Кровь - густая жидкость красного цвета, состоящая из плазмы и форменных элементов .

Основные форменные элементы:

• эритроциты - осуществляют транспортировку кислорода к органам и тканям;
• лейкоциты - ответственны за фагоцитоз, иммунные процессы, пирогенные реакции;
• тромбоциты - участвуют в процессах свертывания крови.

Плазма составляет бОльшую часть объема циркулирующей крови, и представляет собой коллоидно-электролитно-белковый раствор, в котором взвешены форменные элементы. Белок плазмы обеспечивает значительную часть коллоидно-осмотического давления крови, а такие белки, как альбумины, связывают лекарственные вещества, токсины и транспортируют их к местам разрушения.

В зависимости от градиента скорости кровотока изменяется вязкость крови (или текучесть - величина, обратная вязкости). Например, при сахарном диабете вязкость крови возрастает на 20% (соответственно, на 20% уменьшается текучесть). Основной причиной снижения текучести крови является увеличение гематокрита и возрастание концентрации глобулинов и фибриногена. Текучесть крови зависит от физико-химических свойств форменных элементов.

Основные показатели крови:

• плотность: 1,055..1,065;
• объем крови составляет около 8% от массы тела;
• гематокрит (соотношение объемов эритроцитов и плазмы): мужчины - 0,40..0,48; женщины - 0,36..0,42.

Кислородно-транспортная функция крови

Кислородно-транспортная функция крови возможна благодаря наличию гемоглобина , а также разности парциального давления газов на этапе их транспортировки. В условиях покоя организм человека потребляет в течение 1 минуты порядка 250 мл кислорода (при высоких физических нагрузках этот показатель увеличивается на порядок). Рассмотрим механизм доставки кислорода к тканям.

Кислород в крови находится в двух видах: химически связанный с гемоглобином, и физически растворенный в плазме. Опуская несложные расчеты, можно сказать, что кислород, растворенный в плазме крови, составляет порядка 3% от минимальной потребности организма (250 мл/мин). Эта величина настолько мала, что ею в дальнейшем можно пренебречь, и не принимать во внимание значение растворенного кислорода для жизнедеятельности организма.

Поскольку гемоглобин является единственным реальным переносчиком кислорода, то дальнейшие расчеты будут связаны с молекулой гемоглобина, которая состоит из 4 полипептидных цепей, каждая из которых в свою очередь связана с гемом - сложным небелковым соединением, содержащим железо. Когда кислород присоединяется к гемоглобину, последний превращается в оксигемоглобин. Несложно догадаться, что объем переносимого кислорода зависит от кислородной емкости гемоглобина и общего количества гемоглобина, содержащегося в циркулирующей крови.

Кислородная емкость крови - количество кислорода, одномоментно находящегося в связанном виде с гемоглобином в артериальной крови.

Максимальная кислородоемкость 1 г гемоглобина составляет 1,34 мл. Например, при концентрации гемоглобина 150 г/л получается 201 мл связанного кислорода на один литр крови (20,1% по объему) - это и есть величина кислородной емкости крови. В реальных условиях артериальная емкость в крови в норме составляет 18..19%, венозной - 12..14%. Артериовенозная разница по кислороду в норме равна 5..6% по объему. Это значит, что в нормальных условиях наш организм утилизирует порядка 1/4 кислорода, имеющегося в артериальной крови. Остальные 3/4 составляют запас прочности организма по кислороду.

Уровень насыщения гемоглобина кислородом зависит не только от суммарного количества гемоглобина, но и от:

• парциального давления кислорода в крови;
• pH внутренней среды;
• температуры тела.

Графическая зависимость между уровнем насыщения гемоглобина кислородом и парциальным давлением кислорода в крови называется кривой диссоциации оксигемоглобина (КДО). КДО отражает степень насыщения гемоглобина кислородом и носит характер S-образной кривой. Такой характер кривой обеспечивает возможность адекватного насыщения крови при изменениях парциального давления кислорода в крови в широких пределах.

