulslarni qabul qilish bilan neyronda qo'zg'alishning uzatilishidagi umumiy kechikish 2 ms darajali qiymatga etadi. Neyron zanjirida sinapslar qanchalik ko'p bo'lsa, u bo'ylab qo'zg'alishning umumiy tarqalish tezligi shunchalik past bo'ladi. Refleksning yashirin vaqtiga ko'ra, aniqrog'i, refleksning markaziy vaqtiga ko'ra, ma'lum bir refleks yoyining neyronlari sonini taxminan hisoblash mumkin.

3. In qo'zg'alishning nurlanishi (divergentsiya).

Markaziy asab tizimi neyronlar aksonlarining shoxlanishi (o'rtacha 1000 tagacha neyron hosil qiladi) va ularning boshqa neyronlar bilan ko'p sonli aloqa o'rnatish qobiliyati, aksonlari ham tarmoqlanadigan interkalyar neyronlarning mavjudligi bilan izohlanadi (2-rasm). 7.3, A). Qo'zg'alishning nurlanishini orqa miya qurbaqasida o'tkazilgan tajribada osongina kuzatish mumkin, bunda kuchsiz qo'zg'atuvchi bir oyoq-qo'lning egilishiga olib keladi, kuchli qo'zg'atuvchi esa barcha oyoq-qo'llarning va hatto magistralning baquvvat harakatlarini keltirib chiqaradi. Divergentsiya har bir neyron doirasini kengaytiradi. Miya yarim korteksiga impulslar yuboradigan bitta neyron 5000 tagacha neyronni faollashtirishi mumkin.

4. Qo'zg'alishning konvergentsiyasi (umumiy yakuniy yo'l printsipi) - turli xil kelib chiqishi qo'zg'alishning bir nechta yo'llar bo'ylab bir xil neyron yoki neyron hovuziga yaqinlashishi (Sherrington voronkasi printsipi). Bu ko'plab akson kollaterallari, interkalyar neyronlarning mavjudligi, shuningdek, efferent neyronlarga qaraganda bir necha marta ko'proq afferent yo'llarning mavjudligi bilan izohlanadi. Bitta markaziy asab neyronida 10 000 tagacha sinaps, orqa miya motor neyronlarida esa 20 000 tagacha sinaps joylashishi mumkin. Markaziy asab tizimida qo'zg'alishning yaqinlashishi hodisasi keng tarqalgan. Bunga misol sifatida orqa miya motor neyronida qo'zg'alishlarning yaqinlashishi mumkin. Shunday qilib, birlamchi afferent tolalar (7.3-rasm, B), shuningdek, miya sopi va markaziy asab tizimining boshqa qismlarining ko'plab qoplagan markazlarining turli xil tushish yo'llari bir xil orqa miya harakatlantiruvchi neyroniga yaqinlashadi. Konvergentsiya fenomeni juda muhim: u, masalan, bir motorli neyronning bir nechta turli reaktsiyalarda ishtirok etishini ta'minlaydi. Farenks mushaklarini innervatsiya qiluvchi vosita neyroni yutish, yo'talish, so'rish, aksirish va nafas olish reflekslarida ishtirok etib, ko'plab refleks yoylari uchun umumiy yakuniy yo'lni tashkil qiladi. Shaklda. 7.3, A ikkita afferent tolani ko'rsatadi, ularning har biri 4 ta neyronga shunday garov beradiki, jami 5 ta neyrondan 3 tasi ikkala afferent tola bilan bog'lanish hosil qiladi. Ushbu 3 ta neyronning har birida ikkita afferent tolalar birlashadi.

1. APning uzluksiz tarqalishi S tipidagi mielinsiz tolalarda amalga oshiriladi, ular AP ni hosil qilishda ishtirok etadigan kuchlanishli ion kanallarining bir xil taqsimlanishiga ega. Nerv impulsini o'tkazish hosil bo'lgan APning elektrotonik tarqalish bosqichidan boshlanadi. Nerv tolasining AP amplitudasi (membrana potensiali + inversiya) taxminan 90 mV, miyelinsiz tolalarda membrana uzunligi konstantasi (Km) 0,1 - 1,0 mm.

Shuning uchun bu masofada elektrotonik potentsial sifatida tarqaladigan va amplitudasining kamida 37% ni saqlagan AP membranani kritik darajaga depolarizatsiya qilishga va butun uzunligi bo'ylab yangi AP hosil qilishga qodir (5.3-rasm). Shu bilan birga, nerv impulsining elektrotonik tarqalish bosqichida ionlar tola bo'ylab depolarizatsiyalangan va polarizatsiyalangan bo'limlar o'rtasida harakatlanib, tolaning qo'shni bo'limlarini qo'zg'atishni ta'minlaydi. Aslida, buzilmagan nerv tolasi bilan APning (membrana bo'ylab) sof elektrotonik tarqalish bosqichi juda kichik, chunki kuchlanishga bog'liq kanallar bir-biriga yaqin joylashgan va, albatta, natijada paydo bo'lgan harakat potentsialidan va faqat 50% Ecr ga teng depolarizatsiyaga erishilgunga qadar kuzatiladi. Bundan tashqari, ion kanallarining faollashishi tufayli ionlarning hujayra ichiga (asab tolasi) va hujayradan tashqariga harakatlanishi faollashadi.

Depolarizatsiya fazasida qo'shni sohada yangi AP hosil bo'lganda, natriy kanallarining faollashishi tufayli hujayra ichiga natriy ionlarining kuchli oqimi paydo bo'lib, regenerativ (o'z-o'zini kuchaytiruvchi) depolarizatsiyaga olib keladi. Ushbu oqim bir xil amplitudali yangi AP hosil bo'lishini ta'minlaydi, bu odatdagidek ikkita miqdorning yig'indisi - dam olish membranasi potentsiali va inversiya. Shu munosabat bilan, AP kamaytirilmasdan (amplitudani kamaytirmasdan) amalga oshiriladi. Shunday qilib, nerv impulsining uzluksiz tarqalishi membrananing har bir bo'limi birinchi navbatda tirnash xususiyati beruvchi (unga elektrotonik potentsial qo'llanilganda) rol o'ynaganida, rele poygasida yangi APlarning paydo bo'lishi orqali sodir bo'ladi.

keyin tirnash xususiyati beruvchi sifatida (unda yangi AP hosil bo'lgandan keyin).

2. Nerv impulslarini o'tkazishning salipatsion turi miyelin tolalarida (A va B tiplarida) amalga oshiriladi, ular faqat membrananing kichik bo'limlarida (Ranvier tugunlarida) kuchlanishli ion kanallarining kontsentratsiyasi bilan tavsiflanadi. ularning zichligi 1 mkm2 uchun 12000 ga etadi, bu miyelinsiz tolalar membranalariga qaraganda taxminan 100 baravar yuqori. Yaxshi izolyatsion xususiyatlarga ega bo'lgan miyelin muftalari (internodal segmentlar) sohasida kuchlanishga bog'liq kanallar deyarli yo'q va eksenel silindrning membranasi u erda deyarli qo'zg'almaydi. Bunday sharoitda Ranvierning bir tugunida hosil bo'lgan AP elektrotonik ravishda (tola bo'ylab, ion kanallari ishtirokisiz) qo'shni tugunga tarqaladi va u erdagi membranani kritik darajaga depolarizatsiya qiladi, bu esa yangi APning paydo bo'lishiga olib keladi, ya'ni qo'zg'alish keskin ravishda amalga oshiriladi (5.4-rasm). Miyelin tolasi membranasining doimiy uzunligi 5 mm ga etadi. Bu shuni anglatadiki, bu masofada elektrotonik ravishda tarqaladigan AP o'z amplitudasining 37% ni (taxminan 30 mV) saqlab qoladi va membranani kritik darajaga (Ranvier tugunlaridagi chegara potentsiali taxminan 15 mV) depolarizatsiya qilishi mumkin. Shuning uchun, marshrut bo'ylab Ranvierning eng yaqin kesishmalari shikastlanganda, harakat potentsiali 2-4 va hatto 5-kesishlarni elektrotonik qo'zg'atishi mumkin.

Dekrementsiz qo'zg'alish. Nervning turli qismlarida AP amplitudasi bir xil, ya'ni asab tolasi bo'ylab qo'zg'alishning o'tkazilishi zaiflashmasdan (kamaytirmasdan) amalga oshiriladi. Shunday qilib, axborotni kodlash AP amplitudasini o'zgartirish orqali emas, balki ularning chastotasi va vaqt bo'yicha taqsimlanishini o'zgartirish orqali amalga oshiriladi.

· Qo'zg'alishning izolyatsiya qilingan o'tkazuvchanligi. Nerv magistrallari odatda ko'p sonli nerv tolalari tomonidan hosil bo'ladi, ammo ularning har biri bo'ylab harakatlanadigan AP qo'shnilariga o'tmaydi. Nerv tolalarining bu xususiyati quyidagilar bilan bog'liq: Ú alohida nerv tolalari va ularning to'plamlarini o'rab turgan qobiqlarning mavjudligi (natijada qo'zg'alishning toladan tolaga o'tishiga to'sqinlik qiluvchi to'siq hosil bo'ladi); Ú hujayralararo suyuqlikning qarshiligi (tolalar orasidagi suyuqlik akson membranasiga qaraganda ancha past oqim qarshiligiga ega; shuning uchun oqim tolalararo bo'shliqlar bo'ylab shuntlanadi va qo'shni tolalarga etib bormaydi).

GAZ ALMASH VA GAZ TRANSPORTI

Miqdori kislorod, statsionar nafas olish sharoitida vaqt birligida nafas olayotgan havodan alveolyar bo'shliqqa kirish, bu vaqt ichida alveolalardan o'pka kapillyarlarining qoniga o'tadigan kislorod miqdoriga teng. Bu konsentratsiyani doimiy ushlab turadigan narsa. kislorod alveolyar bo'shliqda.

