ТКАНИННЕ ДИХАННЯ
З фізіологічного погляду тканинне дихання — це обмін дихальними газами між кров'ю і тканинами, що відбувається у процесі біологічного окиснення органічних речовин у клітинах організму.
При цьому відбувається поглинання тканинами кисню і виділення вуглекислого газу, а внаслідок окиснення й розпаду поживних речовин виділяється енергія, необхідна для підтримання життя і діяльності організму.
За нормальних умов існування при достатній кількості кисню майже вся енергія утворюється внаслідок аеробного процесу окиснення, який постачає в 10-15 разів більше енергії, ніж анаеробний процес гліколізу.
Біологічне окиснення відбувається в мітохондріях, де містяться ферменти дихального ланцюга. Для їх нормальної функції потрібно, щоб напруга кисню (р02) в мітохондріях була не нижчою за 1 мм рт. ст., інакше окиснення субстрату й отримання енергії для життєвих процесів припиняється.
Надходження кисню до тканин здійснюється як шляхом конвекції (перенесення кисню кров'ю, тканинною рідиною, через цитоплазму всередині клітини), так і за допомогою дифузії.
Дифузія відбувається і в рідинах, що переносять кисень, проте головним чином забезпечує перехід кисню крізь біологічні мембрани: стінку капіляра, мембрани клітин та мітохондрій. Оскільки кисень добре розчиняється в ліпідах, він легко проникає крізь біологічні мембрани.
Рушійною силою дифузії газів є градієнт концентрацій — напруги газів по обидва боки мембрани.
В артеріальному кінці капіляра р02 становить 90 мм рт. ст., а в тканинах — 20-40 мм рт. ст.
Значення рС02 в тканинах досягає 60 мм рт. ст., а в артеріальній крові — 40 мм рт. ст.
Процес дифузії триває до вирівнювання концентрацій між середовищами. Тому кров не може віддати весь кисень тканинам, так само тканини не можуть цілком звільнитись від С02 — перехід цих газів з одного середовища до іншого припиняється, коли їх напруга в середовищах зрівнюється.
Кількість кисню, що надходить до органа чи тканини, залежить від їх кровопостачання, а рівень кровопостачання органів, у свою чергу, зумовлюється особливостями їх функції, інтенсивністю метаболізму, функціональним станом.
Споживання кисню тканинами.
З таблиці видно, що різні органи і тканини в стані спокою організму споживають кисень з неоднаковою інтенсивністю, що пов'язано з виконуваною ними роботою.
Так, найінтенсивніше споживають кисень кора великого мозку, серце і кіркова речовина (кора) нирок — органи, які працюють безперервно, навіть під час сну.
Найменше потребують кисню шкіра, скелетні м'язи та внутрішня мозкова речовина (мозок) нирок, їх функціональне навантаження у спокійному стані організму мінімальне.
Існує досить чітка залежність між інтенсивністю споживання кисню органами і їх кровопостачанням у стані спокою та при навантаженні. Так, під час тяжкого фізичного навантаження людини кровопостачання серця зростає в 4-6 разів, а скелетних м'язів - у 20-30 разів і досягає значень відповідно 400 і 70 мл/хв на 100 г тканини.
З кров'ю до органів надходить кисень, але вони використовують його не повністю. Коефіцієнт утилізації кисню, що характеризує частку спожитого органом кисню від загального його вмісту в артеріальній крові, також свідчить про неоднакову інтенсивність дихання різних органів.
Так, для більшості органів
- у стані спокоюкоефіцієнт утилізації кисню становить 0,3-0,4,
- для серця — 0,6,
- у напружено функціонуючих м'язах він зростає до 0,7-0,9,
- а в печінці може досягти навіть 0,97.
Клітини органів споживають лише кисень, розчинений у тканинній рідині. Однак його там дуже мало, і тканини для нормального функціонування потребують постійного надходження кисню з кров'ю. Тільки скелетні м'язи й міокард завдяки наявності в них пігменту міоглобіну, який зв'язується з киснем, здатні резервувати певну кількість кисню. У людини вміст міоглобіну в м'язах невеликий, і, отже, депонованого в них кисню вистачає ненадовго. Що стосується серця, то в разі повного припинення його кровопостачання весь кисень у ньому використовується через 3-4 с і окисні процеси припиняються.
Звичайно, такий малий резерв кисню в міокарді не врятує організм від смерті у разі тривалого припинення кровопостачання серця, проте він відіграє надзвичайно важливу роль в ті короткі моменти серцевого циклу, коли під час систоли волокна міокарда перетискають дрібні вінцеві судини і кровотік у товщі міокарда на 0,2-0,3 с різко знижується або зовсім припиняється.
Завдяки наявності міоглобіну і здатності міокарда використовувати енергію гліколізу серце людини може працювати ще кілька десятків секунд після припинення кровопостачання.
На відміну від серця головний мозок, позбавлений будь-яких запасів кисню і маючи високий рівень його споживання, виявляє надзвичайно високу чутливість до нестачі кисню. Навіть короткочасне перетиснення однієї з двох сонних артерій, через які кров живить мозок, призводить до миттєвої втрати свідомості людиною.