КДО также зависит от pH - чем дальше от легких, тем pH тканей становится меньше (накопление избытка углекислого газа, отсюда - закисление), что уменьшает сродство гемоглобина к кислороду, поэтому артериальная кровь легко отдает кислород тканям на уровне системы микроциркуляции. Обратным током венозная кровь попадает в сеть легочных капилляров, в которых pH значительно выше, чем в венозной сети, вследствие чего сродство гемоглобина к кислороду восстанавливается, и процесс переноса кислорода возобновляется.

КДО также зависит от температуры тела - чем выше температура, тем меньше сродство гемоглобина к кислороду. Этот факт объясняет причину возникновения признаков острой дыхательной недостаточности у больных с высокой температурой тела.

Кроме вышеуказанных факторов на транспортную функцию кислорода существенно влияет внутриклеточный органический фосфат (2,3-дифосфоглицерат - 2,3-ДФГ), который непосредственно образуется в эритроцитах, находится в гемоглобине и влияет на его сродство к кислороду: повышение уровня 2,3-ДФГ в эритроцитах уменьшает сродство, и наоборот.

Недостаток кислорода в крови в состоянии компенсировать увеличение минутного объема кровообращения.

Транспорт углекислого газа

В состоянии покоя в течение 1 минуты в тканях образуется и выделяется легкими порядка 180 мл углекислого газа, который является конечным продуктом аэробного гликолиза. Углекислый газ образуется в клетках, реагирует с водой, образуя угольную кислоту, которая диссоциирует на ионы водорода и HCO 3- , после чего углекислота диффундирует через клеточные мембраны и попадает в венозную кровь.

Каким образом углекислый газ выводится из организма?

Основное количество углекислого газа (более 80%) транспортируется из тканей к легким в форме бикарбоната - оксигенированный гемоглобин является более сильной кислотой, чем деоксигенированный, благодаря чему обеспечивается связывание углекислого газа в тканевых капиллярах и его освобождение в легочных. Остальной углекислый газ переносится плазмой крови (6..7%), и в виде карбаминовой формы (3..10%).

Показатели газов крови

Для того, чтобы максимально точно определить содержание газов в крови необходимо одновременное исследование артериальной, венозной и капиллярной крови. Однако, при отсутствии существенных нарушений газообмена, о состоянии газов можно судить по артериализированной капиллярной крови, которая берется после 5-ти минутного разогрева (растирания) мочки уха или пальца кисти. Исследование содержания газов в крови проводят при помощи специализированных анализаторов микрометодом Аструппа.

Нормальные показатели газов крови у лиц молодого и среднего возраста (у лиц старшего возраста происходит снижение последних двух показателей):

Сердце

Основная функция сердечной мышцы - осуществление постоянного кровотока. Зависит от состояния эндокарда, миокарда, перикарда, клапанного механизма, частоты сердечных сокращений и ритма.

На уровне капилляров движущей силой обмена веществ является гидродинамическое и коллоидно-осмотическое давление.

Постоянство плазмы крови и межклеточной жидкости обеспечивает лимфатическая система. Ее объем около 2 л, а скорость лимфотока - 0,5..1 мл/сек.

ВНИМАНИЕ! Информация, представленная сайте сайт носит справочный характер. Администрация сайта не несет ответственности за возможные негативные последствия в случае приема каких-либо лекарств или процедур без назначения врача!

Количество кислорода, которое может связать гемоглобин при условии его полного насыщения, называется кислородной емкостью крови (КЕК)

1грамм Нв связывает 1,39 мл О2

Коэффициент утилизации кислорода

Коэффициент утилизации кислорода это количество кислорода отданного при прохождении крови через тканевые капилляры, отнесенное к кислородной емкости крови.

Напряжение кислорода в артериальной крови капилляров равно 100 мм рт. ст.

На мембранах клеток, находящихся между капиллярами 20 мм рт. ст.

В митохондриях – 0,5 мм рт. ст.