O'pka gazlari almashinuvining bu asosiy modeli ham xarakterlidir karbonat angidrid: o'pka kapillyarlari orqali oqib o'tadigan aralash venoz qondan alveolalarga kiradigan bu gazning miqdori nafas chiqarilgan havo bilan alveolyar bo'shliqdan tashqariga chiqarilgan karbonat angidrid miqdoriga teng.

Butun tananing ichki nafas olish sodir bo'lgan to'qimalarida kislorod kapillyarlardan hujayralarga, karbonat angidrid esa hujayralardan kapillyarlarga diffuziya yo'li bilan o'tadi.

Hujayralarda kislorod kontsentratsiyasi har doim past bo'ladi va karbonat angidrid konsentratsiyasi har doim kapillyarlarga qaraganda yuqori.

Dam oluvchi odam kislorod miqdori o'rtasidagi farq arterial va aralash venoz qonda 1 litr qonga 45-55 ml O2 ga teng va karbonat angidrid miqdori o'rtasidagi farq venoz va arterial qon 1 litr qonga 40-50 ml CO2 ni tashkil qiladi. Demak, alveolyar havodan o'pka kapillyarlari orqali oqib o'tadigan har bir litr qonga taxminan 50 ml O2, qondan esa alveolalarga 45 litr CO2 kiradi. Alveolalar ventilyatsiyasi tufayli alveolyar havoda O2 va CO2 kontsentratsiyasi amalda doimiy bo'lib qoladi.

ALVEOLAR HAVO VA QON O'RTASIDAGI GAZ ALMASHI

Alveolyar havo va o'pka kapillyarlarining qoni deb ataladigan narsa bilan ajralib turadi alveolyar-kapillyar membrana qalinligi 0,3 dan 2,0 mkm gacha o'zgarib turadi. asos alveolyar-kapillyar membrana hisoblanadi alveolyar epiteliy va kapillyar endoteliy, ularning har biri o'zining bazal membranasida joylashgan bo'lib, mos ravishda alveolyar va intravaskulyar yuzaning uzluksiz qoplamasini hosil qiladi. Epiteliy va endotelial bazal membranalar orasida interstitsial joylashgan. 1-rasm.

Ba'zi hududlarda bazal membranalar amalda bir-biriga ulashgan.

Ayirboshlash nafas olish gazlari submikroskopik tuzilmalar majmuasi orqali amalga oshiriladi tarkibida eritrotsit gemoglobin, qon plazmasi, kapillyar endoteliy va uning ikkita plazma membranasi, murakkab biriktiruvchi to‘qima qatlami, ikkitadan iborat alveolyar epiteliy mavjud. plazma membranalari, nihoyat, alveolalarning ichki qoplamasi - sirt faol moddasi. Sirt faol moddasi tufayli gazlarning tarqalishi uchun masofa uzayadi, bu alveolyar-kapillyar membrana bo'ylab kontsentratsiya gradientining biroz pasayishiga olib keladi.

Alveolokapillyar membrana orqali gazlarning o'tishi sodir bo'ladi DIFFUZIYA QONUNLARIGA MUVOFIQ. Ammo gazlar suyuqlikda eritilganda, diffuziya jarayoni keskin sekinlashadi. Masalan, karbonat angidrid suyuqlikda 13 000 marta, kislorod esa gazsimon muhitga qaraganda 300 000 marta sekin tarqaladi.

Vaqt birligida o'pka membranasidan o'tadigan gaz miqdori, ya'ni. diffuziya tezligi membrananing har ikki tomonida uning qisman bosimidagi farqga to'g'ridan-to'g'ri proportsional va diffuziya qarshiligiga teskari proportsionaldir.

Qarshilik quyidagicha aniqlanadi:

n membrananing qalinligi, gaz almashinuvi yuzasining o'lchami,

n gazning molekulyar og'irligi va haroratiga qarab diffuziya koeffitsienti bilan,

n membrananing biologik suyuqliklarida gazning eruvchanlik koeffitsienti

Kislorodning alveolyar havodan o'pka mikrotomirlarining qoniga o'tish yo'nalishi va intensivligi va karbonat angidrid - teskari yo'nalishda. qisman bosim orasidagi farqni aniqlaydi alveolyar havodagi gaz va uning qondagi kuchlanishi (erigan gazning qisman bosimi). Uchun kislorod bosim gradienti taxminan 60 mm Hg ni tashkil qiladi. (alveolalardagi qisman bosim 100 mm simob ustuni, o'pkaga kiradigan qonning kuchlanishi 40 mm simob ustuni) va uchun karbonat angidrid - taxminan 6 mm Hg (alveolalardagi qisman bosim - 40 mm Hg, o'pkaga oqayotgan qondagi kuchlanish - 46 mm Hg).

O'pkaning havo-qon to'sig'ining nafas olish gazlari uchun o'tkazuvchanligining biofizik xususiyati deyiladi. o'pkaning diffuziya qobiliyati . BU O'pka pardasidan 1 MINUTDA O'TGAN ML GAZ MIQMIDAGI MEMBRANANING Ikkala tomonida 1 mm simob ustuni bo'lgan qisman gaz bosimining farqi. Art.

O'pkaning diffuziya qobiliyatining qiymati ularning hajmiga va gaz almashinuvining tegishli sirt maydoniga bog'liq.

Chuqur nafasda nafasni ushlab turganda o'pkaning diffuziya qobiliyatining qiymati kattaroq funktsional qoldiq sig'im darajasida barqaror holatga qaraganda. O'pka kapillyarlarida qon oqimi va qon hajmining gravitatsiyaviy qayta taqsimlanishi tufayli, o'pkaning diffuziya qobiliyati yotgan holatda. Ko'proq o'tirgan holatda va o'tirgandan ko'ra - Ko'proq tik turgan holatdan ko'ra. Yoshi bilan o'pkaning diffuziya qobiliyati pasayadi.

O'pkaning chiqarish funktsiyasi - tanada hosil bo'lgan yoki unga tashqaridan kiradigan 200 dan ortiq uchuvchi moddalarni olib tashlash. Xususan, organizmda hosil bo‘lgan karbonat angidrid, metan, aseton, ekzogen moddalar (etil spirti, etil efir), narkotik gazsimon moddalar (galotan, azot oksidi) o‘pka orqali turli darajada qondan chiqariladi. Alveolalar yuzasidan suv ham bug'lanadi.

Konditsionerdan tashqari, o'pka tanani infektsiyalardan himoya qilishda ishtirok etadi. Alveolalar devorlariga o'rnashgan mikroorganizmlar alveolyar makrofaglar tomonidan ushlanib, yo'q qilinadi. Faollashgan makrofaglar kapillyarlardan chiqadigan va fagotsitozda ishtirok etadigan neytrofil va eozinofil granulotsitlarni o'ziga tortadigan kimyotaktik omillarni ishlab chiqaradi. So'rilgan mikroorganizmlarga ega makrofaglar limfa kapillyarlari va tugunlariga ko'chib o'tishga qodir, bunda yallig'lanish reaktsiyasi rivojlanishi mumkin. Organizmni o'pkaga havo bilan kirib keladigan yuqumli kasalliklardan himoya qilishda lizozim, interferon, immunoglobulinlar (IgA, IgG, IgM) va o'pkada hosil bo'lgan o'ziga xos leykotsitlar antikorlari muhim ahamiyatga ega.

Filtrlash va gemostatiko'pka funktsiyasi- o'pkadagi kichik doiradan qon o'tganda, mayda qon quyqalari va emboliyalar saqlanib qoladi va qondan chiqariladi.

Tromblar o'pkaning fibrinolitik tizimi tomonidan yo'q qilinadi. O'pka geparinning 90% gacha sintez qiladi, bu qonga kirib, uning koagulyatsiyasini oldini oladi va reologik xususiyatlarini yaxshilaydi.

Qon to'planishi o'pkada aylanma qon hajmining 15% gacha yetishi mumkin. Bu o'pkaga kirgan qonni aylanishdan o'chirmaydi. O'pkaning mikrotomirlari va venalari tomirlarining qon bilan ta'minlanishi kuchayadi va "cho'kilgan" qon alveolyar havo bilan gaz almashinuvida ishtirok etishda davom etadi.

metabolik funktsiya quyidagilarni o'z ichiga oladi: fosfolipidlar va sirt faol moddalar oqsillarini hosil qilish, kollagen va elastik tolalarni tashkil etuvchi oqsillarni sintez qilish, bronxial shilimshiqni tashkil etuvchi mukopolisaxaridlarni ishlab chiqarish, geparin sintezi, biologik faol va boshqa moddalarni shakllantirish va yo'q qilishda ishtirok etish.

O'pkada angiotenzin I yuqori faol vazokonstriktor omil - angiotensin II ga aylanadi, bradikinin 80% ga inaktivlanadi, serotonin ushlanib, yotqiziladi, shuningdek, norepinefrinning 30-40% ni tashkil qiladi. Ularda gistamin inaktivlanadi va to'planadi, insulinning 25% gacha, E va F guruhlari prostaglandinlarining 90-95% inaktivlanadi; prostaglandin (vazodilatuvchi prostaniklin) va azot oksidi (NO) hosil bo'ladi. Stress ostida yotqizilgan biologik faol moddalar o'pkadan qon oqimiga chiqarilishi va zarba reaktsiyalarining rivojlanishiga hissa qo'shishi mumkin.

Jadval. O'pkaning nafas olish bilan bog'liq bo'lmagan funktsiyalari

Funktsiya	Xarakterli
Himoya	Havoni tozalash (kirpikli epiteliy hujayralari. reologik xossalari), hujayrali (alveolyar makrofaglar, neytrofillar, limfotsitlar), gumoral (immunoglobulinlar, komplement, laktoferrin, antiproteazlar, interferon) immuniteti, lizozim (seroz hujayralar, alveolyar makrofaglar)
Detoks	Oksidaza tizimi
Fiziologik faol moddalarning sintezi	Bradikinin, serotonin, leykotrienlar, tromboksan A2, kininlar, prostaglandinlar, NO
Turli moddalar almashinuvi	Kichik doirada bradikininning 80% gacha, serotoninning 98% gacha, kalikreinning 60% gacha faolsizlanadi.
lipidlar almashinuvi	Sirt faol moddalar (sirt faol moddalar) sintezi, o'z hujayra tuzilmalarining sintezi
Protein almashinuvi	Kollagen va elastin sintezi (o'pkaning "skeleti")
uglevod almashinuvi	Mri gipoksiya glyukoza oksidlanishi uchun iste'mol qilingan CO ning 1/3 qismigacha
Gemostatik	Prostatsiklin, NO, ADP, fibrinoliz sintezi
Konditsionerlik	Havoni namlash
ajratuvchi	Metabolik mahsulotlarni olib tashlash
Suv balansi	Suvning sirtdan bug'lanishi, transkapiller almashinuvi (ter)
termoregulyatsiya	Yuqori nafas yo'llarida issiqlik uzatish
omonatchi	500 ml gacha qon
Gipoksik vazokonstriksiya	Alveolalarda O2 ning kamayishi bilan o'pka tomirlarining torayishi

O'pkada gaz almashinuvi

O'pkaning eng muhim funktsiyasi- o'pka alveolalari havosi va kichik doira kapillyarlarining qoni o'rtasida gaz almashinuvini ta'minlash. Gaz almashinuvi mexanizmlarini tushunish uchun bir-biri bilan almashinadigan muhitlarning gaz tarkibini, gaz almashinuvi sodir bo'lgan alveokapillyar tuzilmalarning xususiyatlarini bilish va o'pka qon oqimi va ventilyatsiya xususiyatlarini hisobga olish kerak.

Alveolyar va nafas chiqaradigan havoning tarkibi

Atmosfera, alveolyar (o'pka alveolalarida mavjud) va ekshalatsiyalangan havoning tarkibi jadvalda keltirilgan. bitta.

1-jadval. Atmosfera, alveolyar va ekshalatsiyalangan havodagi asosiy gazlarning tarkibi

Alveolyar havodagi gazlarning foizini aniqlash asosida ularning qisman bosimi hisoblanadi. Hisob-kitoblarda alveolyar gazdagi suv bug'ining bosimi 47 mm Hg ga teng qabul qilinadi. Art. Masalan, alveolyar gazdagi kislorod miqdori 14,4% va atmosfera bosimi 740 mm Hg bo'lsa. Art., keyin kislorodning qisman bosimi (p0 2) bo'ladi: p0 2 \u003d [(740-47) / 100] . 14,4 = 99,8 mmHg Art. Tinch holatda alveolyar gazdagi kislorodning qisman bosimi 100 mm Hg atrofida o'zgarib turadi. Art., va karbonat angidridning qisman bosimi taxminan 40 mm Hg ni tashkil qiladi. Art.

Tinch nafas olishda nafas olish va chiqarishning almashinishiga qaramay, alveolyar gazning tarkibi atigi 0,2-0,4% ga o'zgaradi, alveolyar havo tarkibining nisbiy doimiyligi saqlanib qoladi va u bilan qon o'rtasida gaz almashinuvi doimiy ravishda davom etadi. Alveolyar havo tarkibining doimiyligi o'pkaning ventilyatsiya koeffitsientining (LVL) past qiymati tufayli saqlanadi. Bu koeffitsient 1 nafas olish siklida funktsional qoldiq sig'imning qaysi qismi atmosfera havosiga almashinishini ko'rsatadi. Odatda, CVL 0,13-0,17 ni tashkil qiladi (ya'ni, tinch nafas bilan, FFU ning taxminan 1/7 qismi almashtiriladi). Alveolyar gazning tarkibi kislorod va karbonat angidrid miqdori bo'yicha atmosferadagidan 5-6% farq qiladi.

Jadval. 2. Nafas olayotgan va alveolyar havoning gaz tarkibi

O'pkaning turli sohalarining ventilyatsiya koeffitsienti farq qilishi mumkin, shuning uchun alveolyar gazning tarkibi nafaqat uzoqda, balki o'pkaning qo'shni hududlarida ham boshqa qiymatga ega. Bu bronxlarning diametri va o'tkazuvchanligiga, sirt faol moddasining ishlab chiqarilishiga va o'pkaning cho'zilishiga, tananing holatiga va o'pka tomirlarini qon bilan to'ldirish darajasiga, nafas olish va nafas olish davomiyligining tezligi va nisbatiga bog'liq. , va boshqalar. Gravitatsiya bu ko'rsatkichga ayniqsa kuchli ta'sir ko'rsatadi.

Guruch. 2. O'pka va to'qimalarda kislorod harakatining dinamikasi

Yoshi bilan, tashqi nafas olishning ko'plab ko'rsatkichlarida yoshga bog'liq sezilarli o'zgarishlarga qaramay, alveolalardagi kislorodning qisman bosimining qiymati amalda o'zgarmaydi ( , TELning pasayishi, bronxial o'tkazuvchanlikning pasayishi, FFU, TOL va boshqalar). Alveolalardagi pO 2 indeksining barqarorligini saqlab qolish nafas olish tezligining yoshga bog'liq o'sishi bilan osonlashadi.

Alveolalar va qon o'rtasida gazlarning tarqalishi

Alveolalar havosi va qon o'rtasida gazlarning tarqalishi diffuziyaning umumiy qonuniga bo'ysunadi, unga ko'ra harakatlantiruvchi kuch alveolalar va qon o'rtasidagi gazning qisman bosimi (kuchlanishlari) farqidir (3-rasm).

O'pkaga oqayotgan qon plazmasida erigan holatda bo'lgan gazlar qondagi kuchlanishni hosil qiladi, bu havodagi qisman bosim bilan bir xil birliklarda (mm Hg) ifodalanadi. Kichik doira kapillyarlarining qonida kislorod kuchlanishining o'rtacha qiymati (pO 2) 40 mm Hg. Art., va uning alveolyar havodagi qisman bosimi 100 mm Hg. Art. Alveolyar havo va qon orasidagi kislorod bosimi gradienti 60 mm Hg ni tashkil qiladi. Art. Oqib kelayotgan venoz qondagi karbonat angidridning kuchlanishi 46 mm Hg ni tashkil qiladi. Art., alveolalarda - 40 mm Hg. Art. va karbonat angidrid bosimi gradienti 6 mm Hg. Art. Bu gradientlar alveolyar havo va qon o'rtasidagi gaz almashinuvining harakatlantiruvchi kuchi hisoblanadi. Shuni yodda tutish kerakki, bu gradientlar faqat kapillyarlarning boshida mavjud, ammo qon kapillyar orqali harakat qilganda alveolyar gazdagi qisman bosim va qondagi kuchlanish o'rtasidagi farq kamayadi.

Guruch. 3. Alveolyar havo va qon o'rtasidagi gaz almashinuvining fizik-kimyoviy va morfologik sharoitlari.

Alveolyar havo va qon o'rtasidagi kislorod almashinuvining tezligiga diffuziya sodir bo'ladigan muhitning xususiyatlari ham, kislorodning uzatilgan qismi gemoglobin bilan bog'langan vaqt (taxminan 0,2 s) ta'sir qiladi.

Alveolyar havodan eritrotsitga o'tishi va gemoglobin bilan bog'lanishi uchun kislorod molekulasi diffuziyalanishi kerak:

• alveolani qoplaydigan sirt faol moddalar qatlami;
• alveolyar epiteliya;
• bazal membranalar va epiteliy va endoteliy orasidagi interstitsial bo'shliq;
• kapillyar endoteliy;
• endoteliy va eritrotsitlar orasidagi qon plazmasi qatlami;
• eritrotsitlar membranasi;
• eritrotsitlardagi sitoplazma qatlami.

Ushbu diffuziya maydonining umumiy masofasi 0,5 dan 2 mkm gacha.

O'pkada gazlarning tarqalishiga ta'sir qiluvchi omillar Fick formulasida aks ettirilgan:

V = -kS(P 1 -P 2)/d,

bu erda V - tarqaladigan gazning hajmi; k - gazning to'qimalarda eruvchanligiga va uning molekulyar og'irligiga qarab, gazlar uchun muhitning o'tkazuvchanlik koeffitsienti; S - o'pkaning diffuziya yuzasi maydoni; R 1 va R 2 - qon va alveolalardagi gaz tarangligi; d - diffuziya fazosining qalinligi.

Amalda, diagnostika maqsadida indikator aniqlanadi, chaqiriladi o'pkaning kislorod uchun diffuziya qobiliyati(DL O2). U kislorod bosimi gradienti 1 mm simob ustunida 1 daqiqada alveolyar havodan butun gaz almashinuv yuzasi orqali qonga tarqalgan kislorod hajmiga teng. Art.

DL O2 = Vo 2 / (P 1 -P 2)

bu erda Vo 2 - kislorodning qonga 1 daqiqada tarqalishi; P 1 - alveolalardagi kislorodning qisman bosimi; P 2 - qondagi kislorod kuchlanishi.

Ba'zan bu ko'rsatkich deyiladi uzatish koeffitsienti. Odatda, kattalar dam olayotganda, DL O2 \u003d 20-25 ml / min mm Hg qiymati. Art. Da jismoniy faoliyat DL O2 ortadi va 70 ml / min mm Hg ga yetishi mumkin. Art.

Keksa odamlarda DL O2 qiymati pasayadi; 60 yoshda, bu yoshlarnikidan taxminan 1/3 ga kam.

DL O2 ni aniqlash uchun ko'pincha DL CO ning texnik jihatdan soddaroq ta'rifi qo'llaniladi. Ular tarkibida 0,3% uglerod oksidi bo'lgan havodan bir marta nafas oladilar, nafaslarini 10-12 soniya ushlab turadilar, so'ngra nafas chiqaradilar va chiqarilgan havoning oxirgi qismidagi CO miqdorini aniqlab, CO ning qonga o'tishini hisoblaydilar: DL O2 = DL CO. 1.23.

CO 2 uchun biologik muhitning o'tkazuvchanlik koeffitsienti kislorodga qaraganda 20-25 baravar yuqori. Shuning uchun CO 2 ning tana to'qimalarida va o'pkada kislorodga nisbatan pastroq tarqalishi, uning kontsentratsiyasi gradientlari tez va venoz qonda mavjud bo'lgan karbonat angidridning (46 mm Hg. Art.) alveolalarda (40 mm Hg. Art.), qisman bosim, qoida tariqasida, hatto qon oqimi yoki shamollatish ba'zi etishmovchiligi bilan alveolyar havoga qochishga muvaffaq bo'ladi, bunday sharoitlarda kislorod almashinuvi kamayadi.

Guruch. 4. Tizimli va o'pka qon aylanishining kapillyarlarida gaz almashinuvi

O'pka kapillyarlarida qon harakatining tezligi shundayki, bitta eritrotsit kapillyardan 0,75-1 sekundda o'tadi. Bu vaqt alveolalardagi kislorodning qisman bosimini va uning o'pka kapillyarlari qonidagi kuchlanishini deyarli to'liq muvozanatlash uchun etarli. Kislorodni eritrotsitlar gemoglobiniga bog'lash uchun bor-yo'g'i 0,2 soniya kerak bo'ladi. Qon va alveolalar orasidagi karbonat angidrid bosimi ham tezda muvozanatlashadi. Sog'lom odamda arterial qonning kichik doirasi tomirlari orqali o'pkadan qo'riqchida, normal sharoitda kislorod tarangligi 85-100 mm Hg ni tashkil qiladi. Art., va kuchlanish CO 2 -35-45 mm Hg. Art.

O'pkada gaz almashinuvining shartlari va samaradorligini tavsiflash uchun DL 0 bilan bir qatorda kisloroddan foydalanish koeffitsienti (KI O2) ham qo'llaniladi, bu o'pkaga kiradigan 1 litr havodan so'rilgan kislorod miqdorini (ml da) aks ettiradi: KI 02 \u003d V O2 ml * min - 1 / MOD l * min -1 Oddiy CI = 35-40 ml * l -1.

To'qimalarda gaz almashinuvi

To'qimalarda gaz almashinuvi o'pkada gaz almashinuvi bilan bir xil tarzda sodir bo'ladi. Gazlarning tarqalishi ularning kuchlanish gradientlari yo'nalishi bo'yicha ketadi, uning tezligi bu gradientlarning kattaligiga, qon kapillyarlarining ishlash maydoniga, diffuziya bo'shlig'ining qalinligi va gazlarning xususiyatlariga bog'liq. Bu omillarning ko'pchiligi va shuning uchun gaz almashinuvining tezligi qon oqimining chiziqli va hajmli tezligiga, gemoglobin tarkibi va xususiyatlariga, haroratga, pH ga, hujayra fermentlarining faolligiga va boshqa bir qator shartlarga qarab o'zgarishi mumkin.

Ushbu omillarga qo'shimcha ravishda, qon va to'qimalar o'rtasida gazlar (ayniqsa kislorod) almashinuvi osonlashadi: oksigemoglobin molekulalarining harakatchanligi (eritrotsitlar membranasi yuzasiga tarqalishi), sitoplazma va interstitsial suyuqlikning konvektsiyasi, shuningdek filtrlash. va mikrovaskulyardagi suyuqlikning reabsorbtsiyasi.

Kislorodning gaz almashinuvi

Arterial qon va to'qimalar o'rtasidagi gaz almashinuvi 30-40 mikron diametrli arteriolalar darajasida boshlanadi va butun mikrovaskulatura bo'ylab venulalar darajasiga qadar amalga oshiriladi. Biroq, gaz almashinuvida asosiy rol kapillyarlar tomonidan o'ynaydi. To'qimalarda gaz almashinuvini o'rganish uchun kislorod bilan ta'minlangan kapillyar va qo'shni to'qimalar tuzilmalarini o'z ichiga olgan "to'qima silindr (konus)" deb ataladigan narsani tushunish foydalidir (5-rasm). Bunday silindrning diametrini kapillyarlararo masofadan aniqlash mumkin. Yurak mushaklarida taxminan 25 mikron, miya yarim korteksida 40 mikron, skelet mushaklarida 80 mikron.

To'qimalar tsilindrida gaz almashinuvining harakatlantiruvchi kuchi kislorodning kuchlanish gradientidir. Uzunlamasına va ko'ndalang gradyanlar mavjud. Uzunlamasına gradient kapillyar bo'ylab yo'naltiriladi. Kapillyarning dastlabki qismidagi kislorod kuchlanishi taxminan 100 mm Hg bo'lishi mumkin. Art. Eritrositlar kapillyarning venoz qismiga qarab harakat qilganda va kislorod to'qimalarga tarqalib ketganda, pO2 o'rtacha 35-40 mm Hg ga tushadi. Art., lekin ba'zi sharoitlarda u 10 mm Hg ga tushishi mumkin. Art. To'qima tsilindridagi transvers O2 kuchlanish gradienti 90 mm Hg ga yetishi mumkin. Art. (kapillyardan eng uzoqdagi to'qimalarda, "o'lik burchak" deb ataladigan joyda, p0 2 0-1 mm Hg bo'lishi mumkin).

Guruch. 5-rasm. “To‘qima tsilindri”ning sxematik ko‘rinishi va dam olish va intensiv ish paytida kapillyarning arterial va venoz uchlarida kislorod tarangligini taqsimlash.

Shunday qilib, to'qima tuzilmalarida hujayralarga kislorod etkazib berish ularning qon kapillyarlaridan olib tashlash darajasiga bog'liq. Kapillyarning venoz qismiga ulashgan hujayralar kislorod yetkazib berish uchun eng yomon sharoitda. Hujayralardagi oksidlanish jarayonlarining normal borishi uchun kislorodning 0,1 mm Hg kuchlanishi etarli. Art.

To'qimalarda gaz almashinuvi shartlariga nafaqat kapillyarlararo masofa, balki qo'shni kapillyarlarda qon harakati yo'nalishi ham ta'sir qiladi. Agar ma'lum bir to'qima hujayrasini o'rab turgan kapillyar tarmoqdagi qon oqimining yo'nalishi ko'p yo'nalishli bo'lsa, bu to'qimalarni kislorod bilan ta'minlash ishonchliligini oshiradi.

Kislorodni to'qimalar tomonidan ushlash samaradorligi qiymat bilan tavsiflanadi kisloroddan foydalanish koeffitsienti(KUK) - vaqt birligida arterial qondan to'qima tomonidan so'rilgan kislorod hajmining bir vaqtning o'zida to'qima tomirlariga qon tomonidan etkazib beriladigan kislorodning umumiy hajmiga nisbati, foizlarda ifodalangan. To'qimalarning FMC ni arterial tomirlar qonida va to'qimadan oqib chiqadigan venoz qondagi kislorod miqdoridagi farq bilan aniqlash mumkin. Insonda jismoniy dam olish holatida CMC ning o'rtacha qiymati 25-35% ni tashkil qiladi. O'rim-yig'im paytida ham turli organlarda KUKning qiymati bir xil emas. Dam olishda miyokard AC 70% ni tashkil qiladi.

Jismoniy faollik paytida kisloroddan foydalanish darajasi 50-60% gacha ko'tariladi va ba'zi faol ishlaydigan mushaklar va yurakda u 90% ga yetishi mumkin. Mushaklardagi FCA ning bunday o'sishi, birinchi navbatda, ulardagi qon oqimining oshishi bilan bog'liq. Shu bilan birga, tinch holatda ishlamagan kapillyarlar ochiladi, diffuziya yuzasi kattalashadi va kislorod uchun diffuziya masofalari kamayadi. Qon oqimining ko'payishi ham refleksli, ham mushak tomirlarini kengaytiradigan mahalliy omillar ta'sirida yuzaga kelishi mumkin. Bunday omillar ishlaydigan mushak haroratining oshishi, pCO 2 ning oshishi va qon pH ning pasayishi bo'lib, ular nafaqat qon oqimini oshiradi, balki gemoglobinning kislorodga yaqinligini pasaytiradi va kislorod diffuziyasining tezlashishiga olib keladi. qon to'qimalarga.

To'qimalarda kislorod kuchlanishining pasayishi yoki uni to'qimalarning nafas olishi uchun ishlatish qiyinligi deyiladi gipoksiya. Gipoksiya o'pka ventilyatsiyasining buzilishi yoki qon aylanishining buzilishi, to'qimalarda gazlarning tarqalishining buzilishi, shuningdek hujayra fermentlarining faolligining etishmasligi bo'lishi mumkin.

Skelet mushaklari va yurakning to'qima gipoksiyasining rivojlanishi ma'lum darajada ularda mavjud bo'lgan xromoprotein - kislorod ombori vazifasini bajaradigan miyoglobin tomonidan oldini oladi. Mioglobinning prostetik guruhi gemoglobin gemogiga o'xshaydi va molekulaning oqsil qismi bitta polipeptid zanjiri bilan ifodalanadi. Mioglobinning bir molekulasi faqat bitta kislorod molekulasini, 1 g miyoglobin esa 1,34 ml kislorodni bog'lashga qodir. Ayniqsa, miyokardda juda ko'p miyoglobin mavjud - o'rtacha 4 mg / g to'qimalar. Mioglobinning to'liq kislorodlanishi bilan 1 g to'qimalarda u tomonidan yaratilgan kislorod ta'minoti 0,05 ml ni tashkil qiladi. Bu kislorod yurakning 3-4 marta qisqarishi uchun etarli bo'lishi mumkin. Mioglobinning kislorodga yaqinligi gemoglobinnikidan yuqori. Miyoglobin uchun yarim to'yinganlik bosimi P 50 3 dan 4 mm Hg gacha. Art. Shuning uchun mushakning qon bilan etarli darajada perfuziyasi sharoitida u kislorodni saqlaydi va uni faqat gipoksiyaga yaqin sharoitlar paydo bo'lganda chiqaradi. Odamlarda miyoglobin organizmdagi kislorodning umumiy miqdorining 14% gacha bog'lanadi.

V o'tgan yillar to'qimalar va hujayralardagi kislorodni bog'lay oladigan boshqa oqsillar topildi. Bularga miya to'qimalarida va ko'zning to'r pardasida joylashgan protein neyroglobin va neyronlar va boshqa hujayra turlarida joylashgan sitoglobin kiradi.

Giperoksiya - normaga nisbatan qon va to'qimalarda kislorod kuchlanishining kuchayishi. Bu holat odam sof kislorodni nafas olayotganda (kattalar uchun bunday nafas olish 4 soatdan ko'p bo'lmagan vaqtga ruxsat etiladi) yoki u yuqori havo bosimi bo'lgan kameralarga yotqizilganida rivojlanishi mumkin. Giperoksiya bilan kislorod bilan zaharlanish belgilari asta-sekin rivojlanishi mumkin. Shuning uchun kislorod miqdori yuqori bo'lgan gaz aralashmasi bilan nafas olishni uzoq vaqt davomida ishlatish bilan uning miqdori 50% dan oshmasligi kerak. Yangi tug'ilgan chaqaloqlar uchun nafas olayotgan havoda kislorod miqdori oshishi ayniqsa xavflidir. Sof kislorodning uzoq vaqt inhalatsiyasi retinaga, o'pka epiteliyasiga va ba'zi miya tuzilmalariga zarar etkazish xavfini tug'diradi.

Karbonat angidridning gaz almashinuvi

Odatda, arterial qondagi karbonat angidridning kuchlanishi 35-45 mm Hg ni tashkil qiladi. Art. Kiruvchi arterial qon va to'qima kapillyarini o'rab turgan hujayralar orasidagi karbonat angidridning kuchlanish gradienti 40 mm Hg ga yetishi mumkin. Art. (Arteriya qonida 40 mm Hg va chuqur hujayra qatlamlarida 60-80 mm gacha). Ushbu gradient ta'sirida karbonat angidrid to'qimalardan kapillyar qonga tarqalib, undagi kuchlanishning 46 mm Hg gacha oshishiga olib keladi. Art. va karbonat angidrid miqdorini 56-58 vol% gacha oshirish. To'qimalardan qonga tushadigan barcha karbonat angidridning taxminan chorak qismi gemoglobin bilan bog'lanadi, qolgan qismi karbonat angidraz fermenti tufayli suv bilan birlashadi va karbonat kislotasini hosil qiladi, u Na "va K" ionlari qo'shilishi va tez neytrallanadi. bu bikarbonatlar shaklida o'pkaga ko'chiriladi.

Inson tanasida erigan karbonat angidrid miqdori 100-120 litrni tashkil qiladi. Bu qon va to'qimalarda taxminan 70 barobar ko'p kislorod zahirasi. Qonda karbonat angidridning kuchlanishi o'zgarganda, u bilan to'qimalar o'rtasida uning intensiv qayta taqsimlanishi sodir bo'ladi. Shuning uchun o'pkaning etarli darajada ventilyatsiyasi bilan qondagi karbonat angidrid darajasi kislorod darajasidan ko'ra sekinroq o'zgaradi. Yog 'va suyak to'qimalari ayniqsa o'z ichiga olganligi sababli katta miqdorda erigan va bog'langan karbonat angidrid, ular hiperkapniya paytida karbonat angidridni ushlab, gipokapniya paytida uni bo'shatish uchun bufer vazifasini bajarishi mumkin.

Gazni qon orqali tashish

O'pkada gaz almashinuvi

Alveolalar havosi va o'pka kapillyarlarining qoni o'rtasidagi gaz almashinuvi alveolalardagi kislorod va karbonat angidridning qisman bosimining farqi va bu gazlarning qondagi tarangligi tufayli sodir bo'ladi. Qisman bosim gazlar aralashmasidagi umumiy bosimning ma'lum bir gazga tegishli bo'lgan qismidir. Suyuqlikdagi gazning qisman bosimi stress deb ataladi.

Alveolyar havodagi kislorodning parsial bosimi (106 mm simob ustuni) o'pka kapillyarlarining venoz qoniga qaraganda (40 mm simob ustuni) yuqori bo'lganligi sababli kislorod kapillyarlarga tarqaladi. Boshqa tomondan, kapillyar qondagi karbonat angidridning kuchlanishi (47 mmHg) alveolyar havoga (40 mmHg) qaraganda kattaroqdir, shuning uchun karbonat angidrid alveolalarga pastroq bosim tomon tarqaladi.

Shuni ta'kidlash kerakki, karbonat angidridning alveolalar devorlari orqali tarqalish tezligi kislorodning tarqalish tezligidan 20-25 baravar yuqori, shuning uchun o'pkada karbonat angidrid almashinuvi to'liq sodir bo'ladi va kislorod almashinuvi. qisman hisoblanadi. Alveolyar devorlar orqali kislorodning qonga tarqalish tezligi karbonat angidrid diffuziya tezligining 1/20 - 1/25 qismini tashkil qiladi, shuning uchun o'pkadan oqib chiqadigan arterial qonda kislorodning qisman bosimi 6 mm Hg ni tashkil qiladi. . alveolyar havoga qaraganda kamroq.

Gazlarni tashish qon orqali amalga oshiriladi va ularning yo'nalishi bo'yicha gazlarning qisman bosimi (kuchlanish) farqi bilan ta'minlanadi: o'pkadan to'qimalarga kislorod, hujayralardan o'pkaga karbonat angidrid.

Kislorod qon plazmasida yomon eriydi, shuning uchun uni tashishda asosiy rolni eritrotsit gemoglobin o'ynaydi, u bilan beqaror oksigemoglobin birikmasini hosil qiladi. Qonda kislorodning kamayishi gipoksemiya deb ataladi.

Karbonat angidrid o'pkaga erigan shaklda, mo'rt birikmalar - karbonat kislotasi, natriy va kaliy bikarbonatlar shaklida ko'chiriladi. Faqat 25-30% - gemoglobin bilan birlashib, beqaror birikma - karbgemoglobin hosil qiladi.

To'qimalarda kislorodning qisman bosimining pasayishi (0-20 mm Hg) atmosfera havosidagi yuqori qisman bosimiga nisbatan bu gazning to'qimalarga kirib borishiga olib keladi. Karbonat angidrid uchun bosim gradienti (farq) teskari yo'nalishda yo'naltiriladi: to'qimalarda karbonat angidridning qisman bosimi 60 mm Hg, atmosfera havosida esa atigi 0,2 mm Hg. Natijada, karbonat angidrid to'qimalardan chiqariladi.

Gaz almashinuvining intensivligiga quyidagilar ta'sir qiladi: atrof-muhitning kislotaliligi, inson tanasining harorati, kapillyarlarning uzunligi, qon oqimining tezligi va boshqalar To'qimalarda metabolizm qanchalik intensiv bo'lsa, to'qimalarning to'ri shunchalik zichroq bo'ladi. undagi kapillyarlar: masalan, miokardda har bir mushak tolasiga bitta kapillyar tushadi. Organlarning kislorodga bo'lgan ehtiyoji har xil: u miyokardda, bosh miya po'stlog'ida, jigarda, buyrak po'stlog'ida ko'p bo'ladi va mushaklarda, miya oq moddasida kamayadi.Yurakning kislorod bilan ta'minlanishi diastolada maksimal va minimal bo'ladi. sistol paytida. Miyokardning kislorodga bo'lgan ehtiyoji qisqa vaqt ichida nafas olish mushaklari oqsili - miyoglobin bilan qondiriladi, ammo uning zahiralari cheklangan. Qon va to'qimalarda kislorodning zarur kuchlanishi faqat alveolyar havoda va o'pka kapillyarlarining qonida CO ² va O ² ning optimal miqdori bilan ta'minlanadi, bu nafas olish chuqurligi va chastotasi bilan ta'minlanadi. To'qimalarda kislorodning qisman bosimining pasayishi to'qima gipoksiyasi yoki anoksiya deb ataladi (agar to'qimalarda kislorodning qisman bosimi nolga teng bo'lsa).

To'qimalarni kislorod bilan ta'minlash va karbonat angidridni olib tashlash bir nechta tizimlarning muvofiqlashtirilgan faoliyati bilan ta'minlanadi: qon, nafas olish, yurak-qon tomir. Ishchi organlarda to'qimalarning nafas olish intensivligining oshishi faqat o'pkaning ventilyatsiyasi, yurak ishi va aylanma qon hajmining mos ravishda oshishi bilan amalga oshiriladi.

matn_maydonlari

matn_maydonlari

strelka_yuqoriga

Statsionar nafas olish sharoitida nafas olayotgan havodan vaqt birligida alveolyar bo'shliqqa kiradigan kislorod miqdori bu vaqt ichida alveolalardan o'pka kapillyarlari qoniga o'tadigan kislorod miqdoriga teng. Bu alveolyar bo'shliqda kislorod kontsentratsiyasining (va qisman bosimining) doimiyligini ta'minlaydi. O'pka gazlari almashinuvining bu asosiy sxemasi karbonat angidridga ham xosdir: o'pka kapillyarlari orqali oqadigan aralash venoz qondan alveolalarga kiradigan bu gazning miqdori alveolyar bo'shliqdan tashqariga chiqarilgan karbonat angidrid miqdoriga teng. ekshalatsiyalangan havo bilan.

