ما الذي ينقل الغازات في الجسم. نقل الغازات عن طريق الدم. حجم الرئة وقدراتها

بداية، لنستحضر عدة أحكام ومفاهيم من مجال الفيزياء، ومن دونها لا دراسة تبادل الغاز ونقل الغازفي الرئتين مستحيل. لذلك، يحتوي الهواء الجوي على نسبة ثابتة إلى حد ما من الغازات. هذا الثبات الذي يُحسد عليه هو أيضًا سمة من سمات الهواء السنخي، أي أنه لا يملأ الرئتين فحسب، بل يتلامس بشكل مباشر مع الخلايا الرئوية المبطنة للحويصلات الهوائية. صحيح أن الأكسجين في الهواء السنخي أقل من محتواه في الهواء الجوي (14 و21% على التوالي)، وثاني أكسيد الكربون أعلى بكثير (5.5 مقابل 0.03% في الهواء الجوي)، لكن هذه القيم هي (14 و5.5%). ثابت (الفرق بين الهواء السنخي والهواء الجوي هو نتيجة لتبادل الغازات الذي يحدث بشكل مستمر، بغض النظر عن الوقت من اليوم، وكذلك ما إذا كان الشخص يستنشق أو يخرج، سواء كان الشخص يريد ذلك أم لا).

والآن نقدم المفهوم الفيزيائي الأول - الضغط الجزئي للغاز. وفي الهواء المقدم كخليط غازي، فإنه يتناسب مع نسبة هذا الغاز في الضغط الكلي للخليط. ويبلغ الضغط الجوي كما هو معروف 760 ملم زئبق. ويكون ضغط خليط الغازات في الهواء السنخي أقل إلى حد ما، حيث أن جزء منه يرجع إلى زيادة كمية بخار الماء في الجهاز التنفسي، ويصل إلى 713 ملم زئبقي. الآن لن يكون من الصعب حساب الضغط الجزئي للأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الهواء السنخي باستخدام نسب بسيطة. إذا كان ضغط خليط الغاز 713 ملم زئبق، ومحتوى الأكسجين 14%، فإن الضغط الجزئي لـ O2 يساوي 100 ملم زئبق. نجد أيضًا هذه القيمة لثاني أكسيد الكربون - وستكون مساوية 40 ملم زئبق. ومن الجدير بالذكر أن الضغط الجزئي لكلا الغازين في الهواء السنخي هو القوة التي تحاول بها جزيئات هذه الغازات اختراق الحاجز المحمول جواً إلى الدم من الحويصلات الهوائية في الرئتين.

ما الذي يمنع مثل هذا التحول؟ وتبين أن هناك بالفعل ما يكفي من هذه الغازات في بلازما الدم. إنهم موجودون في شكل مذاب، وعلاوة على ذلك، فإنهم أنفسهم لا يمانعون في ترك المحلول في الهواء السنخي. هنا التأثير جهد الغاز، يقع في السائل. توتر الغاز هو القيمة التي تميز قوة ميل جزيئات الغاز الذائبة للخروج من البيئة المائية إلى البيئة الغازية. من الناحية الفيزيائية، فإن مفاهيم "الضغط الجزئي" و "الإجهاد" متقاربة جدًا، فهي تشير فقط إلى وسائط مختلفة: الأول - إلى خليط الغاز، والثاني - إلى السائل. ولكن الشيء الأكثر أهمية هو أنهم يعارضون بعضهم البعض. إذا كان الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون، على سبيل المثال، مساويًا لتوتر ثاني أكسيد الكربون في الدم، فلن يتم ملاحظة حركة ثاني أكسيد الكربون في أي من الاتجاهين.

ومع ذلك يحدث تبادل الغازات. ويحدث بسبب اختلاف خصائص الضغط الجزئي للغازات في الهواء السنخي مع توتر الغازات نفسها في بلازما الدم. ألق نظرة على الصورة على اليمين. لنبدأ بالأكسجين. يتدفق الدم إلى الرئتين من خلال نظام الشريان الرئوي، وهو نظام فقير في O2، والذي يبلغ توتره 40 ملم زئبق. يمر الدم عبر الشعيرات الدموية الموجودة في الجدران البينية، أي من خلال الحاجز الهوائي المجاور لهواء الحويصلات الهوائية، حيث يساوي الضغط الجزئي لـ O2 100 ملم زئبق. أي أننا نرى فرقًا قدره 40 و100! وبطبيعة الحال، يندفع O2 إلى الدم وسوف يذوب في الدم حتى يرتفع شد هذا الغاز إلى 96 ملم زئبق على الأقل. عندما يتشبع الدم الشرياني بالأكسجين، فإنه يتجمع في الأوردة الرئوية ليخرج من خلالها إلى الرئتين.

الوضع مختلف مع ثاني أكسيد الكربون. يدخل الدم إلى الرئتين من الجسم كله عبر الأوعية الدائرية الصغيرة، وهو يحتوي على الكثير من ثاني أكسيد الكربون (46 ملم زئبقي)، لكن الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون في الحويصلات الهوائية يبلغ 40 ملم فقط. وهذا يحدد حركة ثاني أكسيد الكربون من البلازما عبر الحاجز لإطلاقه لاحقًا في الهواء السنخي، مما يؤدي إلى انخفاض توتر ثاني أكسيد الكربون إلى 39 ملم زئبق.

خلف نقل الأكسجينومن الرئتين إلى الأنسجة، تكون خلايا الدم الحمراء هي المسؤولة بشكل رئيسي. عندما يبدأ توتر الأكسجين في الزيادة في الشعيرات الدموية الرئوية، يبدأ الهيموجلوبين في خلايا الدم الحمراء في انتزاع جزيئات O2 من البلازما، ويتحول تدريجياً إلى أوكسي هيموجلوبين. وبهذا الشكل يتم جلب الأكسجين إلى الأعضاء والأنسجة. يقوم الأوكسيهيموجلوبين "بفصل" O2 عن نفسه، ويطلقه مرة أخرى إلى البلازما، ويبدأ نوع من السلسلة الثانية - يحدث تبادل الغازات بين الدم والأنسجة.

تحتاج جميع خلايا الجسم إلى الأكسجين، وذلك لأن... هذا الغاز هو عامل مؤكسد عالمي في العمليات. باستخدام الأكسجين في التفاعلات الكيميائية الحيوية، تحصل الخلايا على الطاقة التي تحتاجها وعلى ثاني أكسيد الكربون، الأمر الذي يتطلب إزالته خارج الخلية. نظرًا لعدم اتصال جميع الخلايا بشكل مباشر بالشعيرات الدموية، فإن الوسيط الموثوق بينها هو سائل الأنسجة، والذي سيتم مناقشته بمزيد من التفصيل في الفقرات الخاصة بالبيئة الداخلية للجسم والليمفاوية. من سائل الأنسجة، تأخذ الخلية الأكسجين القادم من الشعيرات الدموية، و"تطرح" ثاني أكسيد الكربون فيه. بمعنى آخر، يحدث تبادل الغازات في الأنسجة بشكل رئيسي بين بلازما الدم وسائل أنسجة الجسم. وهناك كل شيء يحدث بالفعل وفق آلية معروفة. ارجع مرة أخرى إلى الجدول في الشكل. 66. توتر الأكسجين في سائل الأنسجة منخفض (40 ملم زئبق)، وهو ما لا يمكن قوله عن الدم الشرياني (96 ملم زئبق). وعلى هذا فإن الأكسجين اللازم للخلايا ينتقل من البلازما إلى سائل الأنسجة حتى يصل شد هذا الغاز في الدم إلى 40 ملم زئبقي. يندفع غاز ثاني أكسيد الكربون من مكان التوتر الأكبر (46 ملم زئبق في سائل الأنسجة) إلى بلازما الدم، حيث يبلغ توتره 39 ملم زئبق، ليصل إلى 46. الدم الذي يحتوي على مؤشرات O2 وCO2 (40 ملم و46 ملم) Hg) سيكون وريدي ويتدفق عبر أوردة الدائرة الجهازية إلى الأجزاء اليمنى من القلب، ومن هناك يتم إرساله لإجراء تبادل الغازات في رئتي الإنسان.

نقل ثاني أكسيد الكربونوفي جسم الإنسان يمكن تنفيذه عن طريق الدم بثلاث طرق. ويذوب جزء صغير من الغاز في البلازما، وبالتالي يحدد توتر ثاني أكسيد الكربون في الدم. وفي الوقت نفسه، يتلامس معظم ثاني أكسيد الكربون مع هيموجلوبين خلايا الدم الحمراء، ويتحد معه، ويحوله إلى كربوكسي هيموجلوبين. حسنًا، يتم نقل كل ثاني أكسيد الكربون المتبقي على شكل أملاح حمضية لحمض الكربونيك (غالبًا NaHCO3). ومع ذلك، بغض النظر عن الطريقة المستخدمة لنقل ثاني أكسيد الكربون، فإنها تجلب الغاز إلى الرئتين لإزالته لاحقًا من جسم الإنسان.

لذلك، إذا حاولنا أن نلخص بإيجاز، يمكننا القول أن هناك 2 مراحل تبادل الغازات: الرئوية والأنسجة. في المرحلة الرئوية، الأساس هو الفرق في الضغط الجزئي للغاز في الهواء السنخي مع توتر الغاز في الدم. بالنسبة لمرحلة الأنسجة، سيكون الأساس هو الفرق في توتر الغاز في الدم وسائل الأنسجة. نفسي نقل الغازويحدث بالضرورة إذا كانت الغازات في صورة مذابة، أو في صورة مرتبطة إذا اتحدت جزيئات الغاز مع الأيونات أو جزيء الهيموجلوبين.

يتنفس

2. الغرض من المحاضرة

تحليل آلية التنفس الخارجي، والتعرف على المؤشرات الفسيولوجية الرئيسية للتهوية الرئوية.

تحليل عمليات تبادل الغازات في الرئتين والأنسجة، وآليات عمل الجهاز التنفسي والمنعكسات المرتبطة به، وكذلك أسباب تغيراته عند الضغط الجوي المنخفض والعالي.

ح. أهداف المحاضرة. فكر في التنفس على مستوى العمليات الفسيولوجية

وظائف الجهاز التنفسي

أنواع التنفس

تنظيم التنفس.

حجم الرئة وقدراتها

تبادل الغازات في الرئتين

نقل الغازات عن طريق الدم

5. أسئلة للعمل المستقل،

الأدب للتحضير

مبادئ توجيهية للفصول المعملية في علم وظائف الأعضاء الطبيعي لطلاب الطب. جامعة الأمير سلطان، بينزا 2003.

6. أسئلة المراجعة

تشريح وأنسجة أعضاء الجهاز التنفسي

محاضر أستاذ مشارك ميكولياك ن.

التنفس هو أحد وظائف الجسم. ويتضح ذلك من أن انقطاع التنفس يؤدي إلى الوفاة. لا تنفس - لا حياة. لماذا يؤدي انقطاع التنفس إلى الوفاة؟

كما تعلم، الحياة عبارة عن تبادل مستمر للمواد مع البيئة. ومن هذه المواد الأكسجين O 2، الذي يجب أن يدخل الجسم من البيئة، ويتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون CO 2 إلى البيئة من الجسم. الأكسجين ضروري للجسم لأنه... معظم التفاعلات الكيميائية في الجسم تكون مؤكسدة بمشاركة ضرورية من ثاني أكسيد الكربون. لا يوجد أكسجين، وتتعطل العمليات البيوكيميائية، وهذه الاضطرابات تتعارض مع الحياة. بالإضافة إلى ذلك، يؤدي ضعف التنفس إلى تراكم ثاني أكسيد الكربون في الجسم، مما يؤثر سلباً على الوظائف الحيوية في الجسم. الذي - التي. التنفس هو أحد أهم وظائف الجسم. انقطاع التنفس - نقص الأكسجين - اضطراب التفاعلات الكيميائية الحيوية المؤكسدة - الوفاة. يتم التنفس عن طريق الجهاز التنفسي، أي. التنفس هو وظيفة من وظائف الجهاز التنفسي. هذه الخاصية متأصلة إلى حد ما في الجلد والأغشية المخاطية.

ترتبط وظيفة الجهاز التنفسي ارتباطًا وثيقًا بالدم ونظام القلب والأوعية الدموية. الجهاز التنفسي + الدم + CVS = OSC (نظام إمداد الجسم بالأكسجين).

يتم التعرف على هذه العلاقة بسهولة أثناء علم الأمراض في الجسم. لذلك، مع التهاب الرئتين، عندما تنتهك وظيفة الجهاز التنفسي، إلى جانب زيادة التنفس، تزداد ديناميكا الدم بسبب زيادة تواتر تقلصات القلب، ويزيد عدد ناقلات الأكسجين، ناقلات O2. من ناحية أخرى، اضطرابات نظام القلب والأوعية الدموية، على سبيل المثال، مع عيوب القلب، عندما تنخفض سرعة الدورة الدموية، يزداد التنفس وديناميكا الدم.

التنفس كعملية يتكون من 5 مراحل:

1. التنفس الخارجي أو تهوية الرئتين أو تبادل الهواء بين البيئة الخارجية والحويصلات الهوائية للرئتين.

2. تبادل الغازات (في الرئتين) بين الهواء السنخي والدم.

3. نقل O2 وCO2 عن طريق الدم.

4. تبادل الغازات بين الدم والأنسجة.

5. التنفس الأنسجة.

يدرس فسيولوجيا التنفس المجموعات الأربع الأولى من العمليات وآلية تنظيمها وخصائص حدوثها في ظروف مختلفة. الخلوية، أي. تتم دراسة تنفس الأنسجة بشكل أساسي عن طريق الكيمياء الحيوية، التي تدرس عمليات أكسدة الأنسجة التي يتم فيها تكسير المواد الغنية بالطاقة الموجودة في الخلية، مما يؤدي إلى إطلاق الطاقة المخبأة فيها.

تتم تهوية الرئتين عن طريق الاستنشاق والزفير بشكل دوري.

دعونا نفكر أولاً في الإلهام (آلية الاستنشاق). الاستنشاق هو العملية التي يتم بها جلب الهواء من البيئة إلى الرئتين. يبدأ الاستنشاق بانقباض عضلات الجهاز التنفسي وعضلات الحجاب الحاجز. أثناء الاستنشاق الهادئ الطبيعي لدى الأشخاص الأصحاء، تنقبض العضلات الوربية الخارجية والغضروفية. مما يؤدي إلى زيادة حجم الصدر في الاتجاه السهمي وفي الاتجاه الأمامي. لماذا؟ في حالة الراحة، يتم خفض الأضلاع إلى الأسفل. عند الاستنشاق، تتخذ الأضلاع وضعية أكثر أفقية، وترتفع إلى الأعلى. ونتيجة لذلك، يصبح المقطع العرضي للصدر أكبر في كلا الاتجاهين العرضي والطولي. لماذا لا يؤدي انقباض العضلات الوربية إلى تقريب الأضلاع من بعضها البعض، بل إلى ارتفاعها؟ يحدث هذا بسبب حقيقة أن العضلات الوربية الخارجية تنتقل من الضلع إلى الضلع في اتجاه مائل: للخلف وللأعلى وللأمام وللأسفل. والأضلاع هي روافع من النوع الثاني في تمفصلها مع العمود الفقري. قوة تقلص العضلة الوربية التي تمارس على الأضلاع العلوية والسفلية هي نفسها. لكن الرافعة عند الضلع الأساسي أكبر، وبالتالي فإن عزم القوة عند الضلع الأساسي أكبر، أي. ما هو الأسهل للعضلة: رفع الضلع السفلي أو خفض الضلع العلوي أو تقريبهما من بعضهما البعض؟ بالطبع، رفع الضلع السفلي. الذي - التي. يؤدي ارتفاع الأضلاع إلى زيادة حجم الصدر في الاتجاهين السهمي والأمامي. بالإضافة إلى ذلك، تنقبض عضلة الحجاب الحاجز في نفس الوقت. وهذا يؤدي إلى ضغط الحجاب الحاجز، إلى خفض قبته، ونتيجة لذلك يزداد حجم الصدر في الاتجاه الرأسي. يؤدي خفض الحجاب الحاجز بمقدار 1 سم إلى زيادة الحجم بمقدار 350 مل. لذا. يزداد الصدر في جميع الاتجاهات الثلاثة. أثناء التنفس الهادئ، يستمر الاستنشاق عند الرجال والنساء بنفس الطريقة. عند النساء، يزداد حجم الصدر بسبب الانقباض التفضيلي للعضلات الوربية. هذا هو ما يسمى بنوع التنفس الصدري أو التنفس الضلعي. القطط لديها نفس النوع من التنفس. عند الرجال، يزداد حجم الصدر بشكل رئيسي بسبب الحجاب الحاجز. هذا هو ما يسمى نوع التنفس البطني أو الحجابي. هكذا تتنفس الأرانب.

نوع التنفس ليس ثابتًا ويعتمد على نوع العمل المنجز. لذلك، عند حمل البضائع، يتم التنفس بسبب حركة الحجاب الحاجز. مع زيادة التنفس (مع ضيق في التنفس)، يشارك عدد من العضلات المساعدة الإضافية في عملية الاستنشاق: القصية الترقوية الخشائية، والعضلة الرافعة للكتف، والصدرية الكبرى والصغرى، وما إلى ذلك.

لذا. يبدأ الشهيق بانقباض عضلات الجهاز التنفسي مما يؤدي إلى زيادة حجم الرئة. الرئتان تتبعان الصدر دائمًا. لماذا؟ دعونا نتوقف عند هذا الحد.

1. يعود ذلك إلى ضيق الصدر:

2. خصائص أنسجة الرئة.

من أجل فهم هذه العملية، علينا أن نتذكر ما يسمى بنموذج دوندرز: إنهم يأخذون الزجاج. زجاجة ذات قاع مطاطي، يتم إغلاق الفتحة العلوية للزجاجة بسدادة يتم من خلالها تمرير أنبوب زجاجي، توضع عليه القصبة الهوائية ذات الرئتين من حيوان صغير (جرذ أو أرنب). مقياس الضغط مدمج في جانب الزجاجة. على الرئتين من الداخل أي. عبر الزجاج يتعرض الأنبوب لضغط 1 ATM. في الخارج، أي. من الزجاجة، يؤثر الضغط = 1 ATM أيضًا على سطح الرئتين. القوتان متساويتان، والرئتان في حالة راحة. إذا قمت بسحب الجزء السفلي المطاطي للخلف، فإن الضغط في الزجاجة ينخفض، مما يخلق فرقًا في الضغط الذي يؤثر على الرئتين من الداخل والخارج. المزيد من الضغط يعمل من خلال الأنبوب. لذلك، يدخل الهواء (الخارجي) إلى الرئتين ويتمددان. وفي الوقت نفسه، تجدر الإشارة. أن يبقى الضغط في الزجاجة أقل من الضغط الجوي.

قانون بويل ماريوت p1/p2=v1/v2 أو p1v1=p2v2

الآن دعنا ننتقل من هذا النموذج إلى الكائن الحي بأكمله.

الرئتان مغطاة بطبقة حشوية من غشاء الجنب. السطح الداخلي للصدر مغطى بالطبقة الجدارية من غشاء الجنب. بينهما يوجد تجويف جنبي (فجوة). ويوجد بينهما كمية معينة من السائل مما يوفر تزييت الأوراق اللازمة لتقليل الاحتكاك بينهما. التجويف الجنبي مغلق بإحكام. لدى الشخص تجاويف جنبية. إذا تم إدخال إبرة متصلة بمقياس الضغط في التجويف الجنبي لشخص ما، فسنرى أن الضغط هناك أقل بعدة ملم من الضغط الجوي. في حالة الزفير الحر = 7 ملم زئبق. وعند الاستنشاق يصبح = 9-10 ملم زئبق. عند الزفير الأقصى = 2-3 ملم زئبق. مع أقصى قدر من الإلهام يصل إلى 30 ملم زئبق. وإذا أغلقت الشعب الهوائية وحاولت الشهيق (تجربة مولر)، يصبح الضغط الجوي أقل من الضغط الجوي بمقدار 50-50 ملم زئبقي. ويسمى هذا الضغط بالضغط السلبي. الضغط السلبي هو الفرق بين الضغط الجوي والضغط في التجويف الجنبي. ما الذي يسبب الضغط السلبي؟

هذا يرجع إلى خصائص أنسجة الرئة.

1. قابلية التمدد

2. المرونة.

فلو قمنا بربط القصبة الهوائية لحيوان ميت وفتحنا الصدر، فسنرى أن الرئتين تشغلان الصدر بأكمله، أي. هم في حالة ممتدة. إذا تم توفير الهواء تحت الضغط من خلال القصبة الهوائية، فإن الرئتين سوف تتمدد أكثر. أولئك. أنسجة الرئة قابلة للتوسعة بطبيعتها. هذه الخاصية متأصلة في أنسجة الرئة إلى حد أكبر من أي أنسجة أخرى.

إذا قمت بفتح القصبة الهوائية، مواصلة التجربة. يخرج الهواء من الرئتين، فيقل حجم الرئتين. ويرجع ذلك إلى مرونة أنسجة الرئة.

المرونة هي قدرة القماش على العودة إلى حجمه أو شكله الأصلي. ويرجع ذلك إلى محتوى عدد كبير من الألياف المرنة. بفضل هذه الألياف، يتم إنشاء الجر المرن للرئتين - وهو موجود باستمرار في الجسم، لأنه. تكون الرئتان دائمًا في حالة منتفخة. هذا بسبب هذا. ما هو الصدر

1. حجمه أكبر من الرئتين، وهو

2. ينمو بشكل أسرع من الرئة.

يحاول الجر المرن للرئتين خفض حجم الرئتين باستمرار إلى الحد الأدنى، أي. فصل الحشوي عن الجداري. ولكن نظرًا لأن التجويف الجنبي مغلق بإحكام، يتم إنشاء مساحة متخلخلة إلى حد ما في هذا التجويف، أي. الضغط السلبي.

يعتمد الجر المرن للرئتين على:

1. من وجود عدد كبير من الألياف المرنة في جدار الحويصلات الهوائية،

2. ناتج عن التوتر السطحي للجدار السنخي.

ماذا سيحدث للرئتين إذا انكسر ضيق الشق الجنبي؟ الضغط على الأسطح الخارجية والداخلية للرئتين في هذه الحالة = جوي. لكن الجر المرن للرئتين يبقى، بسبب ضغط الرئتين، مع الأخذ في الحد الأدنى من الحجم. وتسمى هذه الحالة استرواح الصدر. وفي الوقت نفسه، تنهار الرئتان وتتوقف وظيفة الجهاز التنفسي. استرواح الصدر قد يكون من جانب واحد. يستخدم استرواح الصدر في بعض الأحيان للعلاج.

الذي - التي. تتكون آلية الاستنشاق من:

1. انقباض العضلات الوربية وعضلات الحجاب الحاجز

2. زيادة في حجم الصدر

3. زيادة في سعة الرئة

4. انخفاض الضغط في الرئتين

5. دخول الهواء إلى الرئتين

الزفير سلبي (هادئ). يحدث تحت تأثير جاذبية الصدر وضغط أعضاء البطن. ولكن يمكن أيضًا أن يكون نشطًا - قسريًا عندما ينضم تقلص العضلات المائلة الوربية الداخلية والعضلات المسننة الداخلية الخلفية وعضلات البطن إلى القوى المدرجة التي تقلل الحجم.

تقوم عضلات الجهاز التنفسي التي توفر الاستنشاق بالكثير من العمل. وهذا العمل ضروري للتغلب على المقاومة التي تتكون من الساكنة والديناميكية.

يشمل الضغط الساكن (المرن).

1. ثقل الصدر الذي يجب رفعه

2. مقاومة الضغط على أعضاء البطن التي يدفعها الحجاب الحاجز النازل جانباً.

3. المقاومة الساكنة تشمل أيضًا التغلب على المقاومة المرنة لأنسجة الرئة عند تمددها.

مع التنفس العميق، تزداد المقاومة الساكنة.

تتميز المقاومة الديناميكية (اللزجة أو غير المرنة).

1. مقاومة الأنسجة

2. مقاومة الهواء

مقاومة الأنسجة تشمل:

1. الاحتكاك بين طبقات غشاء الجنب

2. الاحتكاك بين القلب والرئتين

تعتمد مقاومة الهواء التي يمارسها الجهاز التنفسي للهواء المتحرك على:

1. طول مجرى الهواء

2. قطرها

3. طبيعة حركة تيار الهواء

4. سرعة الهواء.

هل يمكن أن يتغير طول مجرى الهواء؟ ربما. يختلف طول مجرى الهواء اعتمادًا على ما إذا كان الشخص يتنفس من خلال الأنف أو من خلال الفم. في الحالة الأولى يكون الطول أطول مما يعني زيادة مقاومة الهواء. يزداد طول الشعب الهوائية أثناء الشهيق ويتناقص أثناء الزفير. يزداد طول الشعب الهوائية في أقنعة الغاز بشكل ملحوظ. لتقليل المقاومة وتقليل عمل عضلات الجهاز التنفسي، يتنفس العداءون من خلال أفواههم. لكن التنفس المستمر من الفم محفوف بمخاطر كبيرة. أولا، غالبا ما تحدث نزلات البرد في الجهاز التنفسي العلوي. ثانيا، يؤدي عدم التنفس من خلال الأنف إلى انخفاض القدرات العقلية - إلى الخرف. ثالثا، تنتهك تهوية الرئتين (تيار الهواء الذي يمر عبر الأنف يهيج مستقبلات الغشاء المخاطي للأنف - دفعة إلى مركز الجهاز التنفسي - زيادة التنفس). رابعا، إيقاف التنفس الأنفي يؤدي إلى ضعف القدرة الجنسية. يحدث هذا مع داء السلائل الأنفي، وهو عندما ينمو النسيج الليمفاوي في الأنف.

تعتمد مقاومة الهواء على قطر الشعب الهوائية. قطر الشعب الهوائية ثابت عند الأشخاص الأصحاء. ويزداد قليلاً عند الشهيق وينخفض عند الزفير، لذلك يحدث الزفير بشكل أبطأ. ثم يستنشق بنسبة 5 - 10٪. يتناقص قطر الشعب الهوائية عند الأشخاص الذين يدخنون. مع تقدم السن مع أمراض الجهاز التنفسي المختلفة (مع الربو القصبي، عندما ينخفض القطر بشكل حاد، خاصة أثناء الزفير، لذلك يعاني هؤلاء المرضى من صعوبة شديدة في الزفير).

تعتمد مقاومة الهواء على طبيعة حركة تيار الهواء. هناك نوعان من حركة الهواء: الصفحي والمضطرب.

النوع الصفحي – عندما تتحرك جميع طبقات الهواء بشكل متوازٍ – تكون المقاومة هي الأقل. يتحرك الهواء في جبهة على شكل إسفين. هذا النوع من التنفس ممكن مع جدران المسالك الهوائية الملساء وبسرعة هواء منخفضة نسبيًا، ولا يمكن أن يحدث هذا إلا مع التنفس الهادئ.

النوع المضطرب (الدوامة)، عندما تختلط جزيئات الهواء مع بعضها البعض باستمرار وتزداد المقاومة بشكل حاد. ويلاحظ هذا مع التنفس المتكرر، مع أمراض مختلفة، عندما ينتهك السطح الأملس للجهاز التنفسي.

تعتمد مقاومة الهواء على سرعة حركة الهواء. وفي الوقت نفسه، تكون المقاومة الديناميكية أكبر. وبدورها، تعتمد سرعة حركة الهواء على قطر الجهاز التنفسي وعلى شدة التنفس.

هناك علاقة بين المقاومة الساكنة والديناميكية، والتي يتم تحديدها من خلال تردد التنفس. مع التنفس المتكرر تزداد المقاومة الديناميكية، ومع التنفس النادر تزداد المقاومة الساكنة. تحدث المقاومة الدنيا بمعدل تنفس يبلغ 15 مرة في الدقيقة. ويسمى eipnoe. إذا كان التنفس نادرا (يسمى بطء التنفس، متكرر - تسرع النفس).

حجم الرئة وقدراتها.

للحكم على التهوية الرئوية، أي. فيما يتعلق بالتنفس الخارجي، يتم استخدام تحديد الأحجام والقدرات الرئوية. ومن خلال أرقام هذه المؤشرات يمكنك الحصول على فكرة عن التنفس الخارجي. يتم استخدام هذا في كثير من الأحيان عند تحديد النمو البدني للشخص.

أحجام الرئة:

1. افعل - حجم المد والجزر هو كمية الهواء التي تدخل وتنطلق أثناء التنفس الهادئ. إلى=500 مل. (300-900)

2. ROVd - حجم احتياطي الشهيق هو كمية الهواء التي يمكن استنشاقها بعد نفس هادئ. ROVd = 1500 مل. (1.5 – 1.8)

3. ROvyd - حجم احتياطي الزفير هو كمية الهواء التي يمكن زفيرها بعد الزفير الطبيعي. ROVd = 1500 مل.

4. RO - الحجم المتبقي هو الهواء المتبقي بعد الزفير الأقصى. يمكن تحديدها عند الافتتاح. OO = 1500 مل. (1.0 - 1.5)

5. KO – حجم الانهيار. يبقى بعد انهيار الرئتين، بعد زفير الحجم المتبقي. ولذلك فإن رئتي الشخص الذي يستنشق الهواء مرة واحدة على الأقل لا تغرق في الماء. ويستخدم هذا في ممارسة الطب الشرعي. كو = 150 مل.

القدرات الرئوية:

بالإضافة إلى الأحجام الرئوية، تتميز السعات الرئوية، والتي تمثل حجمين أو عدة أحجام مقاسة إجمالاً:

1. TLC – إجمالي سعة الرئة = 5150. TLC=DO+ROVd+ROVyd+OO+KO

طريقة تخطيط التحجم أو حقن الغاز .....

2. القدرة الحيوية – القدرة الحيوية للرئتين. هذه هي كمية الهواء التي يمكن زفيرها بعد أقصى قدر من الاستنشاق. الحيوية=قبل+ROVd+ROVd=3500 مل.

(3.5-5.0) زوج، (3.0 – 4.0) أنثى.

3. تناول الطعام. الزفير – أقصى سعة للزفير – الهواء الذي يمكن إخراجه أثناء الزفير الأقصى، بعد الشهيق الهادئ. EMyd = TO + ROvyd = 2000 مل. (2.0-2.3)

4. EMVd - القدرة القصوى للاستنشاق. EMVd=DO+ROVd=2000 مل

5. FRC - القدرة الوظيفية المتبقية للرئتين - مقدار الحجم الذي يبقى في الرئتين بعد الزفير الهادئ. FFU=OO+ROvyd=3000 مل.

المؤشرات الوظيفية واختبارات التنفس.

تعطي أحجام الرئة وقدراتها الحق في تخيل حالة الجهاز التنفسي تقريبًا. يمكن الحكم على حالة الجهاز التنفسي بمزيد من التفصيل وبدقة أكبر من خلال دراسة المؤشرات الوظيفية للرئتين وإعطاء أحمال مختلفة على الرئتين.

هناك العديد من المؤشرات، ولكن ما يلي هو الأكثر استخدامًا في العيادة:

1. RR – معدل التنفس. المتوسط هو 14 - 15 في الدقيقة، ويتراوح من 20 إلى 40. إذا كان أقل أو أكثر، فهذا بالفعل انتهاك.

2. GD – عمق التنفس – عدد الأنفاس. الذي تأخذه الرئتان عند الشهيق.

3. MVR - الحجم الدقيق للتنفس - مقدار الحجم الذي يمر عبر الرئتين أثناء التنفس الطبيعي: MVR = RR * GD / DO / = 16 * 500 = 8000 مل.

يتراوح الحجم الدقيق لدى الأشخاص الأصحاء من 6 إلى 8 لترات. يعتمد MOD على العمر والجنس والطول ووزن الجسم. لذلك، عند تحديد MOD، يتم مقارنته بالحجم الدقيق المناسب للتنفس DMOD.

DMOD - يتم تحديده بواسطة المخطط المعياري والصيغ المشتقة تجريبياً:

DMOD (للرجال) = 3.2*5 م2 (سطح الجسم)

DMOD (سيدات) = 3.7*5 م2 (سطح الجسم)

4. MVL - كمية الهواء التي تمر عبر الرئتين خلال دقيقة واحدة. عند التنفس إلى أقصى حد عميق ومتكرر إلى أقصى حد.

(130-140 لتر/دقيقة للرجال، 110-120 لتر/دقيقة للنساء)

5.RD هو الفرق بين MVL وMOD

RD=MVL-MOD=120 – 130 لتر

6. VC هي نسبة VC إلى وزن الجسم.

VC/M = 75 مل/كجم عند الرجال، و65 مل/كجم عند النساء.

7. أقصى سرعة للهواء – MSDVvd = 3.2 م/ث

MSDVvyd=2.8 م/ث

8. AVL هو مؤشر لكمية الهواء. والتي تشارك بشكل مباشر في تبادل الغازات. بعض الهواء لا يشارك في تبادل الغازات، وهذا هو ذلك الجزء. الذي يقع في التجويف الأنفي للحنجرة والشعب الهوائية. القصيبات. يسمى هذا المجرى الهوائي بالفضاء الميت ويبلغ حجمه 150 مل. AVL=(DO-OMP)*RR=350*16=5.6 لتر

مود= 9 مود= 9

1) بي إتش = 30 2) بي إتش = 15

HD = 300 مل HD = 600 مل

AVL!=150*30=4.5 لتر AVL!=450*15=6.75 لتر

يعتمد التنفس السنخي على التردد والعمق. يلعب الفضاء الميت دورًا:

1. عازل بين الحويصلات الهوائية والهواء الجوي. مع كل شهيق، يتم الاحتفاظ بالأجزاء الأخيرة من الهواء في الفضاء الميت، وبالتالي فإن الهواء السنخي يغير تركيبه قليلاً. وبحلول نهاية الزفير، تحتوي الحويصلات الهوائية على FRC، وهي القدرة الوظيفية المتبقية.

عندما تستنشق، لا يتجدد كل الهواء السنخي، ولكن فقط 1/9 منه. (3150 + 350)

2. دور المرشح الميكانيكي. يتلامس الهواء المستنشق مع الغشاء المخاطي ويتم تنقيته.

3. يتم ترطيب هواء الزفير

4. دور مرحل درجة الحرارة. يوفر التنفس أثناء التغيرات المفاجئة في درجات الحرارة.

عندما تستنشق، يدخل الهواء الجوي إلى الرئتين. تكوينه:

O2 – 21%، ثاني أكسيد الكربون – 0.63%، N2 – 79%.

يمتزج الهواء الجوي الذي يمر عبر الجهاز التنفسي مع هواء الحويصلات الهوائية، لذلك يحتوي الهواء السنخي على:

O2 – 14%، ثاني أكسيد الكربون – 5.5%، N2 – 79%.

تكوين الهواء السنخي ثابت.

عند الزفير يمتزج الهواء السنخي مع هواء الحيز الميت فيكون O2 - 16%، CO2 - 4.5%، N2 - 79%. الغرض الرئيسي من التهوية الرئوية هو ضمان تكوين ثابت للهواء السنخي.

تبادل الغازات في الرئتين.

يحدث تبادل الغازات بين الهواء السنخي والدم في الحويصلات الهوائية. يتم فصل أنسجة الرئة والدم عن طريق حاجز سنخي شعري يتكون من طبقتين من الخلايا - طبقة بطانية وطبقة ظهارية بسمك 0.5 ميكرون. في ثانية واحدة، يمر ثاني أكسيد الكربون والأكسجين عبر الحاجز، وفي ثانية واحدة يتم تعادل تكوين الهواء السنخي والدم. يتمتع الحاجز بنفاذية عالية للغازات.

هناك عدد كبير من الحويصلات الهوائية، عددها في الرئة الواحدة 300 - 400 مليون، مساحتها الكلية = 80 - 100 م2. من خلال السطح السنخي في دقيقة واحدة. يدخل 250 مل من O 2 الدم إلى الجسم ويتم إزالة 250 مل من ثاني أكسيد الكربون.

لهذا الغرض، اللجنة الأولمبية الدولية هي 5 لترات. الدم (دائرة صغيرة).

الضغط الجزئي مهم لتبادل الغازات. وتوتر الغاز.

الضغط الجزئي هو الضغط الذي يقع على جزء الغاز الموجود في الخليط، فإذا كان الغاز في سائل، فإن ضغط الغاز في السائل يسمى جهدًا.

الضغط الجزئي في الهواء السنخي: 760-50=710 ملم زئبقي.

ف O2 = 710*14/100= 100 ملم زئبق.

ف ثاني أكسيد الكربون = 710*5.5/100=40 ملم زئبق

Р ن 2 = 575 ملم زئبق.

توتر الغازات في الدم الوريدي: O2 – 40، CO 2 – 46

في الدم الشرياني: O2 – 100، CO 2 – 60

في الأنسجة O 2 - 0، CO 2 - 60

يحدث انتشار الغازات عندما يكون هناك فرق بين الضغط الجزئي والتوتر للغازات.

سوف تنتشر الغازات نحو الضغط المنخفض. في الحويصلات الهوائية في الرئة، يذهب O 2 إلى الدم الوريدي، ويذهب CO 2 عند فرق تدرج الضغط بمقدار 6. وهذا التدرج يكفي لإزالة 200 مل من ثاني أكسيد الكربون من الجسم.

نفاذية الحاجز ليست هي نفسها بالنسبة لجميع الغازات. بالنسبة لـ O 2 يكون 25 مل في الدقيقة، أي حاجز h/w في الدقيقة. يمكن تمرير 25 * 60 = 1500 مل O2 .

العادي = 250 مل.

يحدث تبادل الغازات في الرئتين بسبب اختلاف الضغط الجزئي للغازات في الهواء السنخي وتوترها في الدم الوريدي. يتم تسهيل تبادل الغازات من خلال النفاذية العالية لحاجز الغاز.

الغرض من تبادل الغازات هو الحد من دخول O 2 إلى الدم وإزالة ثاني أكسيد الكربون. ويبلغ معدل الصرف في المتوسط 250 مل O2، 200 مل CO2 / دقيقة.

نقل الغازات عن طريق الدم.

في 100 مل من الدم الشرياني O2 = 20 مل. ثاني أكسيد الكربون = 52 مل.

في 100 مل من الدم الوريدي سيكون هناك O 2 = 12 مل. ثاني أكسيد الكربون = 58 مل.

بعض الغازات الموجودة في الدم ستكون في حالة ذوبان جسديًا.

0.3 مل O 2 1 مل N 2 و2-3 مل يذوب في 100 مل من الدم. ثاني أكسيد الكربون. غالبية الغازات في حالة مقيدة.

جدول محتويات موضوع "تهوية الرئتين. إرواء الرئتين بالدم.":
1. التهوية. تهوية الرئتين بالدم. الفضاء الميت الفسيولوجي. التهوية السنخية.
2. إرواء الرئتين بالدم. تأثير الجاذبية على التهوية. تأثير الجاذبية على نضح الدم الرئوي.
3. معامل نسب التهوية إلى التروية في الرئتين. تبادل الغازات في الرئتين.
4. تكوين الهواء السنخي. تكوين الغاز من الهواء السنخي.
5. توتر الغازات في دم الشعيرات الدموية في الرئتين. معدل انتشار الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الرئتين. معادلة فيك.

7. انجذاب الهيموجلوبين للأكسجين. التغيرات في تقارب الهيموجلوبين للأكسجين. تأثير بور.
8. ثاني أكسيد الكربون. نقل ثاني أكسيد الكربون.
9. دور خلايا الدم الحمراء في نقل ثاني أكسيد الكربون. تأثير هولدن...
10. تنظيم التنفس. تنظيم التهوية الرئوية.

تؤدي الدورة الدموية واحدة من أهم الوظائف نقل الأكسجينمن الرئتين إلى الأنسجة، وثاني أكسيد الكربون - من الأنسجة إلى الرئتين. يمكن أن يتغير استهلاك خلايا الأنسجة للأكسجين ضمن حدود كبيرة، على سبيل المثال، أثناء الانتقال من حالة الراحة إلى النشاط البدني والعكس صحيح. وفي هذا الصدد، يجب أن يتمتع الدم باحتياطيات كبيرة ضرورية لزيادة قدرته على نقل الأكسجين من الرئتين إلى الأنسجة، وثاني أكسيد الكربون في الاتجاه المعاكس.

نقل الأكسجين.

عند 37 درجة مئوية، تبلغ قابلية ذوبان 02 في السائل 0.225 مل لتر-1 كيلو باسكال-1 (0.03 مل/لتر/مم زئبق). في ظل ظروف الضغط الجزئي الطبيعي للأكسجين في الهواء السنخي، أي 13.3 كيلو باسكال أو 100 ملم زئبق، 1 لتر يمكن أن تحمل بلازما الدم 3 مل 02 فقط وهو ما لا يكفي لعمل الجسم ككل. في حالة الراحة، يستهلك جسم الإنسان حوالي 250 مل من الأكسجين في الدقيقة. لكي تتلقى الأنسجة مثل هذه الكمية من الأكسجين في حالة ذوبان جسديًا، يجب على القلب أن يضخ كمية هائلة من الدم في الدقيقة. في تطور الكائنات الحية، تم حل مشكلة نقل الأكسجين بشكل أكثر فعالية من خلال تفاعل كيميائي عكسي مع الهيموجلوبين في كريات الدم الحمراء. يتم نقل الأكسجين عن طريق الدم من الرئتين إلى أنسجة الجسم عن طريق جزيئات الهيموجلوبين الموجودة في خلايا الدم الحمراء.

الهيموجلوبين قادر على التقاط الأكسجينمن الهواء السنخي (مركب يسمى أوكسي هيموجلوبين) ويطلق الكمية المطلوبة من الأكسجين في الأنسجة. من سمات التفاعل الكيميائي للأكسجين مع الهيموجلوبين أن كمية الأكسجين المرتبط محدودة بعدد جزيئات الهيموجلوبين في خلايا الدم الحمراء. يحتوي جزيء الهيموجلوبين على 4 مواقع ربط مع الأكسجين، والتي تتفاعل بطريقة تجعل العلاقة بين الضغط الجزئي للأكسجين وكمية الأكسجين المحمولة في الدم على شكل حرف S، وهو ما يسمى منحنى التشبع أو التفكك للأوكسي هيموجلوبين (الشكل 10.18). عند ضغط جزئي للأكسجين يبلغ 10 ملم زئبق. فن. يبلغ تشبع الهيموجلوبين بالأكسجين حوالي 10%، وعند P02 30 ملم زئبق. فن. - 50-60%. مع زيادة أخرى في الضغط الجزئي للأكسجين من 40 ملم زئبق. فن. ما يصل إلى 60 ملم زئبق فن. يتناقص انحدار منحنى تفكك الأوكسيهيموجلوبين وتزداد نسبة تشبعه بالأكسجين في حدود 70-75 إلى 90٪ على التوالي. ثم يبدأ منحنى تفكك الأوكسيهيموجلوبين في اتخاذ وضع أفقي تقريبًا، حيث يزداد الضغط الجزئي للأكسجين من 60 إلى 80 ملم زئبق. فن. يسبب زيادة في تشبع الهيموجلوبين بالأكسجين بنسبة 6%. في حدود 80 إلى 100 ملم زئبق. فن. تبلغ نسبة تكوين الأوكسي هيموجلوبين حوالي 2. ونتيجة لذلك يصبح منحنى تفكك الأوكسي هيموجلوبين خطًا أفقيًا وتصل نسبة تشبع الهيموجلوبين بالأكسجين إلى الحد الأقصى أي 100. ويتميز تشبع الهيموجلوبين بالأكسجين تحت تأثير P02 "الشهية" الجزيئية المميزة لهذا المركب للأكسجين.

انحدار كبير للمنحنى تشبع الهيموجلوبين بالأكسجينفي نطاق الضغط الجزئي من 20 إلى 40 ملم زئبق. فن. يساهم في حقيقة أن كمية كبيرة من الأكسجين في أنسجة الجسم يمكن أن تنتشر من الدم في ظل ظروف تدرج الضغط الجزئي بين خلايا الدم والأنسجة (على الأقل 20 ملم زئبق). نسبة قليلة من تشبع الهيموجلوبين بالأكسجين في حدود ضغطه الجزئي من 80 إلى 100 ملم زئبق. فن. يساهم في حقيقة أن الشخص يمكنه التحرك على ارتفاعات فوق مستوى سطح البحر تصل إلى 2000 متر دون التعرض لخطر تقليل تشبع الدم الشرياني بالأكسجين.

أرز. 10.18. منحنى تفكك الأوكسيهيموجلوبين. حدود تقلب المنحنى عند PC02 = 40 ملم زئبق. فن. (الدم الشرياني) و PC02 = 46 ملم زئبق. فن. (الدم الوريدي) يظهر تغيرا في ألفة الهيموجلوبين للأكسجين ( تأثير هودن).

إجمالي احتياطيات الأكسجينفي الجسم يتم تحديدها من خلال كميتها، والتي تكون في حالة ربط مع أيونات Fe2+ في تكوين جزيئات الهيموجلوبين العضوية في كريات الدم الحمراء والميوجلوبين في خلايا العضلات.

جرام واحد من الهيموجلوبينيربط 1.34 مل من 02. لذلك، عادة، مع تركيز الهيموجلوبين 150 جم / لتر، يمكن لكل 100 مل من الدم أن يحمل 20.0 مل من 02.

تسمى كمية 02 التي يمكنها الاتصال بهيموجلوبين خلايا الدم الحمراء عندما تكون 100% من كميتها مشبعة سعة الأكسجين للهيموجلوبين. مؤشر آخر على وظيفة الجهاز التنفسي في الدم هو محتوى 02 في الدم ( قدرة الأكسجين في الدم) ، مما يعكس كميته الحقيقية، المرتبطة بالهيموجلوبين والمذابة فعليًا في البلازما. بما أن الدم الشرياني مشبع بالأكسجين بنسبة 97%، فإن 100 مل من الدم الشرياني يحتوي على حوالي 19.4 مل من الأكسجين.

قمنا بفحص جانب واحد فقط من عملية التنفس - التنفس الخارجي، أي تبادل الغازات بين الجسم وبيئته.

مكان استهلاك الأكسجين وتكوين ثاني أكسيد الكربون هي جميع خلايا الجسم التي يحدث فيها الأنسجة أو التنفس الداخلي. ونتيجة لذلك، عندما يتعلق الأمر بالتنفس بشكل عام، فمن الضروري أن نأخذ في الاعتبار طرق وظروف انتقال الغازات: الأكسجين - من الرئتين إلى الأنسجة، وثاني أكسيد الكربون - من الأنسجة إلى الرئتين. الوسيط بين الخلايا والبيئة الخارجية هو الدم. يوصل الأكسجين إلى الأنسجة ويزيل ثاني أكسيد الكربون.

تتم حركة الغازات من البيئة إلى السائل ومن السائل إلى البيئة بسبب اختلاف ضغطها الجزئي. ينتشر الغاز دائمًا من البيئة التي يوجد بها ضغط مرتفع إلى بيئة ذات ضغط منخفض. يحدث هذا حتى يتم إنشاء التوازن الديناميكي.

دعونا نتتبع مسار الأكسجين من البيئة إلى الهواء السنخي، ثم إلى الشعيرات الدموية للدورة الرئوية والجهازية وإلى خلايا الجسم.

يبلغ الضغط الجزئي للأكسجين في الهواء الجوي 21.1 كيلو باسكال (158 ملم زئبق)، وفي الهواء السنخي - 14.4-14.7 كيلو باسكال (108-110 ملم زئبق) وفي الدم الوريدي المتدفق إلى الرئتين -5.33 كيلو باسكال (40 ملم زئبق). في الدم الشرياني للشعيرات الدموية في الدورة الدموية الجهازية، يكون ضغط الأكسجين 13.6-13.9 كيلو باسكال (102-104 ملم زئبق)، في السائل الخلالي - 5.33 كيلو باسكال (40 ملم زئبق)، في الأنسجة - 2.67 كيلو باسكال (20 مم زئبق) وأقل اعتمادا على النشاط الوظيفي للخلايا. وبالتالي، في جميع مراحل حركة الأكسجين هناك اختلاف في ضغطه الجزئي، مما يعزز انتشار الغاز.

تحدث حركة ثاني أكسيد الكربون في الاتجاه المعاكس. توتر ثاني أكسيد الكربون في الأنسجة، في أماكن تكوينه - 8.0 كيلو باسكال أو أكثر (60 ملم زئبق أو أكثر)، في الدم الوريدي - 6.13 كيلو باسكال (46 ملم زئبق)، في الهواء السنخي - 0.04 كيلو باسكال (0.3 ملم زئبق). وبالتالي فإن الاختلاف في جهد ثاني أكسيد الكربون على طول مساره يؤدي إلى انتشار الغاز من الأنسجة إلى البيئة. يظهر الرسم التخطيطي لانتشار الغاز عبر جدار الحويصلات الهوائية في الشكل. 3. ومع ذلك، لا يمكن تفسير حركة الغازات بالقوانين الفيزيائية وحدها. في الكائن الحي، لا يحدث تساوي الضغط الجزئي للأكسجين وثاني أكسيد الكربون أبدا في مراحل حركتهما. في الرئتين هناك تبادل مستمر للغازات بسبب الحركات التنفسية للصدر، بينما في الأنسجة يتم الحفاظ على الفرق في توتر الغاز من خلال عملية الأكسدة المستمرة.

أرز. 3. مخطط انتشار الغاز من خلال الغشاء السنخي

نقل الأكسجين عن طريق الدم.الأكسجين الموجود في الدم على حالتين: انحلال فيزيائي، واتصال كيميائي مع الهيموجلوبين. من أصل 19 حجمًا من الأكسجين المستخرج من الدم الشرياني، يذوب 0.3 فقط حجمًا في البلازما، بينما يرتبط باقي الأكسجين كيميائيًا بالهيموجلوبين في خلايا الدم الحمراء.

يشكل الهيموجلوبين مركبًا هشًا للغاية ويمكن فصله بسهولة عن الأكسجين - أوكسي هيموجلوبين: 1 جرام من الهيموجلوبين يرتبط بـ 1.34 مل من الأكسجين. يبلغ متوسط محتوى الهيموجلوبين في الدم 140 جم/لتر (14 جم٪). 100 مل من الدم يمكن أن يرتبط بـ 14×1.34 = 18.76 مل من الأكسجين (أو 19 حجمًا%)، وهو ما يسمى بسعة الأكسجين في الدم. ولذلك فإن قدرة الدم على حمل الأكسجين تمثل الحد الأقصى لكمية الأكسجين التي يمكن ربطها بـ 100 مل من الدم.

يتراوح تشبع الهيموجلوبين بالأكسجين من 96 إلى 98٪. لا تتناسب درجة تشبع الهيموجلوبين بالأكسجين وتفكك الأوكسيهيموجلوبين (تكوين الهيموجلوبين المنخفض) بشكل مباشر مع توتر الأكسجين. هاتان العمليتان ليستا خطيتين، ولكنهما تحدثان على طول منحنى، وهو ما يسمى منحنى ربط الأوكسي هيموغلوبين أو منحنى التفكك.

عند انعدام توتر الأكسجين، لا يوجد أوكسي هيموجلوبين في الدم. عند الضغط الجزئي المنخفض للأكسجين، يكون معدل تكوين الأوكسي هيموجلوبين منخفضًا. الحد الأقصى لمقدار الهيموجلوبين (45-80%) يرتبط بالأكسجين عندما يكون توتره 3.47-6.13 كيلو باسكال (26-46 ملم زئبق). تؤدي الزيادة الإضافية في توتر الأكسجين إلى انخفاض معدل تكوين الأوكسيهيموجلوبين.

تنخفض ألفة الهيموجلوبين للأكسجين بشكل ملحوظ عندما يتحول تفاعل الدم إلى الجانب الحمضي، وهو ما يلاحظ في أنسجة وخلايا الجسم بسبب تكوين ثاني أكسيد الكربون. خاصية الهيموجلوبين هذه مهمة للجسم. في الشعيرات الدموية في الأنسجة، حيث يزداد تركيز ثاني أكسيد الكربون في الدم، تنخفض قدرة الهيموجلوبين على الاحتفاظ بالأكسجين، مما يسهل إطلاقه إلى الخلايا. في الحويصلات الهوائية للرئتين، حيث يمر جزء من ثاني أكسيد الكربون إلى الهواء السنخي، تزداد قدرة الهيموجلوبين على ربط الأكسجين مرة أخرى.

إن انتقال الهيموجلوبين إلى أوكسي هيموجلوبين ومنه إلى هيموجلوبين مخفض يعتمد أيضًا على درجة الحرارة. عند نفس الضغط الجزئي للأكسجين في البيئة عند درجة حرارة 37-38 درجة مئوية، تمر أكبر كمية من أوكسي هيموغلوبين إلى الشكل المخفض.

وبالتالي، يتم ضمان نقل الأكسجين بشكل رئيسي بسبب ارتباطه الكيميائي مع الهيموجلوبين في كريات الدم الحمراء. يعتمد تشبع الهيموجلوبين بالأكسجين بشكل أساسي على الضغط الجزئي للغاز في الهواء الجوي والهواء السنخي. أحد الأسباب الرئيسية التي تساهم في إطلاق الأكسجين عن طريق الهيموجلوبين هو التحول في التفاعل النشط للبيئة في الأنسجة إلى الجانب الحمضي.

نقل ثاني أكسيد الكربون عن طريق الدم.ذوبان ثاني أكسيد الكربون في الدم أعلى من ذوبان الأكسجين. ومع ذلك، فإن 2.5-3% فقط من ثاني أكسيد الكربون من الكمية الإجمالية (55-58% حجمًا) تكون في حالة مذابة. يتم احتواء معظم ثاني أكسيد الكربون في الدم وخلايا الدم الحمراء على شكل أملاح حمض الكربونيك (48-51 بالحجم٪)، حوالي 4-5 بالحجم٪ - بالاشتراك مع الهيموجلوبين على شكل كربهيموجلوبين، حوالي 2/3 من جميع مركبات ثاني أكسيد الكربون موجودة في البلازما وحوالي ثلثها في كريات الدم الحمراء.

يتكون حمض الكربونيك في خلايا الدم الحمراء من ثاني أكسيد الكربون والماء. هم. كان سيتشينوف أول من عبر عن فكرة أن خلايا الدم الحمراء يجب أن تحتوي على بعض العوامل مثل المحفز، الذي يسرع عملية تخليق حمض الكربونيك. ومع ذلك، فقط في عام 1935، تم افتراض الافتراض الذي قدمه I.M. سيتشينوف، تم تأكيد ذلك. لقد ثبت الآن أن خلايا الدم الحمراء تحتوي على الأنهيدراز الكربونيك (الأنهيدراز الكربوني)، وهو محفز بيولوجي، وهو إنزيم يعمل بشكل كبير (300 مرة) على تسريع انهيار حمض الكربونيك في الشعيرات الدموية في الرئتين. في الشعيرات الدموية الأنسجة، بمشاركة الأنهيدراز الكربونيك، يتم تصنيع حمض الكربونيك في كريات الدم الحمراء. نشاط الأنهيدراز الكربونيك في كريات الدم الحمراء كبير جدًا بحيث يتم تسريع تخليق حمض الكربونيك عشرات الآلاف من المرات.

يزيل حمض الكربونيك القواعد من الهيموجلوبين المخفض، مما يؤدي إلى تكوين أملاح حمض الكربونيك - بيكربونات الصوديوم في البلازما وبيكربونات البوتاسيوم في خلايا الدم الحمراء. بالإضافة إلى ذلك، يشكل الهيموجلوبين مركبًا كيميائيًا مع ثاني أكسيد الكربون - كربهيموجلوبين. تم اكتشاف هذا المركب لأول مرة بواسطة آي إم. سيتشينوف. دور الكارهيموجلوبين في نقل ثاني أكسيد الكربون كبير جدًا. يتم نقل حوالي 25-30٪ من ثاني أكسيد الكربون الذي يمتصه الدم في الشعيرات الدموية في الدورة الدموية الجهازية على شكل كربهيموجلوبين. في الرئتين، يتحد الهيموجلوبين مع الأكسجين ويتحول إلى أوكسي هيموهولبين. يتفاعل الهيموجلوبين مع البيكربونات ويزيح حمض الكربونيك منها. يتم تكسير حمض الكربونيك الحر بواسطة الأنهيدراز الكربوني إلى ثاني أكسيد الكربون والماء. ينتشر ثاني أكسيد الكربون عبر غشاء الشعيرات الدموية الرئوية ويمرر إلى الهواء السنخي. يؤدي انخفاض توتر ثاني أكسيد الكربون في الشعيرات الدموية في الرئتين إلى تعزيز انهيار الكارهيموجلوبين مع إطلاق ثاني أكسيد الكربون.

وهكذا ينتقل ثاني أكسيد الكربون إلى الرئتين على شكل بيكربونات وفي حالة ارتباط كيميائي مع الهيموجلوبين (الكربهيموجلوبين). هناك دور مهم في الآليات المعقدة لنقل ثاني أكسيد الكربون ينتمي إلى الأنهيدراز الكربوني في كريات الدم الحمراء.

الهدف النهائي للتنفس هو تزويد جميع الخلايا بالأكسجين وإزالة ثاني أكسيد الكربون من الجسم. لتحقيق هدف التنفس هذا، هناك عدد من الشروط الضرورية:

1) التشغيل الطبيعي للجهاز التنفسي الخارجي والتهوية الكافية للرئتين؛

2) النقل الطبيعي للغازات عن طريق الدم.

3) تزويد الدورة الدموية بتدفق الدم الكافي.

4) قدرة الأنسجة على "أخذ" الأكسجين من الدم المتدفق والاستفادة منه وإطلاق ثاني أكسيد الكربون في الدم.

وبالتالي، يتم ضمان تنفس الأنسجة من خلال العلاقات الوظيفية بين الجهاز التنفسي والدم والدورة الدموية.

- هذه عملية فسيولوجية تضمن دخول الأكسجين إلى الجسم وإخراج ثاني أكسيد الكربون. يتم التنفس على عدة مراحل:

التنفس الخارجي (التهوية)؛
(بين الهواء السنخي ودم الشعيرات الدموية في الدورة الدموية الرئوية)؛
نقل الغازات عن طريق الدم.
تبادل الغازات في الأنسجة (بين دم الشعيرات الدموية في الدورة الدموية وخلايا الأنسجة)؛
التنفس الداخلي (الأكسدة البيولوجية في الميتوكوندريا الخلوية).

يستكشف العمليات الأربع الأولى. تتم مناقشة التنفس الداخلي في دورة الكيمياء الحيوية.

2.4.1. نقل الأكسجين عن طريق الدم

نظام نقل الأكسجين الوظيفي- مجموعة من هياكل جهاز القلب والأوعية الدموية والدم وآلياتها التنظيمية، وتشكيل منظمة ديناميكية ذاتية التنظيم، ونشاط جميع العناصر المكونة لها يخلق أصفار انتشار وتدرجات pO2 بين خلايا الدم والأنسجة ويضمن إمدادات كافية من الأكسجين إلى الجسم.

الغرض من تشغيله هو تقليل الفرق بين الطلب على الأكسجين واستهلاكه. مسار أوكسيديز لاستخدام الأكسجين، المرتبط بالأكسدة والفسفرة في الميتوكوندريا في سلسلة تنفس الأنسجة، هو الأكثر رحابة في الجسم السليم (يتم استخدام حوالي 96-98٪ من الأكسجين المستهلك). كما توفره عمليات نقل الأكسجين في الجسم حماية مضادة للأكسدة.