Дыхательный коэффициент

Отношение образующегося в результате окисления СО2 к количеству потребляемого в организме кислорода называется дыхательным коэффициентом.

В условиях покоя в организме за минуту потребляется в среднем 250 мл О2 и выделяется около 230 мл СО2.

Из всего О2 вдыхаемого воздуха в кровь через аэрогематический барьер в легких поступает только 1/3.

Главное значение имеют оптимальные отношения альвеолярной вентиляции к кровотоку

Газообмен и транспорт СО2

Поступление СО2 в альвеолы легких из крови обеспечивается из следующих источников:

Из СО 2 , растворенного в плазме крови (5-10%),

Из гидрокарбонатов (80-90%).

Из карбаминовых соединений эритроцитов (5-15%), которые способны диссоциировать

Физиологическая роль оксида азота

Оксид азота снижает выброс и продукцию стресс гормонов, способен ограничивать стрессорные повреждения организма.

Увеличение продукции NO, происходит при действии кратковременных или умеренных стрессоров, а снижение его образования выявлено в условиях длительных и повреждающих воздействий стресс факторов

Физиологические функции СО

1. Нейротрансмиссия

2.Расширение сосудов

3.Расслабление гладкой мускулатуры внутренних органов

4.Подавление агрегации тромбоцитов

5.Анти-пролиферативный эффект.

Физиологическое объяснение :

СО – тоническое влияние, т.к.:СО – долгоживущая молекула слабый сосудорасширяющий эффект.

NO – фазическое влияние, т.к.: NO – короткоживущая молекула сильный сосудорасширяющий эффект.

Лекция 18

Регуляция дыхания

Регуляция внешнего дыхания представляет собой системную реакцию организма связанную с изменением минутного объема дыхания(МОД) , а значит и минутного объема кровообращения (МОК) в различных условиях для обеспечения постоянства газового состава внутренней среды организма, а значит и гомеостаза в целом.

Для нормального протекания процессов жизнедеятельности организма особенно важны содержание и баланс О2 и СО2 в артериальной крови.

Это обеспечивается за счет установления в капиллярах легких газового равновесия (неравновесия), обеспечивающего процессы синхронного массопереноса кислорода и СО2 в легочном компартменте.

Холдейн пришел к выводу, что основным фактором регуляции дыхания является напряжение углекислоты в артериальной крови.

Его главный вывод о том, что повышение напряжения углекислоты в артериальной крови приводит к увеличению МОД, остался справедливым до настоящего времени.

Оглавление темы "Вентиляция легких. Перфузия легких кровью.":
1. Вентиляция легких. Вентиляция кровью легких. Физиологическое мертвое пространство. Альвеолярная вентиляция.
2. Перфузия легких кровью. Влияние гравитации на вентиляцию легких. Влияние гравитации на перфузию легких кровью.
3. Коэффициент вентиляционно-перфузионных отношений в легких. Газообмен в легких.
4. Состав альвеолярного воздуха. Газовый состав альвеолярного воздуха.
5. Напряжение газов в крови капилляров легких. Скорость диффузии кислорода и углекислого газа в легких. Уравнение Фика.

7. Сродство гемоглобина к кислороду. Изменение сродства гемоглобина к кислороду. Эффект Бора.
8. Углекислый газ. Транспорт углекислого газа.
9. Роль эритроцитов в транспорте углекислого газа. Эффект Холдена..
10. Регуляция дыхания. Регуляция вентиляции легких.

Кровообращение выполняет одну из важнейших функций переноса кислорода от легких к тканям, а углекислого газа - от тканей к легким. Потребление кислорода клетками тканей может изменяться в значительных пределах, например при переходе от состояния покоя к физической нагрузке и наоборот. В связи с этим кровь должна обладать большими резервами, необходимыми для увеличения ее способности переносить кислород от легких к тканям, а углекислый газ в обратном направлении.

Транспорт кислорода.

При 37 С растворимость 02 в жидкости составляет 0,225 мл л-1 кПа-1 (0,03 мл/л/мм рт. ст.). В условиях нормального парциального давления кислорода в альвеолярном воздухе, т. е. 13,3 кПа или 100 мм рт.ст., 1 л плазмы крови может переносить только 3 мл 02, что недостаточно для жизнедеятельности организма в целом. В покое в организме человека за минуту потребляется примерно 250 мл кислорода. Чтобы тканям получить такое количество кислорода в физически растворенном состоянии, сердце должно перекачивать за минуту огромное количество крови. В эволюции живых существ проблема транспорта кислорода была более эффективно решена за счет обратимой химической реакции с гемоглобином эритроцитов. Кислород переносится кровью от легких к тканям организма молекулами гемоглобина, которые содержатся в эритроцитах.

Гемоглобин способен захватывать кислород из альвеолярного воздуха (соединение называется ок-сигемоглобином) и освобождать необходимое количество кислорода в тканях. Особенностью химической реакции кислорода с гемоглобином является то, что количество связанного кислорода ограничено количеством молекул гемоглобина в эритроцитах крови. Молекула гемоглобина имеет 4 места связывания с кислородом, которые взаимодействуют таким образом, что зависимость между парциальным давлением кислорода и количеством переносимого кислорода с кровью имеет S-образную форму, которая носит название кривой насыщения или диссоциации оксигемоглобина (рис. 10.18). При парциальном давлении кислорода 10 мм рт. ст. насыщение гемоглобина кислородом составляет примерно 10 %, а при Р02 30 мм рт. ст. - 50-60 %. При дальнейшем увеличении парциального давления кислорода от 40 мм рт. ст. до 60 мм рт. ст. происходит уменьшение крутизны кривой диссоциации оксигемоглобина и процент его насыщения кислородом возрастает в диапазоне от 70-75 до 90 % соответственно. Затем кривая диссоциации оксигемоглобина начинает занимать практически горизонтальное положение, поскольку увеличение парциального давления кислорода с 60 до 80 мм рт. ст. вызывает прирост насыщения гемоглобина кислородом на 6 %. В диапазоне от 80 до 100 мм рт. ст. процент образования оксигемоглобина составляет порядка 2. В результате кривая диссоциации оксигемоглобина переходит в горизонтальную линию и процент насыщения гемоглобина кислородом достигает предела, т. е. 100. Насыщение гемоглобина кислородом под влиянием Р02 характеризует своеобразный молекулярный «аппетит» этого соединения к кислороду.

Значительная крутизна кривой насыщения гемоглобина кислородом в диапазоне парциального давления от 20 до 40 мм рт. ст. способствует тому, что в ткани организма значительное количество кислорода может диффундировать из крови в условиях фадиента его парциального давления между кровью и клетками тканей (не менее 20 мм рт. ст.). Незначительный процент насыщения гемоглобина кислородом в диапазоне его парциального давления от 80 до 100 мм рт. ст. способствует тому, что человек без риска снижения насыщения артериальной крови кислородом может перемещаться в диапазоне высот над уровнем моря до 2000 м.

Рис. 10.18. Кривая диссоциации оксигемоглобина . Пределы колебания кривой при РС02 = 40 мм рт. ст. (артериальная кровь) и РС02 = 46 мм рт. ст. (венозная кровь) показывают изменение сродства гемоглобина к кислороду (эффект Ходена ).

Общие запасы кислорода в организме обусловлены его количеством, находящимся в связанном состоянии с ионами Fe2+ в составе органических молекул гемоглобина эритроцитов и миоглобина мышечных клеток.

Один грамм гемоглобина связывает 1,34 мл 02. Поэтому в норме при концентрации гемоглобина 150 г/л каждые 100 мл крови могут переносить 20,0 мл 02.

Количество 02, которое может связаться с гемоглобином эритроцитов крови при насыщении 100 % его количества, называется кислородной емкостью гемоглобина . Другим показателем дыхательной функции крови является содержание 02 в крови (кислородная емкость крови ), которое отражает его истинное количество, как связанного с гемоглобином, так и физически растворенного в плазме. Поскольку в норме артериальная кровь насыщена кислородом на 97 %, то в 100 мл артериальной крови содержится примерно 19,4 мл 02.

