Перенесення газів в організмі

З легеневих альвеол кисень проникає в плазму крові. Однак потреби організму в кисні настільки великі, що плазма, якби вона була єдиним переносником кисню, ніколи не впоралася б з таким навантаженням. Здатність крові переносити кисень значно збільшується за рахунок еритроцитів. Еритроцити складають майже половину обсягу крові; вони містять червоний пігмент, гемоглобін, що володіє високою спорідненістю до кисню. За своєю природою гемоглобін є високомолекулярним білок, що містить залізо.

Молекула гемоглобіну складається з чотирьох ланцюгів з атомом заліза в кожному ланцюзі. Кисень зв’язується з атомами заліза, і при цьому темно-червоний гемоглобін перетворюється в світло-червоний оксигемоглобін. При взаємодії гемоглобіну з киснем концентрація вільного кисню в плазмі знижується, що сприяє дифузії нових порцій кисню з легких. Цей процес триває до тих пір, поки весь гемоглобін крові не перейде в оксигемоглобін. Завдяки гемоглобіну здатність крові переносити кисень збільшується в 60 разів.

Зовсім інші умови виникають при проходженні крові через капілярну мережу тканин. Деякі капіляри настільки вузькі, що через них може одночасно пройти тільки один еритроцит. Оскільки клітини тканин постійно витрачають кисень, концентрація цього газу в них дуже низька. Внаслідок цього кисень дифундує з плазми в тканину. У міру зниження вмісту кисню в плазмі найбільше кисню отщепляется від оксигемоглобіну і останній перетворюється в гемоглобін. Звільнився кисень проникає в тканини. Гемоглобін пов’язує кисень тільки при високій концентрації останнього.

При зниженні концентрації кисню в плазмі він звільняється з з’єднання з гемоглобіном. Така властивість гемоглобіну ускладнює існування людини в умовах зниженого атмосферного тиску (на великих висотах); при низькій концентрації кисню в розрідженому повітрі може припинитися зв’язування його гемоглобіном. Тканини організму починають страждати від кисневої недостатності. У цих умовах організм компенсує недолік кисню збільшенням кількості еритроцитів в крові і підвищенням вмісту гемоглобіну в еритроцитах. В результаті за короткий період часу здатність крові зв’язувати кисень повністю відновлюється.

Однак відщеплення окису вуглецю від гемоглобіну відбувається досить повільно, і тому гемоглобін, що зв’язав велика кількість окису вуглецю, втрачає здатність реагувати з киснем. Саме такий механізм лежить в основі отруєння чадним газом (окисом вуглецю).

Концентрація вуглекислого газу, що утворюється в процесі обміну речовин, в клітинах значно вище, ніж в плазмі крові. Внаслідок цього він дифундує з тканин в плазму. В умовах спокою клітини організму людини продукують близько 20 мл вуглекислого газу в 1 хвилину. Плазма ж, що міститься в 1 л крові, може забезпечити поглинання і видалення всього 4,3 мл вуглекислого газу. З цих міркувань випливає, що для видалення всього вуглекислого газу з організму за допомогою тільки плазми кров повинна була б циркулювати зі швидкістю 47 л в 1 хвилину, т. Е. В 10 разів швидше, ніж в дійсності. Насправді плазма переносить лише незначну частину вуглекислого газу в розчиненому вигляді. Приблизно 10% вуглекислого газу об’єднується з гемоглобіном і транспортується у вигляді комплексу НЬСО2. Основна ж частина вуглекислого газу вступає в хімічну взаємодію з водою і утворює іони бікарбонату і водню, причому проміжним продуктом реакції є вугільна кислота:
СО2 + Н2О = Н2СО3 = Н + і НСО3
Ця реакція оборотна; в легких, де концентрація вуглекислого газу низька, реакція зсувається вліво і звільнився вуглекислий газ переходить в альвеоли.

...
ПОДІЛИТИСЯ: