Связь между насыщением гемоглобина кислородом и объемной концентрацией кислорода в крови

Из сопоставления сатурационной кривой для кислорода (рис. 10.8) и кривой диссоциации оксигемоглобина (рис. 10.10) видно, что при 100% насыщении гемоглобина кислородом объемная концентрация кислорода в крови составляет (в норме!) около 20 об%. Рассмотрим, каким образом получается такое значение.

Поскольку подавляющая часть кислорода в крови приходится на химически связанный с гемоглобином кислород, объемная концентрация кислорода в крови зависит от:

¾ концентрациигемоглобина;

¾ кислородной емкости гемоглобина, то есть максимального количества кислорода, которое может связать 1 г гемоглобина при полном насыщении;

¾ степени насыщениягемоглобина кислородом:

cO₂ = Hb% ´ КЕ_Hb ´ sO_2, (16)

где cO₂ — объемная концентрация кислорода; Hb% — концентрация гемоглобина в крови; КЕ_Hb — кислородная емкость гемоглобина; sO₂ — насыщениегемоглобина кислородом.

В идеальном случае для артериальной крови:

¾ Hb% равна 15 г/100 мл;

¾ КЕ_Hbравна 1,34 — один грамм гемоглобина при полном насыщении способен связать до 1,34 мл кислорода;

¾ sO₂ равно около 100%.

Итак:

cO₂ = 15 (г Hb/100 мл крови) ´ 1,34 (мл O₂/г Hb) ´ 100%= 20 (мл O₂/100 мл крови).(17)

Парциальные давления и объемные концентрации кислорода в артериальной и венозной крови приведены в табл. 10.1.

Углекислый газ

Этот газ переносится в нескольких формах, или транспортных фракциях:

¾ физически растворенный CO₂;

¾ CO₂, соединенный с гемоглобином (карбогемоглобин);

¾ бикарбонат (HCO₃^–).

Для того чтобы мог образоваться бикарбонат, CO₂ должен сначала прореагировать с H₂O с образованием угольной кислоты. Эта реакция катализируется ферментом карбоангидразой,находящейся в эритроцитах. Таким образом, для образования бикарбоната CO₂ должен сначала войти в эритроцит. Поскольку гемоглобин имеется только в эритроцитах, для образования карбогемоглобинаCO₂ также должен войти в эритроцит. Образующийся в эритроцитах бикарбонат должен выйти в плазму, а для сохранения электронейтральности взамен в эритроцит должен поступить другой анион — основной анион плазмы Cl^–. Это осуществляет мембранный белок — хлор-бикарбонатный обменник.

Итак, образование основных транспортных фракций CO₂ происходит в эритроците, и для этого эритроцит обладает следующими свойствами:

¾ в цитоплазме эритроцита имеется карбоангидраза;

¾ в цитоплазме эритроцита имеется гемоглобин;

¾ мембрана эритроцита (как и любые другие мембраны) свободно пропускает CO₂;

¾ в мембране эритроцита имеется хлор-бикарбонатный обменник.

Образование транспортных фракций CO₂

Последовательность событий при образовании этих фракций следующая (рис. 10.11).

1. Выделяемый тканями CO₂ проходит через стенку капилляра по градиенту его парциального давления; образуется первая фракция — физически растворенный CO₂.

2. Из плазмы CO₂ проходит через мембрану эритроцита.

3. В эритроците CO₂ соединяется с гемоглобином; образуется вторая фракция — карбогемоглобин.

4. В эритроците CO₂ под действием карбоангидразы соединяется с водой; образуется угольная кислота.

5. Угольная кислота распадается до H⁺ и HCO₃^–; образуется третья фракция — бикарбонат.

6. Бикарбонат выходит из эритроцита в обмен на Cl^– (с помощью хлор-бикарбонатного обменника).

7. Образующиеся на этапе 5 протоны (H⁺) связываются с гемоглобином, так как он обладает буферными свойствами (гл. 9).

Сатурационная кривая для CO₂

Основная транспортная фракция CO₂ — бикарбонат, который может образовываться почти бесконечно (до тех пор, пока CO₂ не свяжется со всеми молекулами воды, что в физиологических условиях невозможно). Отсюда:

¾ объемная концентрация CO₂ гораздо выше, чем O₂ (табл. 10.1);

¾ сатурационная кривая для CO₂ не характеризуется насыщением (не имеет горизонтального участка).

Эта кривая приведена на рис. 10.12.

Фракция карбогемоглобина придает сатурационной кривой для CO₂ важное свойство (аналогичное соответствующему свойству для кислорода): при снижении парциального давления кислорода (pO₂) кривые сдвигаются вверх и влево, то есть сродство гемоглобина к CO₂ увеличивается. Поскольку pO₂ снижено в активно работающих тканях, то, проходя через такие ткани, кровь дополнительно связывает интенсивно выделяемый ими CO₂.

Парциальные давления и объемные концентрации углекислого газа в артериальной и венозной крови приведены в табл. 10.1.

⇐ Предыдущая 153 154 155 156 157158159 160 161 162 Следующая ⇒

Связь ме­ж­ду на­сы­ще­ни­ем ге­мо­гло­би­на ки­сло­ро­дом и объ­ем­ной кон­цен­тра­ци­ей ки­сло­ро­да в кро­ви

Связь между насыщением гемоглобина кислородом и объемной концентрацией кислорода в крови