Функциональная система транспорта кислорода - совокупность структур сердечно-сосудистого аппарата, крови и их регуляторных механизмов, образующих динамическую саморегулирующуюся организацию, деятельность всех составных элементов которой создает диффузионные ноля и градиенты pO2 между кровью и клетками тканей и обеспечивает адекватное поступление кислорода в организм.

Целью ее функционирования является минимизация разности между потребностью и потреблением кислорода. Оксидазный путь использования кислорода , сопряженный с окислением и фосфорилированием в митохондриях цепи тканевого дыхания, является наиболее емким в здоровом организме (используется около 96-98 % потребляемого кислорода). Процессы транспорта кислорода в организме обеспечивают также и его антиоксидантную защиту .

§ Гипероксия - повышенное содержание кислорода в организме.

§ Гипоксия - пониженное содержание кислорода в организме.

§ Гиперкапния - повышенное содержание углекислого газа в организме.

§ Гиперкапнемия - повышенное содержание углекислого газа в крови.

§ Гипокапния - пониженное содержание углекислого газа в организме.

§ Гипокаппемия - пониженное содержание углекислого газа в крови.

Рис. 1. Схема процессов дыхания

Потребление кислорода - количество кислорода, поглощаемое организмом в течение единицы времени (в покое 200- 400 мл/мин).

Степень насыщения крови кислородом - отношение содержания кислорода в крови к ее кислородной емкости.

Объем газов, находящихся в крови, принято выражать в объемных процентах (об%). Этот показатель отражает количество газа в миллилитрах, находящееся в 100 мл крови.

Кислород транспортируется кровью в двух формах:

§ физического растворения (0,3 об%);

§ в связи с гемоглобином (15-21 об%).

Молекулу гемоглобина, не связанную с кислородом, обозначают символом Нb, а присоединившую кислород (оксигемоглобин) - НbO 2 . Присоединение кислорода к гемоглобину называют оксигенацией (сатурацией), а отдачу кислорода - де- оксигенацией или восстановлением (десатурацией). Гемоглобину принадлежит основная роль в связывании и транспорте кислорода. Одна молекула гемоглобина при полной оксигена- ции связывает четыре молекулы кислорода. Один грамм гемоглобина связывает и транспортирует 1,34 мл кислорода. Зная содержание гемоглобина в крови, легко рассчитать кислородную емкость крови.

Кислородная емкость крови - это количество кислорода, связанного с гемоглобином, находящимся в 100 мл крови, при его полном насыщении кислородом. Если в крови содержится 15 г% гемоглобина, то кислородная емкость крови составит 15 1,34 = 20,1 мл кислорода.

В нормальных условиях гемоглобин связывает кислород в легочных капиллярах и отдает его в тканевых благодаря особым свойствам, которые зависят от ряда факторов. Основным фактором, влияющим на связывание и отдачу гемоглобином кислорода, является величина напряжения кислорода в крови, зависящая от количества растворенного в ней кислорода. Зависимость связывания гемоглобином кислорода от его напряжения описывается кривой, получившей название кривой диссоциации оксигемоглобина (рис. 2.7). На графике но вертикали отмечен процент молекул гемоглобина, связанных с кислородом (%НbO 2), по горизонтали - напряжение кислорода (рO 2). Кривая отражает изменение %НbO 2 в зависимости от напряжения кислорода в плазме крови. Она имеет S-образный вид с перегибами в области напряжения 10 и 60 мм рт. ст. Если рО 2 в плазме становится больше, то оксигенация гемоглобина начинает нарастать почти линейно нарастанию напряжения кислорода.

Реакция связывания гемоглобина с кислородом является обратимой, зависит от сродства гемоглобина к кислороду, которое, в свою очередь, зависит от напряжения кислорода в крови:

При обычном парциальном давлении кислорода в альвеолярном воздухе, составляющем около 100 мм рт. ст., этот газ диффундирует в кровь капилляров альвеол, создавая напряжение, близкое к парциальному давлению кислорода в альвеолах. Сродство гемоглобина к кислороду в этих условиях повышается. Из приведенного уравнения видно, что реакция сдвигается в сторону образования окенгемоглобина. Оксигенация гемоглобина в оттекающей от альвеол артериальной крови достигает 96-98%. Из-за шунтирования крови между малым и большим кругом оксигенация гемоглобина в артериях системного кровотока немного снижается, составляя 94-98%.

Сродство гемоглобина к кислороду характеризуется величиной напряжения кислорода, при котором 50% молекул гемоглобина оказываются оксигенированными. Его называютнапряжением полунасыщения и обозначают символом Р 50 . Увеличение Р 50 свидетельствует о снижении сродства гемоглобина к кислороду, а его снижение - о возрастании. На уровень Р 50 влияют многие факторы: температура, кислотность среды, напряжение СО 2 , содержание в эритроците 2,3-дифосфоглицерата. Для венозной крови Р 50 близко к 27 мм рт. ст., а для артериальной - к 26 мм рт. ст.

Из крови сосудов микроциркуляторного русла кислород но его градиенту напряжения постоянно диффундирует в ткани и его напряжение в крови уменьшается. В то же время напряжение углекислого газа, кислотность, температура крови тканевых капилляров увеличиваются. Это сопровождается снижением сродства гемоглобина к кислороду и ускорением диссоциации оксигемоглобина с высвобождением свободного кислорода, который растворяется и диффундирует в ткани. Скорость высвобождения кислорода из связи с гемоглобином и его диффузии удовлетворяет потребности тканей (в том числе высокочувствительных к недостатку кислорода), при содержании НbО 2 в артериальной крови выше 94%. При снижении содержания НbО 2 менее 94% рекомендуется принимать меры к улучшению сатурации гемоглобина, а при содержании 90% ткани испытывают кислородное голодание и необходимо принимать срочные меры, улучшающие доставку в них кислорода.

Состояние, при котором оксигенация гемоглобина снижается менее 90%, а рО 2 крови становится ниже 60 мм рт. ст., называютгипоксемией.

Повышение температуры тела снижает сродство гемоглобина к кислороду. Если температура тела снижается, то кривая диссоциации НbО 2 , сдвигается влево. Гемоглобин активнее захватывает кислород, но в меньшей мере отдает его тканям. Это является одной из причин, почему при попадании в холодную (4-12 °С) воду даже хорошие пловцы быстро испытывают непонятную мышечную слабость. Развивается переохлаждение и гипоксия мышц конечностей по причине как уменьшения в них кровотока, так и сниженной диссоциации НbО 2 .

На связь гемоглобина с килородом влияют и другие факторы. На практике важно учитывать то, что гемоглобин обладает очень высоким (в 240-300 раз большим, чем к кислороду) сродством к угарному газу (СО). Соединение гемоглобина с СО называюткарбоксигелюглобином. При отравлении СО кожа пострадавшего в местах гиперемии может приобретать вишнево-красный цвет. Молекула СО присоединяется к атому железа гема и тем самым блокирует возможность связи гемоглобина с кислородом. Кроме того, в присутствии СО даже те молекулы гемоглобина, которые связаны с кислородом, в меньшей степени отдают его тканям. Кривая диссоциации НbО 2 сдвигается влево. При наличии в воздухе 0,1% СО более 50% молекул гемоглобина превращается в карбоксигемогло- бин, а уже при содержании в крови 20-25% НbСO человеку требуется врачебная помощь. При отравлении угарным газом важно обеспечить пострадавшему вдыхание чистого кислорода. Это увеличивает скорость диссоциации НbСO в 20 раз. В условиях обычной жизни содержание НbСOв крови составляет 0-2%, после выкуренной сигареты оно может возрасти до 5% и более.