فرط التأكسج- زيادة نسبة الأكسجين في الجسم.
نقص الأكسجة -انخفاض محتوى الأكسجين في الجسم.
فرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم- زيادة نسبة ثاني أكسيد الكربون في الجسم.
فرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم- زيادة مستويات ثاني أكسيد الكربون في الدم.
نقص ثاني أكسيد الكربون- تقليل نسبة ثاني أكسيد الكربون في الجسم.
نقص بوتاسيوم الدم -انخفاض مستويات ثاني أكسيد الكربون في الدم.

أرز. 1. مخطط عمليات التنفس

استهلاك الأوكسجين- كمية الأكسجين التي يمتصها الجسم لكل وحدة زمنية (في حالة الراحة 200-400 مل/دقيقة).

درجة تشبع الأكسجين في الدم- نسبة محتوى الأكسجين في الدم إلى سعة الأكسجين فيه.

عادة ما يتم التعبير عن حجم الغازات في الدم كنسبة مئوية من الحجم (vol٪). يعكس هذا المؤشر كمية الغاز بالميليترات الموجودة في 100 مل من الدم.

يتم نقل الأكسجين عن طريق الدم في شكلين:

الذوبان الجسدي (0.3 حجم٪)؛
بسبب الهيموجلوبين (15-21٪).

يُشار إلى جزيء الهيموجلوبين غير المرتبط بالأكسجين بالرمز Hb، ويُشار إلى جزيء الهيموجلوبين المرتبط بالأكسجين (أوكسي هيموجلوبين) بالرمز HbO 2. تسمى إضافة الأكسجين إلى الهيموجلوبين بالأكسجين (التشبع)، ويسمى إطلاق الأكسجين بإزالة الأكسجين أو الاختزال (إزالة التشبع). يلعب الهيموجلوبين دورًا رئيسيًا في ربط ونقل الأكسجين. يرتبط جزيء الهيموجلوبين الواحد، عندما يكون مؤكسجًا بالكامل، بأربعة جزيئات أكسجين. جرام واحد من الهيموجلوبين يرتبط وينقل 1.34 مل من الأكسجين. بمعرفة محتوى الهيموجلوبين في الدم، من السهل حساب سعة الأكسجين في الدم.

سعة الأكسجين في الدم- هذه هي كمية الأكسجين المرتبطة بالهيموجلوبين الموجودة في 100 مل من الدم عندما يكون مشبعًا تمامًا بالأكسجين. إذا كان الدم يحتوي على 15 جم% هيموجلوبين فإن سعة الأكسجين في الدم ستكون 15. 1.34 = 20.1 مل أكسجين.

في الظروف العادية، يربط الهيموجلوبين الأكسجين في الشعيرات الدموية الرئوية ويطلقه في الأنسجة بسبب خصائص خاصة تعتمد على عدد من العوامل. العامل الرئيسي الذي يؤثر على ربط الأكسجين وإطلاقه بواسطة الهيموجلوبين هو مقدار توتر الأكسجين في الدم، والذي يعتمد على كمية الأكسجين المذاب فيه. يتم وصف اعتماد ارتباط الأكسجين بالهيموجلوبين على جهده من خلال منحنى يسمى منحنى تفكك أوكسي هيموجلوبين (الشكل 2.7). على الرسم البياني، يوضح الخط العمودي نسبة جزيئات الهيموجلوبين المرتبطة بالأكسجين (%HbO 2)، ويوضح الخط الأفقي توتر الأكسجين (pO 2). يعكس المنحنى التغير في %HbO 2 اعتمادًا على توتر الأكسجين في بلازما الدم. إنه على شكل حرف S مع مكامن الخلل في نطاق الجهد 10 و 60 ملم زئبق. فن. إذا أصبح pO 2 في البلازما أكبر، فإن أكسجة الهيموجلوبين تبدأ في الزيادة بشكل خطي تقريبًا مع زيادة توتر الأكسجين.

أرز. 2. منحنيات التفكك: أ - عند نفس درجة الحرارة (T = 37 درجة مئوية) ومختلفة PCO 2: I-oxymyoglobin في الظروف العادية (pCO 2 = 40 مم زئبق)؛ 2 - أوكينهيموجلوبين في الظروف العادية (pCO 2 = 40 ملم زئبق)؛ 3 - أوكينهيموجلوبين (pCO 2 = 60 ملم زئبق)؛ ب - عند نفس РС0 2 (40 مم زئبق) ودرجات حرارة مختلفة

تفاعل الهيموجلوبين مع الأكسجين قابل للعكس ويعتمد على تقارب الهيموجلوبين للأكسجين، والذي بدوره يعتمد على توتر الأكسجين في الدم:

عند الضغط الجزئي المعتاد للأكسجين في الهواء السنخي والذي يبلغ حوالي 100 ملم زئبق. الفن، ينتشر هذا الغاز في دم الشعيرات الدموية في الحويصلات الهوائية، مما يخلق جهدًا قريبًا من الضغط الجزئي للأكسجين في الحويصلات الهوائية. تزداد ألفة الهيموجلوبين للأكسجين في ظل هذه الظروف. يتضح من المعادلة أعلاه أن التفاعل يتحول نحو تكوين الأوكينهيموجلوبين. تصل نسبة أكسجين الهيموجلوبين في الدم الشرياني المتدفق من الحويصلات الهوائية إلى 96-98٪. بسبب نقل الدم بين الدوائر الصغيرة والكبيرة، فإن أكسجة الهيموجلوبين في شرايين الدورة الدموية الجهازية تنخفض قليلاً، حيث تصل إلى 94-98٪.

تتميز ألفة الهيموجلوبين للأكسجين بتوتر الأكسجين حيث يتم أكسجين 50٪ من جزيئات الهيموجلوبين. يسمى جهد نصف التشبعويتم تحديدها بالرمز P50. تشير الزيادة في P50 إلى انخفاض في ألفة الهيموجلوبين للأكسجين، ويشير انخفاضه إلى الزيادة. يتأثر مستوى P50 بعدة عوامل: درجة الحرارة، وحموضة البيئة، وتوتر ثاني أكسيد الكربون، ومحتوى 2,3-ثنائي فسفوغليسيرات في كريات الدم الحمراء. بالنسبة للدم الوريدي، يقترب مستوى P50 من 27 ملم زئبق. الفن والشرايين - ما يصل إلى 26 ملم زئبق. فن.

من دم الأوعية الدموية الدقيقة، ينتشر الأكسجين باستمرار إلى الأنسجة من خلال تدرج الجهد ويقل توتره في الدم. وفي الوقت نفسه، يزداد توتر ثاني أكسيد الكربون والحموضة ودرجة حرارة الدم في الشعيرات الدموية في الأنسجة. ويصاحب ذلك انخفاض في ألفة الهيموجلوبين للأكسجين وتسارع تفكك الأوكسيهيموجلوبين مع إطلاق الأكسجين الحر الذي يذوب وينتشر في الأنسجة. إن معدل إطلاق الأكسجين من الاتصال بالهيموجلوبين وانتشاره يلبي احتياجات الأنسجة (بما في ذلك تلك الحساسة للغاية لنقص الأكسجين)، حيث يزيد محتوى HbO 2 في الدم الشرياني عن 94%. عندما ينخفض محتوى HbO 2 إلى أقل من 94%، يوصى باتخاذ تدابير لتحسين تشبع الهيموجلوبين، وعندما يكون المحتوى 90%، تتعرض الأنسجة لجوع الأكسجين ومن الضروري اتخاذ تدابير عاجلة لتحسين توصيل الأكسجين لهم.

حالة تنخفض فيها نسبة أكسجة الهيموجلوبين إلى أقل من 90% ويصبح مستوى الأكسجين في الدم أقل من 60 ملم زئبق. الفن، ودعا نقص الأكسجة.

يظهر في الشكل. 2.7 مؤشرات تقارب Hb لـ O 2 تحدث عند درجة حرارة الجسم الطبيعية والعادية وتوتر ثاني أكسيد الكربون في الدم الشرياني بمقدار 40 ملم زئبق. فن. مع زيادة توتر ثاني أكسيد الكربون في الدم أو تركيز بروتونات H+، تقل ألفة الهيموجلوبين للأكسجين، وينتقل منحنى تفكك HbO 2 إلى اليمين. وتسمى هذه الظاهرة تأثير بور. في الجسم، تحدث زيادة في PCO 2 في الشعيرات الدموية في الأنسجة، مما يزيد من إزالة الأكسجين من الهيموجلوبين وتوصيل الأكسجين إلى الأنسجة. يحدث أيضًا انخفاض في ألفة الهيموجلوبين للأكسجين مع تراكم 2،3 ثنائي فسفوغليسيرات في كريات الدم الحمراء. من خلال تخليق 2,3-ثنائي فسفوغليسيرات، يمكن للجسم التأثير على معدل تفكك HbO 2. عند كبار السن، يتم زيادة محتوى هذه المادة في خلايا الدم الحمراء، مما يمنع تطور نقص الأكسجة في الأنسجة.

تؤدي زيادة درجة حرارة الجسم إلى تقليل تقارب الهيموجلوبين للأكسجين. إذا انخفضت درجة حرارة الجسم، فإن منحنى تفكك HbO 2 يتحول إلى اليسار. يلتقط الهيموجلوبين الأكسجين بشكل أكثر نشاطًا، ولكنه يطلقه إلى الأنسجة بدرجة أقل. وهذا هو أحد الأسباب التي تجعل السباحين الجيدين يعانون بسرعة من ضعف غير مفهوم عند دخول الماء البارد (4-12 درجة مئوية). يتطور انخفاض حرارة الجسم ونقص الأكسجة في عضلات الأطراف بسبب انخفاض تدفق الدم فيها وانخفاض تفكك HbO 2.

من تحليل مسار منحنى تفكك HbO 2، من الواضح أن pO 2 في الهواء السنخي يمكن تخفيضه من المستوى المعتاد البالغ 100 ملم زئبق. فن. ما يصل إلى 90 ملم زئبق الفن، وستظل أكسجة الهيموجلوبين عند مستوى متوافق مع نشاط الحياة (ستنخفض بنسبة 1-2٪ فقط). تسمح هذه الميزة المتمثلة في ارتباط الهيموجلوبين بالأكسجين للجسم بالتكيف مع انخفاض التهوية وانخفاض الضغط الجوي (على سبيل المثال، العيش في الجبال). ولكن في منطقة انخفاض ضغط الأكسجين في دم الشعيرات الدموية في الأنسجة (10-50 ملم زئبق)، يتغير مسار المنحنى بشكل حاد. مقابل كل وحدة انخفاض في توتر الأكسجين، يتم إزالة الأكسجين من عدد كبير من جزيئات أوكسي هيموجلوبين، ويزداد انتشار الأكسجين من خلايا الدم الحمراء إلى بلازما الدم، ومن خلال زيادة توتر الأكسجين في الدم، يتم تهيئة الظروف لإمداد موثوق به من الأكسجين إلى مناديل.

هناك عوامل أخرى تؤثر أيضًا على العلاقة بين الهيموجلوبين والأكسجين. من الناحية العملية، من المهم أن نأخذ في الاعتبار أن الهيموجلوبين لديه ألفة عالية جدًا (240-300 مرة أكبر من الأكسجين) لأول أكسيد الكربون (CO). يسمى اتحاد الهيموجلوبين مع ثاني أكسيد الكربون كربوكسي هيلوجلوبين.في حالة التسمم بأول أكسيد الكربون، قد يكتسب جلد الضحية في مناطق احتقان الدم لونًا أحمر الكرز. يرتبط جزيء ثاني أكسيد الكربون بذرة حديد الهيم وبالتالي يمنع إمكانية ارتباط الهيموجلوبين بالأكسجين. بالإضافة إلى ذلك، في وجود ثاني أكسيد الكربون، حتى جزيئات الهيموجلوبين المرتبطة بالأكسجين تطلقه إلى الأنسجة بدرجة أقل. ينتقل منحنى تفكك HbO 2 إلى اليسار. عندما يكون هناك 0.1% من ثاني أكسيد الكربون في الهواء، فإن أكثر من 50% من جزيئات الهيموجلوبين تتحول إلى كربوكسي هيموجلوبين، وحتى عندما يحتوي الدم على 20-25% من HbCO، فإن الشخص يحتاج إلى رعاية طبية. في حالة التسمم بأول أكسيد الكربون، من المهم التأكد من أن الضحية يستنشق الأكسجين النقي. وهذا يزيد من معدل تفكك HbCO بمقدار 20 مرة. في ظل ظروف الحياة الطبيعية، يكون محتوى HbCO في الدم 0-2%، وبعد تدخين سيجارة يمكن أن يرتفع إلى 5% أو أكثر.

تحت تأثير العوامل المؤكسدة القوية، يستطيع الأكسجين تكوين رابطة كيميائية قوية مع حديد الهيم، حيث تصبح ذرة الحديد ثلاثية التكافؤ. يسمى هذا المزيج من الهيموجلوبين مع الأكسجين الميثيموجلوبين.لا يستطيع إعطاء الأكسجين للأنسجة. يقوم الميثيموغلوبين بتحويل منحنى تفكك الأوكسيهيموغلوبين إلى اليسار، مما يؤدي إلى تفاقم ظروف إطلاق الأكسجين في الشعيرات الدموية في الأنسجة. في الأشخاص الأصحاء في ظل الظروف العادية، بسبب المدخول المستمر للعوامل المؤكسدة (البيروكسيدات، المواد العضوية المحتوية على النيترو، وما إلى ذلك) في الدم، يمكن أن يكون ما يصل إلى 3٪ من هيموجلوبين الدم في شكل ميثيموغلوبين.

يتم الحفاظ على المستوى المنخفض لهذا المركب بسبب عمل أنظمة الإنزيم المضادة للأكسدة. يقتصر تكوين الميثيموغلوبين عن طريق مضادات الأكسدة (الجلوتاثيون وحمض الأسكوربيك) الموجودة في كريات الدم الحمراء، ويتم استعادته إلى الهيموجلوبين من خلال التفاعلات الأنزيمية التي تنطوي على إنزيمات هيدروجيناز كريات الدم الحمراء. إذا كانت هذه الأنظمة غير كافية أو إذا دخلت مواد (على سبيل المثال، الفيناسيتين، الأدوية المضادة للملاريا، وما إلى ذلك) ذات خصائص أكسدة عالية إلى مجرى الدم بشكل مفرط، يتطور مرض msgmoglobinsmia.

يتفاعل الهيموجلوبين بسهولة مع العديد من المواد الأخرى الذائبة في الدم. على وجه الخصوص، عند التفاعل مع الأدوية التي تحتوي على الكبريت، يمكن تشكيل سلفهيموجلوبين، مما يؤدي إلى تحويل منحنى تفكك أوكسي هيموجلوبين إلى اليمين.

يسود الهيموجلوبين الجنيني (HbF) في دم الجنين، والذي لديه قدرة أكبر على الأكسجين من الهيموجلوبين البالغ. تحتوي خلايا الدم الحمراء عند الأطفال حديثي الولادة على ما يصل إلى 70% من الهيموجلوبين في البراز. يتم استبدال الهيموجلوبين F بـ HbA خلال الأشهر الستة الأولى من الحياة.

في الساعات الأولى بعد الولادة، يبلغ مستوى pO2 في الدم الشرياني حوالي 50 ملم زئبق. الفن، وНbО 2 - 75-90٪.

عند كبار السن، ينخفض تدريجيًا توتر الأكسجين في الدم الشرياني وتشبع الهيموجلوبين بالأكسجين. يتم حساب قيمة هذا المؤشر باستخدام الصيغة

ص 2 = 103.5-0.42. العمر بالسنين.

ونظراً لوجود علاقة وثيقة بين تشبع الهيموجلوبين بالأكسجين في الدم وشد الأكسجين فيه، فقد تم تطوير طريقة قياس التأكسج النبضي، والذي يستخدم على نطاق واسع في العيادة. تحدد هذه الطريقة تشبع الهيموجلوبين في الدم الشرياني بالأكسجين ومستوياته الحرجة التي يصبح عندها توتر الأكسجين في الدم غير كافٍ لانتشاره الفعال في الأنسجة وتبدأ في تجربة مجاعة الأكسجين (الشكل 3).

يتكون مقياس التأكسج النبضي الحديث من جهاز استشعار يشتمل على مصدر ضوء LED وكاشف ضوئي ومعالج دقيق وشاشة عرض. يتم توجيه الضوء الصادر من LED عبر أنسجة الإصبع (إصبع القدم)، وشحمة الأذن، ويتم امتصاصه بواسطة أوكسي هيموجلوبين. يتم تقييم الجزء غير الممتص من تدفق الضوء بواسطة كاشف ضوئي. تتم معالجة إشارة الكاشف الضوئي بواسطة معالج دقيق وإرسالها إلى شاشة العرض. تعرض الشاشة نسبة تشبع الهيموجلوبين بالأكسجين ومعدل ضربات القلب ومنحنى النبض.

يوضح منحنى الاعتماد على تشبع الهيموجلوبين بالأكسجين أن هيموجلوبين الدم الشرياني، الذي يتدفق من الشعيرات الدموية السنخية (الشكل 3)، مشبع بالكامل بالأكسجين (SaO2 = 100٪)، وتوتر الأكسجين فيه هو 100 ملم زئبق. . فن. (pO2 = 100 ملم زئبق). بعد تفكك الأوكسيموجلوبين في الأنسجة، يصبح الدم خاليًا من الأكسجين وفي الدم الوريدي المختلط يعود إلى الأذين الأيمن، في ظل ظروف الراحة، يظل الهيموجلوبين مشبعًا بالأكسجين بنسبة 75% (Sv0 2 = 75%)، ويكون توتر الأكسجين منخفضًا. 40 ملم زئبق. فن. (pvO2 = 40 مم زئبقي). وهكذا، في ظل ظروف الراحة، امتصت الأنسجة حوالي 25٪ (≈250 مل) من الأكسجين المنطلق من الأوكسيموجلوبين بعد تفككه.

أرز. 3. اعتماد تشبع الهيموجلوبين بالأكسجين في الدم الشرياني على توتر الأكسجين فيه

مع انخفاض بنسبة 10٪ فقط في تشبع الهيموجلوبين في الدم الشرياني بالأكسجين (SaO 2،<90%), диссоциирующий в тканях оксигемоглобин не обеспечивает достаточного напряжения кислорода в артериальной крови для его эффективной диффузии в ткани и они начинают испытывать кислородное голодание.

إحدى المهام المهمة التي يتم حلها عن طريق القياس المستمر لتشبع الهيموجلوبين بالأكسجين في الدم الشرياني باستخدام مقياس التأكسج النبضي هي اكتشاف اللحظة التي ينخفض فيها التشبع إلى مستوى حرج (90٪) ويحتاج المريض إلى رعاية طارئة تهدف إلى تحسين توصيل الأكسجين. الأكسجين إلى الأنسجة.

نقل ثاني أكسيد الكربون في الدم وعلاقته بالحالة الحمضية القاعدية للدم

يتم نقل ثاني أكسيد الكربون عن طريق الدم في الأشكال التالية:

الذوبان الجسدي - 2.5-3 حجم٪؛
كربوكسي هيموغلوبين (HbCO 2) - 5 مجلد٪؛
بيكربونات (NaHCO 3 وKHCO 3) - حوالي 50% حجمًا.

يحتوي الدم المتدفق من الأنسجة على 56-58 حجمًا% من ثاني أكسيد الكربون، ويحتوي الدم الشرياني على 50-52 حجمًا% من ثاني أكسيد الكربون. عند التدفق عبر الشعيرات الدموية في الأنسجة، يلتقط الدم حوالي 6 حجم٪ من ثاني أكسيد الكربون، وفي الشعيرات الدموية الرئوية ينتشر هذا الغاز في الهواء السنخي ويتم إزالته من الجسم. يحدث تبادل ثاني أكسيد الكربون المرتبط بالهيموجلوبين بسرعة خاصة. يرتبط ثاني أكسيد الكربون بالمجموعات الأمينية الموجودة في جزيء الهيموجلوبين، ولهذا السبب يسمى أيضًا كربوكسي هيموجلوبين الكاربامينوهيموجلوبين.يتم نقل معظم ثاني أكسيد الكربون على شكل أملاح الصوديوم والبوتاسيوم لحمض الكربونيك. يتم تسهيل التحلل المتسارع لحمض الكربونيك في كريات الدم الحمراء أثناء مرورها عبر الشعيرات الدموية الرئوية بواسطة إنزيم الأنهيدراز الكربونيك. عندما يكون pCO2 أقل من 40 ملم زئبق. فن. يحفز هذا الإنزيم تحلل H2CO3 إلى H20 وC02، مما يساعد على إزالة ثاني أكسيد الكربون من الدم إلى الهواء السنخي.

ويسمى تراكم ثاني أكسيد الكربون في الدم فوق المعدل الطبيعي فرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم، والانخفاض نقص ثنائي أكسيد الكربون.يصاحب فرط كابيا تحول في درجة الحموضة في الدم إلى الجانب الحمضي. وذلك لأن ثاني أكسيد الكربون يتحد مع الماء لتكوين حمض الكربونيك:

CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3

يتفكك حمض الكربونيك وفقا لقانون عمل الكتلة:

ح2كو3<->ح + + هكو 3 - .

وبالتالي، فإن التنفس الخارجي، من خلال تأثيره على محتوى ثاني أكسيد الكربون في الدم، يشارك بشكل مباشر في الحفاظ على الحالة الحمضية القاعدية في الجسم. خلال النهار، يتم إزالة حوالي 15000 مليمول من حمض الكربونيك من جسم الإنسان من خلال هواء الزفير. تزيل الكلى حمضًا أقل بحوالي 100 مرة.

حيث الرقم الهيدروجيني هو اللوغاريتم السلبي لتركيز البروتون؛ pK 1 هو اللوغاريتم السلبي لثابت التفكك (K 1) لحمض الكربونيك. بالنسبة للوسط الأيوني الموجود في البلازما، pK 1 = 6.1.

يمكن استبدال التركيز [СO2] بالجهد [РС0 2 ]:

[С0 2 ] = 0.03 РС0 2 .

ثم الرقم الهيدروجيني = 6.1 + سجل / 0.03 pCO 2.

وبالتعويض عن هذه القيم نحصل على:

الرقم الهيدروجيني = 6.1 + log24 / (0.03.40) = 6.1 + log20 = 6.1 + 1.3 = 7.4.

وبالتالي، طالما أن النسبة / 0.03 pCO 2 هي 20، فإن درجة حموضة الدم ستكون 7.4. ويحدث تغير في هذه النسبة مع الحماض أو القلاء، والتي قد تكون أسبابها اضطرابات في الجهاز التنفسي.

هناك تغييرات في الحالة الحمضية القاعدية الناجمة عن اضطرابات الجهاز التنفسي والتمثيل الغذائي.

قلاء الجهاز التنفسييتطور مع فرط تهوية الرئتين، على سبيل المثال، عند البقاء على ارتفاع في الجبال. يؤدي نقص الأكسجين في الهواء المستنشق إلى زيادة التهوية، ويؤدي فرط التنفس إلى الترشيح المفرط لثاني أكسيد الكربون من الدم. تتحول النسبة / РС0 2 نحو غلبة الأنيونات ويزداد الرقم الهيدروجيني للدم. ويصاحب الزيادة في الرقم الهيدروجيني زيادة في إفراز البيكربونات في البول عن طريق الكلى. في هذه الحالة، سيتم الكشف عن محتوى أقل من الطبيعي من أنيونات HCO 3 في الدم - أو ما يسمى "نقص القاعدة".

الحماض التنفسييتطور بسبب تراكم ثاني أكسيد الكربون في الدم والأنسجة بسبب عدم كفاية التنفس الخارجي أو الدورة الدموية. مع فرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم، تنخفض نسبة / PCO 2. وبالتالي، ينخفض الرقم الهيدروجيني أيضًا (انظر المعادلات أعلاه). يمكن تصحيح هذا التحمض بسرعة عن طريق زيادة التهوية.