Tinch holatda bo'lgan odamda arterial va aralash venoz qondagi kislorod miqdori o'rtasidagi farq 1 litr qon uchun 45-55 ml O 2 ni, venoz va arterial qondagi karbonat angidrid miqdori o'rtasidagi farq esa 40-50 ml CO ni tashkil qiladi. 1 litr qon uchun 2 ta. Demak, alveolyar havodan o'pka kapillyarlari orqali oqib o'tadigan har bir litr qonga taxminan 50 ml O 2, qondan esa alveolalarga 45 litr CO 2 kiradi. Alveolalar ventilyatsiyasi tufayli alveolyar havoda O 2 va CO 2 konsentratsiyasi amalda doimiy bo'lib qoladi.

Alveolyar havo va qon o'rtasida gaz almashinuvi

matn_maydonlari

matn_maydonlari

strelka_yuqoriga

Alveolyar havo va o'pka kapillyarlarining qoni deb ataladigan narsa bilan ajralib turadi alveolyar-kapillyar membrana, qalinligi 0,3 dan 2,0 mkm gacha o'zgarib turadi. Alveolyar-kapillyar membrananing asosi alveolyar epiteliy va kapillyar endoteliy, ularning har biri o'zining bazal membranasida joylashgan bo'lib, mos ravishda alveolyar va tomir ichidagi yuzaning uzluksiz qoplamasini hosil qiladi. Epiteliy va endotelial bazal membranalar orasida interstitsial joylashgan. Ba'zi joylarda bazal membranalar amalda bir-biriga yopishadi (8.6-rasm).

Guruch. 8.6. Alveolyar-kapillyar membrana (sxema)

Havo-qon to'sig'ining uzluksiz tarkibiy qismlari: hujayra membranasi (PM) va bazal membrana (VM). Uzluksiz komponentlar: alveolyar makrofaglar (P), pufakchalar va vakuolalar (V), mitoxondriyalar (M), endoplazmatik retikulum (ER), yadrolar (N), qatlamli kompleks (G), kollagen (C) va elastik (EL) biriktiruvchi to'qima tolalari. .

Surfaktant

matn_maydonlari

matn_maydonlari

strelka_yuqoriga

Nafas olish gazlarining almashinuvi eritrotsit gemoglobini, qon plazmasi, kapillyar endoteliy va uning ikkita plazma membranasi, murakkab biriktiruvchi to'qima qatlami, ikkita plazma membranali alveolyar epiteliy va nihoyat, ichki qoplamani o'z ichiga olgan submikroskopik tuzilmalar to'plami orqali amalga oshiriladi. alveolalar - sirt faol moddasi(sirt faol moddasi). Ikkinchisining qalinligi taxminan 50 nm bo'lib, fosfolipidlar, oqsillar va polisaxaridlar majmuasi bo'lib, alveolyar epiteliya hujayralari tomonidan doimiy ravishda ishlab chiqariladi, yarimparchalanish davri 12-16 soatni tashkil qiladi. Sirt faol moddaning alveolaning epitelial qoplamiga qatlamlanishi alveolyar-kapillyar membranaga qo'shimcha diffuziya muhitini yaratadi, bu gazlar massa o'tishi paytida uni engib chiqadi. Sirt faol moddasi tufayli gazlarning tarqalishi uchun masofa uzayadi, bu alveolyar-kapillyar membrana bo'ylab kontsentratsiya gradientining biroz pasayishiga olib keladi. Biroq, sirt faol moddalarsiz nafas olish umuman mumkin emas edi, chunki alveolalar devorlari alveolyar epiteliyga xos bo'lgan sezilarli sirt tarangligi ta'sirida bir-biriga yopishadi.

Sirt faol moddasi alveolyar devorlarining sirt tarangligini nolga yaqinlashtiradi va shunday qilib:

a) yangi tug'ilgan chaqaloqning birinchi nafasida o'pkani to'g'rilash imkoniyatini yaratadi;
b) ekshalasyon paytida atelektaz rivojlanishining oldini oladi;
v) kattalardagi o'pka to'qimalarining elastik qarshiligining 2/3 qismini va nafas olish zonasi tuzilishining barqarorligini ta'minlaydi;
d) gaz-suyuqlik chegarasi bo'ylab kislorodning yutilish tezligini va alveolyar sirtdan suv bug'lanishining intensivligini tartibga soladi.

Sirt faol moddasi alveolalar sirtini ham tozalaydi nafas olish bilan tutilgan va bakteriostatik faollikka ega bo'lgan begona zarralardan.

Gazlarning alveolo-kapillyar membranadan o'tishi

matn_maydonlari

matn_maydonlari

strelka_yuqoriga

Gazlarning alveolo-kapillyar membranadan o'tishi qonunlarga muvofiq sodir bo'ladi diffuziya, lekin gazlar suyuqlikda eritilganda diffuziya jarayoni keskin sekinlashadi. Masalan, karbonat angidrid suyuqlikda 13 000 marta, kislorod esa gazsimon muhitga qaraganda 300 000 marta sekin tarqaladi. Vaqt birligida o'pka membranasidan o'tadigan gaz miqdori, ya'ni. diffuziya tezligi membrananing har ikki tomonida uning qisman bosimidagi farqga to'g'ridan-to'g'ri proportsional va diffuziya qarshiligiga teskari proportsionaldir. Ikkinchisi membrananing qalinligi va gaz almashinuvi yuzasining o'lchami, uning molekulyar og'irligi va haroratiga bog'liq bo'lgan gazning diffuziya koeffitsienti, shuningdek, gazning biologik suyuqliklarda eruvchanlik koeffitsienti bilan belgilanadi. membrana.

O'tishning yo'nalishi va intensivligi alveolyar havodan kislorod o'pka mikrotomirlarining qoniga, va karbonat angidrid - qarama-qarshi yo'nalishda, alveolyar havodagi gazning qisman bosimi va qondagi kuchlanish (erigan gazning qisman bosimi) o'rtasidagi farqni aniqlaydi. Kislorod uchun bosim gradienti taxminan 60 mm Hg ni tashkil qiladi. (alveolalardagi qisman bosim 100 mm Hg, o'pkaga kiradigan qonning kuchlanishi esa 40 mm Hg), karbonat angidrid uchun esa - taxminan 6 mm Hg. (alveolalardagi qisman bosim 40 mm simob ustuni, o'pkaga oqayotgan qonning kuchlanishi 46 mm Hg).

O'pkada kislorod tarqalishiga qarshilik alveolyar-kapillyar membrana, kapillyarlardagi plazma qatlami, eritrotsitlar membranasi va uning protoplazma qatlami tomonidan yaratiladi. Shuning uchun o'pkada kislorod tarqalishiga umumiy qarshilik membrana va intrakapillarar komponentlardan iborat. O'tkazuvchanlikning biofizik xarakteristikasi havodagi o'pka to'sig'i nafas olish gazlari uchun shunday deyiladi o'pkaning diffuziya qobiliyati. Bu membrananing har ikki tomonida qisman gaz bosimining 1 mm Hg farqi bilan 1 daqiqada o'pka membranasidan o'tadigan ml gaz miqdori. Sog'lom odamda tinch holatda o'pkaning kislorod uchun diffuziya qobiliyati 20-25 ml min -1 mm Hg ni tashkil qiladi. -bir.

O'pkaning diffuziya qobiliyatining qiymati ularning hajmiga va gaz almashinuvining tegishli sirt maydoniga bog'liq. Bu ko'p jihatdan erkaklarda o'pkaning diffuziya qobiliyatining qiymati ayollarnikidan kattaroq bo'lishini, shuningdek, chuqur nafasda nafasni ushlab turganda o'pkaning diffuziya qobiliyatining qiymati kattaroq ekanligini tushuntiradi. funktsional qoldiq sig'im darajasida barqaror holatda. O'pka kapillyarlarida qon oqimi va qon hajmining gravitatsiyaviy qayta taqsimlanishi tufayli o'pkaning diffuziya qobiliyati o'tirgan holatda, o'tirgan holatda esa tik holatda bo'ladi. Yoshi bilan o'pkaning diffuziya qobiliyati pasayadi.

Qonda kislorodni tashish

matn_maydonlari

matn_maydonlari

strelka_yuqoriga

Qondagi kislorod erigan shaklda va gemoglobin bilan birgalikda bo'ladi. Plazmada juda oz miqdorda kislorod eriydi. 37 °C da kislorodning eruvchanligi 0,225 ml * l -1 * kPa -1 (0,03 ml-l -1 mm Hg -1) bo'lgani uchun, u holda 13,3 kPa (100 mm) kislorod bosimida har 100 ml qon plazmasi. rg. Art.) erigan holatda atigi 0,3 ml kislorodni olib yurishi mumkin. Bu organizmning hayoti uchun etarli emasligi aniq. Qondagi kislorod miqdori va uni to'qimalar tomonidan to'liq iste'mol qilish sharti bilan, dam olishda qonning daqiqalik hajmi 150 l / min dan ortiq bo'lishi kerak edi. Kislorodni u orqali tashishning boshqa mexanizmining ahamiyati shundan kelib chiqadi cogemoglobin bilan bog'lanish.

Gemoglobinning har bir grammi 1,39 ml kislorodni bog'lashga qodir va shuning uchun gemoglobin miqdori 150 g / l bo'lsa, har 100 ml qon 20,8 ml kislorodni olib yurishi mumkin.