При действии сильных окислителей кислород способен образовывать прочную химическую связь с железом гема, при которой атом железа становится трехвалентным. Такое соединение гемоглобина с кислородом называютметгемоглобином. Оно не может отдавать кислород тканям. Метгемоглобин сдвигает кривую диссоциации оксигемоглобина влево, ухудшая таким образом условия высвобождения кислорода в тканевых капиллярах. У здоровых людей в обычных условиях из-за постоянного поступления в кровь окислителей (перекисей, нитропронзводных органических веществ и т.д.) до 3% гемоглобина крови может быть в виде метгемоглобина.

Низкий уровень содержания этого соединения поддерживается благодаря функционированию антиоксидантных ферментных систем. Образование метгемоглобина ограничивают антиоксиданты (глутатион и аскорбиновая кислота), присутствующие в эритроцитах, а его восстановление в гемоглобин происходит в процессе ферментативных реакций с участием эритроцитариых ферментов дегидрогеназ. При недостаточности этих систем или при избыточном попадании в кровоток веществ (например, фенацетина, противомалярийных лекарственных препаратов и т.д.), обладающих высокими оксидантными свойствами, развивается мстгсмоглобинсмия.

Гемоглобин легко взаимодействует и со многими другими растворенными в крови веществами. В частности, при взаимодействии с лекарственными препаратами, содержащими серу, может образовываться сульфгемоглобин, сдвигающий кривую диссоциации оксигемоглобина вправо.

В крови плода преобладает фетальный гемоглобин (HbF), обладающий большим сродством к кислороду, чем гемоглобин взрослого. У новорожденного в эритроцитах содержится до 70% фстального гемоглобина. Гемоглобин F заменяется на НbА в течение первого полугодия жизни.

В первые часы после рождения рО 2 артериальной крови составляет около 50 мм рт. ст., а НbО 2 - 75-90%.

У пожилых людей напряжение кислорода в артериальной крови и насыщение гемоглобина кислородом постепенно снижается

В связи с существованием тесной связи между насыщением кислородом гемоглобина крови и напряжением в ней кислорода был разработан методпульсоксиметрии , получивший широкое применение в клинике. Этим методом определяют насыщение гемоглобина артериальной крови кислородом и его критические уровни, при которых напряжение кислорода в крови становится недостаточным для его эффективной диффузии в ткани и они начинают испытывать кислородное голодание (рис. 3).

Кислородная емкость крови (КЕК) и цветовой показатель (КП)

КЕК - это объем кислорода, который содержится ВИЧ крови. КЕК зависит от количества гемоглобина ВИЧ крови и его свойств присоединять и отдавать кислород.

1 г НЬ максимально может присоединить 1,34 мл кислорода (число Хюфнер). В 1 л крови содержится в среднем 140 г НЬ, который может связать 140 1,34 = 187,6 мл кислорода.

В плазме крови при Ро2 100 мм рт. ст. в 1 л растворяется лишь 3 мл кислорода. Итак, основная роль в транспортировке кислорода принадлежит гемоглобина эритроцитов.

Молекула гемоглобина, содержит 4 молекулы гема, может транспортировать не более четырех молекул кислорода, при этом валентность железа не меняется, поэтому присоединение кислорода (O2) к гемоглобину (Нb) называют оксигенацией, в результате которой образуется оксигемоглобин (НbO2). Он при спектроскопии две линии поглощения в желто-зеленой части спектра и предоставляет артериальной крови ярко-красного цвета.

Вдатнисть гемоглобина присоединять кислород повышается при уменьшении следующих факторов:

■ Рсо2 в крови, то есть при гипокапнии,

■ температуры крови - при гипотермии

алкалозе

■ концентрации 2.3-дифосфоглицериновой кислоты (2.3- ДФГ) в эритроцитах, которая образуется при гликолизе.

Способность оксигемоглобина отдавать кислород увеличивается благодаря росту таких факторов в крови:

■ РСО, в крови - при гиперкапниг,

■ температуры крови - при гипертермии

■ концентрации ионов водорода - при ацидозе

■ концентрации 2,3-ДФГ в эритроцитах, при гликолизе.

Цветовой показатель - относительная величина, характеризующая насыщение эритроцита гемоглобином и отражает их процентное отношение. Если за 100% гемоглобина принять величину, условно равна 166,7 г / л, а за 100% эритроцитов - 5 1012 / л, то КП будет составлять 1. В норме КП колеблется от 0,85 до 1.

Роль железа

Железо является важным элементом в образовании гемоглобина и многих ферментов. Общее количество железа около 4 г, 65% его находится в гемоглобине, около 4% - в миоглобина, от 15 до 30 % - в клетках ретикулоэндотелиальной системы и паренхиме печени в форме ферритина (рис. 9.11).

Количество железа, поступающего с пищей, зависит от диеты, но должна быть не менее 15 мг / сут.

Всасывания железа в тонкой кишке зависит от следующих факторов:

■ наличии НСИ в желудочном соке, благодаря чему оно освобождается из комплексов в виде Fe2 + и активно всасывается в верхней части дуоденум, где pH = 3:

■ от свойств Fe2 +, которое больше растворяется в нейтральной среде, чем Fe3 +;

■ от гликопротеинов в желудке, которые секретируются париетальных клеток слизистой оболочки.

Железо, всосалось в тонкой кишке в кровь, присоединяется к транспортному белка плазмы бета-глобулина, в результате чего образуется апотрансферин, который превращается в трансферрина и транспортируется плазмой в клетки некоторых тканей, где высвобождается. Особенностью трансферрина является то, что он прочно связывается с мембранами эритробластов в красном костном мозге, после чего попадает в их цитоплазму путем эндоцитоза. Избыток железа оседает во всех клетках, однако больше всего - в ретикулоэндотелиальной системе и гепатоцитах печени. В цитоплазме клеток он комбинируется с белком апостол ферритином, из которого образуется ферритин . Небольшая доля железа сохраняется в растворимой фракции - гемосидерине . Когда количество железа в плазме значительно падает, оно может пополняться благодаря гемосидерина.

Старые эритроциты (живут до 120 суток) разрушаются преимущественно в селезенке, гемоглобин высвобождается из клеток и поступает в моноциты-макрофагальное систему, где образуется свободное железо в виде ферритина, которое может использоваться снова для синтеза гемоглобина. Около 0,6 мг железа выделяется из организма

РИС. 9.11.

ежедневно, преимущественно с фекалиями. Дополнительная потеря железа возникает во время кровотечения. У женщин во время месячных теряется около 0,7 мг железа в сутки. Общий дефицит железа можно определить по формуле:

Железо (мг) = (Нb в норме - Нb исследуемого) масса тела (кг) 2,21 + 1000.

Определенная роль в эритропоэза отводится меди, которая заносится кровотоком в костный мозг и способствует включению железа в структуру гема. При отсутствии меди эритроциты созревают до стадии ретикулоцитов, при недостатке - развивается анемия.

Роль витамина B12 (кобаламина) и фолиевой кислоты

Кобаламин - это молекула, содержащая в центре атом кобальта, связанный с четырьмя пирольнимы кольцами и нуклеотидов. Он поступает в организм с животной пищей. Чаще всего недостаток кобаламина является следствием атрофии париетальных клеток в желудке, отсутствие внутреннего фактора Касла, который способствует всасыванию витамина В12 в подвздошной кишке. Она возникает через 4-10 лет после нарушения всасывания.

Дефицит фолиевой кислоты, которая содержится в свежих овощах и фруктах, возникает через три недели после прекращения его употребления с пищей.

Недостаток кобаламина (витамина В12) или фолиевой кислоты приводит к уменьшению синтеза гемоглобина и эритроцитов (анемии), появления мегалобластов, что свидетельствует о нарушении синтеза ДНК в механизмах эритропоэза.