Газообмін у легенях і тканинах

Роблячи навперемінно вдих і видих, людина вентилює легені, Ігідтримуючи в альвеолах відносно сталий газовий склад. Людина дихає атмосферним повітрям з вмістом кисню 21%, вуглейіслого газу — 0,03%, а видихає — 16%, вуглекислого газу — 4%. В альвеолярному повітрі кисню —14,2%, вуглекислого газу—5,2%. Альвеолярне повітря відрізняється від вдихуваного і видихуваного. Це поябнюється тим, їцо при вдихові в альвеоли надходить повітря повітроносних шляхів, а при видиху—навпаки, до видихуваного повітря домІшується атмосферне повітря, яюі знаходиться в тих же повітроносних шляхах.

У легенях кисень' із альвеолярного повітря переходить у кров, а вуглекислий газ із крові надходить у легені.

Рух газів відбувається за законами дифузії, згідно з якими газ поширюваться із середовища з ви­соким парціальним тиском у середовище з меншим тиском (схема 4). Парціальним тиском називають частину загального тиску, яка при­падає на цей газ у газовій суміші.

Альвеоли легень обплетені густою сіткою капілярів (рис. 54). Стінки капілярів дуже тонкі, що сприяє проникненню газів із легень у кров і навпаки. Газообмін залежить від поверхні, через яку здійснюється ди­фузія газів і різниці парціального тиску дифундуючих газів. Встановле­но, що від різниці напруги кисню в 1 мм рт.ст. у дорослої людини? яка знаходиться в стані спокою, в кров надходить 25-69 см3 кисню за хви­лину. Різниця тисків кисню в 70 мм рт.ст. достатня для забезпечення організму киснем за різних умов його діяльності.

У крові кисень сполучається з гемоглобіном, утворюючи оксиге-ї^огяобін. 1 г гемоглобіну зв'язує 1,34 см3кисню.<В альвеолярному повітрі арціальний тиск кисню 100-110 мм рт.ст. За цих умов 97% гемоглобіну крові з'єднуєть­ся з киснем.

Що ж до вуглекислого газу, то вміст, а отже і парці­альний тиск його в альвеоляр­ному повітрі менший, ніж у венозній крові, яка рухається по капілярах легень. У ве­нозній крові, яка надходить до легень, парціальний тиск вуг­лекислого газу дорівнює

47 мм рт.ст., а в альвеолярному повітрі — 40 мм. Цієї різниці цілком досить для забезпечення дифузії вуглекислого газу з крові в альвеоляр­не повітря.

Вуглекислий газ у крові сполучається, головним чином, з лугами, утворюючи з ними двовуглекислі солі або бікарбонати. Крім цих солей, у перенесенні вуглекислого газу бере участь і гемоглобін. Це вперше встановив наприкінці XIX ст. І.М. Сєченов.

У тканинах безперервно відбуваються окислювальні процеси, в яких сполучається кисень. Перехід кисню з крові в тканини зумовлюється різницею парціальних тисків його в крові і тканинах. В артеріальній крові парціальний тиск кисню 96 мм рт.ст., в тканинній рідині — 20-46 мм рт.ст. Різниця тиску кисню забезпечує енергійний перехід кисню з плаз­ми крові через стінку капіляра в тканинну рідину.

Газообмін між тканинною рідиною і клітинами відбувається зав­дяки різниці напруження кисню: в тканинній рідині — 20-46 мм рт.ст., а в клітинах — близько до нуля. Напруження вуглекислого газу стано­вить 60 мм рт.ст. внаслідок утворення його в мітохондріях. Таким чи­ном, вуглекислий газ переходить у тканинну рідину і кров, а кисень — в клітини. Збідніла на кисень кров поступає в легені, де цикл обміну газів повторюється. У клітинах різниця напруження газів підтримується без­перервним процесам* біологічного окислення.

Крім різниці парціального тиску, на ступінь віддачі кисню оксиге­моглобіном впливає величина тиску вуглекислого газу. Чим більше його в крові, тим слабший зв'язок гемоглобіну з киснем. Крім концентрації вуглекислого газу, на міцність зв'язку гемоглобіну з киснем впливає також реакція крові. Навіть незначне порушення реакції у бік кислої спри­чиняє посилення віддачі кисню. Міцність зв'язку гемоглобіну з киснем залежить також і від температури: при підвищенні температури зв'язок слабший, при зниженні — сильніший.

Зв'язування вуглекислого газу і віддача його кров'ю залежить від його напруження в тканинах і крові. Важлива роль при цьому належить ферменту карбоангідразі, який міститься в еритроцитах. Цей фермент, залежно від вмісту вуглекислого газу, прискорює в багато разів реак­цію: СО2+Н2О=Н2СОз. В капілярах тканини, де напруження вуглекис­лого газу високе, відбувається утворення вугільної кислоти. У легенях карбоангідраза сприяє дегідратації, що приводить до витіснення вугле­кислого газу із крові.

Газообмін у легенях дітей тісно пов'язаний з особливостями регу­ляції у них кислотно-лужної рівноваги. Навіть при незначному зрушенні рівноваги у бік підкислення у дітей виникає задишка.

Багато речовин, зокрема наркотики (ефір, хлороформ, спирти), галь­мують процесиїдахайиїшНе€езпечною отрутою є чадний газ, який ут-ворюетьіеЯ в результаті неповного згораишдров, вугілля тощо. При вди­ханні чадного газу в легені *ін дифундзгеадфов і утворює стійку хімічну сполуку з гемоглобіної^'ЖІаслідок чогв геМйгтобіЯ втрачає здатність приєднувати кисень і ЙІ^ Надходженім ДО-ташии утруднюється. До­сить ладдайї вдихнути 1 л чадаюго газу; як настає смерть від припинення тканинного дихання.