Qonning nafas olish funktsiyasining ko'rsatkichlari

1. Gemogloning kislorod sig'imi bina. Gemoglobin to'liq to'yingan bo'lsa, unga bog'lanishi mumkin bo'lgan kislorod miqdorini aks ettiruvchi miqdor deyiladi. gemoglo kislorod sig'imibin a.

2. Shunday qilibqonda kislorodni ushlab turish. Qonning nafas olish funktsiyasining yana bir ko'rsatkichi coqonda kislorodni ushlab turish gemoglobin bilan bog'liq bo'lgan va plazmada jismoniy erigan kislorodning haqiqiy miqdorini aks ettiradi.

3. Gemoglobinning kislorod bilan to'yinganlik darajasi . 100 ml arterial qonda normal holatda 19-20 ml kislorod, venoz qonning bir xil hajmida 13-15 ml kislorod, arterio-venoz farq esa 5-6 ml ni tashkil qiladi. Gemoglobin bilan bog'liq bo'lgan kislorod miqdori ikkinchisining kislorod sig'imiga nisbati gemoglobinning kislorod bilan to'yinganlik darajasining ko'rsatkichidir. Sog'lom odamlarda arterial qondagi gemoglobinning kislorod bilan to'yinganligi 96% ni tashkil qiladi.

Ta'lim oksigemoglobin o'pkada va uning to'qimalarda tiklanishi qondagi kislorodning qisman kuchlanishiga bog'liq: uning ortishi bilan. Gemoglobinning kislorod bilan to'yinganligi oshadi, pasayganda u kamayadi. Bu munosabat chiziqli emas va S-shakliga ega bo'lgan oksigemoglobin dissotsiatsiya egri chizig'i bilan ifodalanadi (8.7-rasm).

8.7-rasm. Oksigemoglobin dissotsiatsiya egri chizig'i.

8.7-rasm. Oksigemoglobin dissotsiatsiya egri chizig'i.
1 - pH ning oshishi yoki haroratning pasayishi yoki 2,3-DPG ning pasayishi bilan;
2 - pH 7,4 va 37 ° S da normal egri;
3 - pH ning pasayishi yoki haroratning oshishi yoki 2,3-DPG ning oshishi bilan.

Kislorodli arterial qon dissotsiatsiya egri chizig'ining platosiga to'g'ri keladi va to'qimalarda to'yinmagan qon uning keskin kamayib borayotgan qismiga to'g'ri keladi. Uning yuqori qismidagi egri chiziqning yumshoq qiyaligi (yuqori O2 kuchlanish zonasi) O2 kuchlanishi 9,3 kPa (70 mm Hg) ga tushganda ham arterial qon gemoglobinining kislorod bilan to'liq to'yinganligi ta'minlanganligini ko'rsatadi. O kuchlanishining 13,3 kPa dan 2,0-2,7 kPa gacha (100 dan 15-20 mm Hg gacha) pasayishi gemoglobinning kislorod bilan to'yinganligiga deyarli ta'sir qilmaydi (HbO 2 2-3% ga kamayadi). Pastroq O 2 kuchlanishida oksigemoglobin ancha oson ajraladi (egri chiziqning keskin tushish zonasi). Shunday qilib, O 2 kuchlanishi 8,0 dan 5,3 kPa gacha (60 dan 40 mm Hg gacha) kamaytirilganda, gemoglobinning kislorod bilan to'yinganligi taxminan 15% ga kamayadi.

Oksigemoglobin dissotsiatsiya egri chizig'ining holati odatda kislorodning qisman kuchlanishi bilan miqdoriy jihatdan ifodalanadi, bunda gemoglobinning to'yinganligi 50% (P 50). 37 ° C va pH 7,40 haroratda P 50 ning normal qiymati taxminan 3,53 kPa (26,5 mm Hg) ni tashkil qiladi.

Oksigemoglobinning dissotsiatsiya egri chizig'i ma'lum sharoitlarda pH, CO 2 tarangligi, tana harorati va 2,3-diafosfogliserat (2,3) tarkibidagi o'zgarishlar ta'sirida S-shaklini saqlab, u yoki bu yo'nalishda siljishi mumkin. -DPG) eritrotsitlarda, ularda gemoglobin kislorodni bog'lash qobiliyati. Ishlaydigan mushaklarda intensiv metabolizm natijasida CO 2 va sut kislotasi hosil bo'lishi kuchayadi va issiqlik ishlab chiqarish ham ortadi. Bu omillarning barchasi gemoglobinning kislorodga yaqinligini pasaytiradi. Bunday holda, dissotsiatsiya egri chizig'i o'ngga siljiydi (8.7-rasm), bu kislorodning oksigemoglobindan osonroq chiqishiga olib keladi va to'qimalar tomonidan kislorod iste'mol qilish imkoniyati ortadi. Haroratning pasayishi, 2,3-DPG, CO kuchlanishining pasayishi va pH ning oshishi bilan dissotsiatsiya egri chizig'i chapga siljiydi, gemoglobinning kislorodga yaqinligi oshadi, buning natijasida to'qimalarga kislorod etkazib berish kamayadi. .

Qonda karbonat angidridni tashish

matn_maydonlari

matn_maydonlari

strelka_yuqoriga

Metabolizmning yakuniy mahsuloti bo'lgan CO 2 tanada erigan va bog'langan holatda bo'ladi. CO 2 ning eruvchanlik koeffitsienti 0,231 mmol -1 * kPa -1 (0,0308 mmol -1 * mm Hg -1.), bu kisloroddan deyarli 20 baravar yuqori. Shu bilan birga, qon orqali tashiladigan CO ning umumiy miqdorining 10% dan kamrog'i erigan holda tashiladi. Asosan, CO kimyoviy bog'langan holatda, asosan bikarbonatlar shaklida, shuningdek, oqsillar bilan (deb ataladigan) tashiladi. karbonli, yoki uglerod birikmalari).

Arterial qonda CO 2 tarangligi 5,3 kPa (40 mm Hg), interstitsial suyuqlikda uning kuchlanishi 8,0-10,7 kPa (60-80 mm Hg). Ushbu gradientlar tufayli to'qimalarda hosil bo'lgan CO 2 interstitsial suyuqlikdan qon plazmasiga va undan eritrotsitlarga o'tadi. Suv bilan reaksiyaga kirishib, CO 2 karbonat kislota hosil qiladi: CO 2 + H 2 O<>H 2 CO 3. Bu reaksiya teskari bo'lib, to'qima kapillyarlarida asosan H 2 CO 3 hosil bo'lishi tomon boradi (8.8.A-rasm). Plazmada bu reaksiya sekin kechadi, lekin eritrotsitlarda ferment ta'sirida karbonat kislota hosil bo'lishi CO 2 hidratsiyasi reaktsiyasini 15000-20000 marta tezlashtiradi. Karbonat kislota H+ va HCO 3 ionlariga ajraladi. HCO 3 ionlari miqdori ortib ketganda ular eritrotsitdan plazmaga tarqaladi va H + ionlari eritrotsitda qoladi, chunki eritrotsitlar membranasi kationlarni nisbatan o'tkazmaydi. Plazmaga HCO 3 ionlarining chiqishi plazmadan xlorid ionlarining kirib borishi bilan muvozanatlanadi. Shu bilan birga, plazmada natriy ionlari ajralib chiqadi, ular eritrotsitdan keladigan HCO 3 ionlari bilan bog'lanib, NaHCO 3 ni hosil qiladi. Gemoglobin va plazma oqsillari zaif kislotalarning xossalarini ko'rsatib, eritrotsitlarda kaliy bilan, plazmada esa natriy bilan tuzlar hosil qiladi. Uglerod kislotasi kuchli kislotali xususiyatlarga ega, shuning uchun u oqsil tuzlari bilan o'zaro ta'sirlashganda, H + ioni oqsil anioniga bog'lanadi va tegishli kation bilan HCO 3 ioni bikarbonat hosil qiladi (plazmada NaHCO 3, eritrotsitlarda KHCO 3).

8.8-rasm. To'qimalarda (A) va o'pkada (B) gaz almashinuvi jarayonida plazma va eritrotsitlarda sodir bo'ladigan jarayonlar sxemasi.

To'qima kapillyarlarining qonida CO 2 ning eritrotsitga kirishi va unda karbonat kislota hosil bo'lishi bilan bir vaqtda kislorod oksigemoglobin tomonidan chiqariladi. Kamaytirilgan gemoglobin kislorodli gemoglobinga qaraganda zaifroq kislota (ya'ni, yaxshi proton qabul qiluvchi). Shuning uchun u karbonat kislotaning dissotsiatsiyasi jarayonida hosil bo'lgan vodorod ionlarini osonroq bog'laydi. Shunday qilib, venoz qonda gemoglobinning kamayishi CO2 bog'lanishiga yordam beradi, o'pka kapillyarlarida oksigemoglobin hosil bo'lishi karbonat angidridning chiqishini osonlashtiradi.

Qonni o'tkazishda CO 2 katta ahamiyatga ega shuningdek, CO 2 ning qon oqsillarining oxirgi aminokislotalari bilan kimyoviy bog'lanishi mavjud bo'lib, ularning eng muhimi gemoglobin tarkibidagi globindir. Globin bilan reaksiya natijasida, deb atalmish karbaminogemoglobin. Kamaytirilgan gemoglobin oksigemoglobinga qaraganda CO2 ga ko'proq yaqinlikka ega. Shunday qilib, to'qima kapillyarlarida oksigemoglobinning dissotsiatsiyasi CO2 ning bog'lanishini osonlashtiradi va o'pkada oksigemoglobin hosil bo'lishi karbonat angidridni olib tashlashga yordam beradi.

Qondan olinishi mumkin bo'lgan CO ning umumiy miqdoridan faqat 8-10% CO gemoglobin bilan birga bo'ladi. Biroq, bu birikmaning qon orqali CO 2 ni tashishdagi roli juda katta. Katta doira kapillyarlarida qon bilan so'rilgan CO 2 ning taxminan 25-30% gemoglobin bilan birikmaga kiradi va o'pkada u qondan chiqariladi.

Venoz qon o'pka kapillyarlariga kirganda plazmadagi CO 2 ning kuchlanishi pasayadi va eritrotsitlar ichidagi fizik erigan CO 2 plazmaga chiqariladi. Bu sodir bo'lganda, H 2 CO 3 CO 2 va suvga aylanadi (8.8-rasm. B) va karbonat angidraz bu yo'nalishda ketadigan reaktsiyani katalizlaydi. Bunday reaktsiya uchun H 2 CO 3 HCO 3 ionlarining oqsil anionlari bilan bog'lanishdan chiqarilgan vodorod ionlari bilan birikmasi natijasida etkazib beriladi.

Nafas olish bilan dam olishda inson tanasidan daqiqada 230 ml CO 2 yoki kuniga taxminan 15 000 mmol chiqariladi. CO 2 "uchuvchi" karbonat angidrid bo'lganligi sababli, u qondan chiqarilganda taxminan ekvivalent miqdordagi vodorod ionlari yo'qoladi. Shunday qilib, nafas o'ynaydi muhim rol saqlashda kislota-baz muvozanati tananing ichki muhitida. Agar qondagi metabolik jarayonlar natijasida vodorod ionlarining tarkibi oshsa, nafas olishni tartibga solishning gumoral mexanizmlari tufayli bu o'pka ventilyatsiyasining kuchayishiga olib keladi. (giperventilyatsiya). Bunda HCO 3 + H + -> H 2 CO 3 -> H 2 O + CO 2 reaksiyasi jarayonida hosil bo'lgan CO 2 molekulalari ko'proq miqdorda chiqariladi va pH normal darajaga qaytadi.

Qon va to'qimalar o'rtasida gaz almashinuvi

matn_maydonlari

matn_maydonlari

strelka_yuqoriga

Katta doira kapillyarlari qoni va to'qima hujayralari o'rtasida O 2 va CO 2 gaz almashinuvi oddiy diffuziya orqali amalga oshiriladi. Nafas olish gazlarining (O 2 - qondan to'qimalarga, CO 2 - teskari yo'nalishda) o'tishi bu gazlarning kapillyarlardagi qon va qon orasidagi konsentratsiya gradienti ta'sirida sodir bo'ladi. interstitsial suyuqlik. kuchlanish farqi Taxminan 2 qon kapillyarining devorining har ikki tomonida, uning qondan interstitsial suyuqlikka tarqalishini ta'minlaydi, 30 dan 80 mm Hg gacha. (4,0-10,7 kPa). Qon kapillyarining devoridagi interstitsial suyuqlikdagi CO 2 ning kuchlanishi 20-40 mm Hg ni tashkil qiladi. (2,7-5,3 kPa) qonga qaraganda ko'proq. CO 2 kisloroddan taxminan 20 baravar tezroq tarqalayotganligi sababli, CO 2 ni olib tashlash kislorod bilan ta'minlashdan ko'ra osonroqdir.

To'qimalarda gaz almashinuviga nafaqat qon va interstitsial suyuqlik orasidagi nafas olish gazlarining kuchlanish gradienti, balki almashinuv sirtining maydoni, diffuziya masofasining o'lchami va diffuziya koeffitsientlari ham ta'sir qiladi. gazlar uzatiladi. Gazlarning diffuziya yo'li qanchalik qisqa bo'lsa, kapillyar tarmoqning zichligi shunchalik katta bo'ladi. 1 mm 3 ga asoslanib, kapillyar to'shakning umumiy yuzasi, masalan, skelet mushaklarida 60 m 2, miyokardda 100 m 2 ga etadi. Diffuziya maydoni qon oqimining mikrotomirlarda taqsimlanishiga qarab vaqt birligida kapillyarlardan oqib o'tadigan eritrotsitlar sonini ham aniqlaydi. O 2 ning qondan to'qimalarga chiqishiga plazma va interstitsial suyuqlikning konvektsiyasi, shuningdek, eritrotsitlar va to'qimalar hujayralaridagi sitoplazma ta'sir qiladi. To'qimalarda tarqaladigan O 2 to'qimalarning nafas olishi paytida hujayralar tomonidan iste'mol qilinadi, shuning uchun qon, interstitsial suyuqlik va hujayralar o'rtasidagi kuchlanishdagi farq doimiy ravishda mavjud bo'lib, bu yo'nalishda diffuziyani ta'minlaydi. To'qimalarning kislorod iste'moli ortishi bilan uning qondagi kuchlanishi pasayadi, bu esa oksigemoglobinning ajralishini osonlashtiradi.

To'qimalar tomonidan iste'mol qilinadigan kislorod miqdori, uning umumiy miqdorining arterial qondagi foizi sifatida kisloroddan foydalanish omili deyiladi. Butun tana uchun dam olish koeffitsientikisloroddan foydalanish koeffitsienti taxminan 30-40% ni tashkil qiladi. Biroq, shu bilan birga, turli to'qimalarda kislorod iste'moli sezilarli darajada farqlanadi va uni ishlatish koeffitsienti, masalan, miyokardda, miyaning kulrang moddasida, jigarda 40-60% ni tashkil qiladi. Dam olishda miyaning kulrang moddasi (xususan, miya yarim korteksi) 1 g to'qimalar uchun daqiqada 0,08 dan 0,1 ml O 2 gacha, miyaning oq moddasida esa 8-10 baravar kam iste'mol qiladi. Buyrakning kortikal moddasida O 2 ning o'rtacha iste'moli buyrak medullasining ichki qismlariga qaraganda taxminan 20 baravar ko'pdir. Og'ir jismoniy yuk ostida ishlaydigan skelet mushaklari va miyokard tomonidan O 2 dan foydalanish nisbati 90% ga etadi.

To'qimalarga kiradigan kislorod hujayra ichidagi oksidlanish jarayonlarida, qat'iy ketma-ketlikda guruhlarga bo'lingan maxsus fermentlar ishtirokida subhujayra darajasida sodir bo'ladi. ichida mitoxondriyal membranalar. Hujayralarda oksidlovchi metabolik jarayonlarning normal borishi uchun mitoxondriyal mintaqadagi O 2 kuchlanishi kamida 0,1-1 mm Hg bo'lishi kerak. (13,3-133,3 kPa).
Bu qiymat deyiladimitoxondriyadagi kritik kislorod kuchlanishi. Ko'pgina to'qimalarda O 2 ning yagona zahirasi uning fizik erigan qismi bo'lganligi sababli, qondan O 2 ta'minotining pasayishi to'qimalarning O 2 ga bo'lgan ehtiyojlari endi qondirilmasligiga olib keladi, rivojlanadi. kislorod ochligi va oksidlovchi metabolik jarayonlar sekinlashadi.

O 2 deposi bo'lgan yagona to'qima mushakdir. Mushak to'qimalarida O 2 deposining rolini pigment o'ynaydi miyoglobin, tuzilishi bo'yicha gemoglobinga yaqin va O 2 ni teskari bog'lash qobiliyatiga ega. Shu bilan birga, inson mushaklaridagi miyoglobin miqdori past bo'ladi va shuning uchun saqlanadigan O ning miqdori uzoq vaqt davomida ularning normal ishlashini ta'minlay olmaydi. Mioglobinning kislorodga yaqinligi gemoglobinnikidan yuqori: allaqachon O, 3-4 mm Hg kuchlanishida. Mioglobinning 50% oksimiyoglobinga, 40 mm simob ustuniga kiradi. miyoglobin 95% gacha O 2 bilan to'yingan. Mushaklarning qisqarishi paytida, bir tomondan, hujayralarning energiyaga bo'lgan ehtiyoji ortadi va oksidlanish jarayonlari kuchayadi, boshqa tomondan, kislorod etkazib berish shartlari keskin yomonlashadi, chunki qisqarish paytida mushak kapillyarlarni siqib chiqaradi va ular orqali qon oqimi to'xtashi mumkin. Siqilish vaqtida O 2 iste'mol qilinadi, mushaklarning gevşemesi paytida miyoglobinda saqlanadi. Bu doimiy faol ishlaydigan yurak mushaklari uchun alohida ahamiyatga ega, chunki uning qondan kislorod bilan ta'minlanishi davriydir. Sistola davrida intramural bosimning oshishi natijasida chap koronar arteriya havzasida qon oqimi pasayadi, chap qorincha miokardning ichki qatlamlarida esa qisqa vaqt ichida butunlay to'xtab qolishi mumkin. Mushak hujayralarida O 2 kuchlanishi 10-15 mm Hg dan pastga tushganda. (1,3-2,0 kPa), miyoglobin diastolda oksimiyoglobin shaklida saqlanadigan O ni chiqara boshlaydi. Yurakdagi miyoglobinning o'rtacha miqdori 4 mg / g ni tashkil qiladi. 1 g miyoglobin taxminan 1,34 ml kislorodni bog'lashi mumkinligi sababli, fiziologik sharoitda miyokarddagi kislorod zahirasi 1 g to'qimalarga taxminan 0,005 ml ni tashkil qiladi. Bu kislorod miqdori miyokarddagi oksidlanish jarayonlarini qon bilan etkazib berishni to'liq to'xtatish sharoitida faqat 3-4 soniya davomida ushlab turish uchun etarli. Biroq, sistolaning davomiyligi ancha qisqaroq, shuning uchun qisqa muddatli O 2 deposi vazifasini bajaradigan miyoglobin miyokardni kislorod ochligidan himoya qiladi.