مع الحماض التنفسي، تزيد الكلى من إفراز بروتونات الهيدروجين في البول كجزء من الأملاح الحمضية لحمض الفوسفوريك والأمونيوم (H 2 PO 4 - و NH 4 +). جنبا إلى جنب مع زيادة إفراز بروتونات الهيدروجين في البول، يزداد تكوين أنيونات حمض الكربونيك ويزداد استيعابها في الدم. يزداد محتوى HCO 3 - في الدم ويعود الرقم الهيدروجيني إلى طبيعته. هذا الشرط يسمى تعويض الحماض التنفسي.يمكن الحكم على وجوده من خلال قيمة الرقم الهيدروجيني والزيادة في فائض القاعدة (الفرق بين المحتوى الموجود في دم الاختبار والدم ذو الحالة الحمضية القاعدية الطبيعية.

الحماض الأيضيناجم عن تناول الأحماض الزائدة في الجسم من الطعام أو الاضطرابات الأيضية أو تناول الأدوية. تؤدي الزيادة في تركيز أيونات الهيدروجين في الدم إلى زيادة نشاط المستقبلات المركزية والمحيطية التي تتحكم في درجة الحموضة في الدم والسائل النخاعي. تدخل النبضات المتزايدة منها إلى مركز الجهاز التنفسي وتحفز تهوية الرئتين. يتطور نقص الرأس. الذي يعوض إلى حد ما عن الحماض الأيضي. ينخفض مستوى الدم وهذا ما يسمى عدم وجود أسباب.

قلاء استقلابييتطور عندما يكون هناك الإفراط في تناول المنتجات القلوية، والمحاليل، والمواد الطبية، عندما يفقد الجسم منتجات التمثيل الغذائي الحمضية أو الإفراط في احتباس الأنيونات عن طريق الكلى. يستجيب الجهاز التنفسي لزيادة نسبة /pCO2 عن طريق نقص تهوية الرئتين وزيادة ضغط ثاني أكسيد الكربون في الدم. تطوير فرط ثنائي أكسيد الكربون في الدم يمكن أن يعوض إلى حد ما القلاء. ومع ذلك، فإن حجم هذا التعويض محدود بحقيقة أن تراكم ثاني أكسيد الكربون في الدم لا يزيد عن جهد يصل إلى 55 ملم زئبق. فن. علامة على القلاء الأيضي المعوض هو وجود القواعد الزائدة.

العلاقة بين نقل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الدم

هناك ثلاث طرق مهمة للربط بين نقل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الدم.

العلاقة حسب النوع تأثير بور(زيادة PCO-، يقلل من تقارب الهيموجلوبين للأكسجين).

العلاقة حسب النوع تأثير هولدن. ويتجلى ذلك في حقيقة أنه عندما يتم نزع الأكسجين من الهيموجلوبين، تزداد قابليته لثاني أكسيد الكربون. يتم إطلاق عدد إضافي من مجموعات الهيموجلوبين الأمينية القادرة على ربط ثاني أكسيد الكربون. يحدث هذا في الشعيرات الدموية في الأنسجة ويمكن للهيموجلوبين المنخفض أن يلتقط كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون المنطلق إلى الدم من الأنسجة. بالاشتراك مع الهيموجلوبين، يتم نقل ما يصل إلى 10٪ من إجمالي ثاني أكسيد الكربون الموجود في الدم. في دم الشعيرات الدموية الرئوية، يتم تأكسج الهيموجلوبين، وتقل تقاربه لثاني أكسيد الكربون، ويتم إطلاق حوالي نصف هذا الجزء القابل للتبديل بسهولة من ثاني أكسيد الكربون في الهواء السنخي.

هناك طريقة أخرى للعلاقة وهي حدوث تغير في الخواص الحمضية للهيموجلوبين اعتمادًا على ارتباطه بالأكسجين. إن ثوابت تفكك هذه المركبات مقارنة بحمض الكربونيك لها النسبة التالية: Hb0 2 > H 2 CO 3 > Hb. وبالتالي، فإن HbO2 له خصائص حمضية أقوى. ولذلك، بعد تكوينها في الشعيرات الدموية الرئوية، فإنها تأخذ الكاتيونات (K +) من البيكربونات (KHCO3) مقابل أيونات H +. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل H 2 CO 3. عندما يزيد تركيز حمض الكربونيك في كريات الدم الحمراء، يبدأ إنزيم الأنهيدراز الكربونيك في تدميره بتكوين CO 2 و H 2 0. وينتشر ثاني أكسيد الكربون في الهواء السنخي. وهكذا فإن أكسجة الهيموجلوبين في الرئتين تساهم في تدمير البيكربونات وإزالة ثاني أكسيد الكربون المتراكم فيها من الدم.

التحولات الموصوفة أعلاه والتي تحدث في دم الشعيرات الدموية الرئوية يمكن كتابتها على شكل تفاعلات رمزية متتالية:

تؤدي إزالة الأكسجين من Hb0 2 في الشعيرات الدموية في الأنسجة إلى تحويله إلى مركب ذي خواص حمضية أقل من H 2 C0 3. ثم تتدفق التفاعلات المذكورة أعلاه في كريات الدم الحمراء في الاتجاه المعاكس. يعمل الهيموجلوبين كمورد لأيونات K لتكوين البيكربونات وربط ثاني أكسيد الكربون.

نقل الغازات عن طريق الدم

الدم هو الناقل للأكسجين من الرئتين إلى الأنسجة وثاني أكسيد الكربون من الأنسجة إلى الرئتين. يتم نقل كمية صغيرة فقط من هذه الغازات في حالة حرة (مذابة). يتم نقل الكمية الرئيسية من الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في حالة مرتبطة.

نقل الأكسجين

الأكسجين، الذي يذوب في بلازما الدم في الشعيرات الدموية في الدورة الدموية الرئوية، ينتشر إلى خلايا الدم الحمراء ويرتبط على الفور بالهيموجلوبين، ويشكل أوكسي هيموجلوبين. معدل ارتباط الأكسجين مرتفع: زمن نصف تشبع الهيموجلوبين بالأكسجين يبلغ حوالي 3 مللي ثانية. يرتبط جرام واحد من الهيموجلوبين بـ 1.34 مل من الأكسجين، وفي 100 مل من الدم يوجد 16 جم من الهيموجلوبين، وبالتالي 19.0 مل من الأكسجين. تسمى هذه الكمية قدرة الأكسجين في الدم(كيك).

يتم تحديد تحويل الهيموجلوبين إلى أوكسي هيموجلوبين بواسطة توتر الأكسجين المذاب. بيانياً، يتم التعبير عن هذا الاعتماد من خلال منحنى تفكك الأوكسي هيموجلوبين (الشكل 6.3).

يوضح الشكل أنه حتى عند الضغط الجزئي المنخفض للأكسجين (40 ملم زئبق)، يرتبط به 75-80٪ من الهيموجلوبين.

عند ضغط 80-90 ملم زئبق. فن. الهيموجلوبين مشبع بالكامل تقريبًا بالأكسجين.

أرز. 4. منحنى تفكك الأوكسيهيموجلوبين

منحنى التفكك على شكل حرف S ويتكون من جزأين - حاد ومنحدر. يشير الجزء المنحدر من المنحنى، الموافق لتوترات الأكسجين العالية (أكثر من 60 مم زئبق)، إلى أنه في ظل هذه الظروف، يعتمد محتوى أوكسي هيموغلوبين بشكل ضعيف فقط على توتر الأكسجين وضغطه الجزئي في الهواء المستنشق والسنخي. يعكس الجزء العلوي المنحدر من منحنى التفكك قدرة الهيموجلوبين على ربط كميات كبيرة من الأكسجين، على الرغم من الانخفاض المعتدل في ضغطه الجزئي في الهواء المستنشق. في ظل هذه الظروف، يتم تزويد الأنسجة بكمية كافية من الأكسجين (نقطة التشبع).

يتوافق الجزء الحاد من منحنى التفكك مع توتر الأكسجين الطبيعي لأنسجة الجسم (35 مم زئبق أو أقل). في الأنسجة التي تمتص الكثير من الأكسجين (العضلات العاملة والكبد والكلى)، ينفصل الأكسجين والهيموجلوبين إلى حد أكبر، وأحيانًا بشكل كامل تقريبًا. في الأنسجة التي تكون فيها شدة عمليات الأكسدة منخفضة، لا ينفصل معظم الأوكسي هيموجلوبين.

إن خاصية الهيموجلوبين - فهي مشبعة بالأكسجين بسهولة حتى عند الضغط المنخفض وتطلقها بسهولة - مهمة جدًا. نظرًا لسهولة إطلاق الأكسجين بواسطة الهيموجلوبين مع انخفاض ضغطه الجزئي، يتم توفير إمداد متواصل من الأكسجين للأنسجة التي يكون فيها ضغطها الجزئي صفرًا بسبب الاستهلاك المستمر للأكسجين.

يزداد تحلل الأوكسيهيموجلوبين إلى الهيموجلوبين والأكسجين مع زيادة درجة حرارة الجسم (الشكل 5).

أرز. 5. منحنيات تشبع الهيموجلوبين بالأكسجين تحت ظروف مختلفة:

أ - اعتمادا على رد فعل البيئة (الرقم الهيدروجيني)؛ ب - درجة الحرارة. ب - على محتوى الملح. ز - على محتوى ثاني أكسيد الكربون. الإحداثي السيني هو الضغط الجزئي للأكسجين (مم زئبق). على طول الإحداثي - درجة التشبع (٪)

يعتمد تفكك الأوكسي هيموجلوبين على تفاعل بيئة بلازما الدم. مع زيادة حموضة الدم، يزداد تفكك أوكسي هيموجلوبين (الشكل 5، أ).

ويحدث ارتباط الهيموجلوبين بالأكسجين في الماء بسرعة، لكن لا يتحقق تشبعه الكامل، كما لا يحدث الإطلاق الكامل للأكسجين عندما ينخفض تركيزه الجزئي.
ضغط. يحدث تشبع كامل للهيموجلوبين بالأكسجين وإطلاقه الكامل مع انخفاض توتر الأكسجين في المحاليل الملحية وفي بلازما الدم (انظر الشكل 5، ب).

لمحتوى ثاني أكسيد الكربون في الدم أهمية خاصة في ربط الهيموجلوبين بالأكسجين: كلما زاد محتواه في الدم، قل ارتباط الهيموجلوبين بالأكسجين وزادت سرعة تفكك الأوكسيهيموجلوبين. في التين. الشكل 5، D يوضح منحنيات تفكك أوكسي هيموجلوبين عند مستويات مختلفة من ثاني أكسيد الكربون في الدم. تتناقص قدرة الهيموجلوبين على الاتحاد مع الأكسجين بشكل حاد بشكل خاص عند ضغط ثاني أكسيد الكربون البالغ 46 ملم زئبق. الفن. بقيمة تقابل توتر ثاني أكسيد الكربون في الدم الوريدي. إن تأثير ثاني أكسيد الكربون على تفكك الأوكسي هيموجلوبين مهم جداً لنقل الغازات إلى الرئتين والأنسجة.

تحتوي الأنسجة على كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون ومنتجات التحلل الحمضية الأخرى التي تتشكل نتيجة لعملية التمثيل الغذائي. من خلال المرور إلى الدم الشرياني من الشعيرات الدموية في الأنسجة، فإنها تساهم في الانهيار السريع للأوكسيهيموجلوبين وإطلاق الأكسجين في الأنسجة.

في الرئتين، مع إطلاق ثاني أكسيد الكربون من الدم الوريدي إلى الهواء السنخي، وانخفاض محتوى ثاني أكسيد الكربون في الدم، تزداد قدرة الهيموجلوبين على الاتحاد مع الأكسجين. وهذا يضمن تحويل الدم الوريدي إلى دم شرياني.

نقل ثاني أكسيد الكربون

هناك ثلاثة أشكال معروفة لنقل ثاني أكسيد الكربون:

الغاز المذاب جسديًا - 5-10%، أو 2.5 مل/100 مل من الدم؛
مرتبطة كيميائيا بالبيكربونات: في البلازما NaHC0 3، في كريات الدم الحمراء KHCO - 80-90٪، أي. 51 مل/100 مل دم؛
يرتبط كيميائياً بمركبات الكارامين من الهيموجلوبين - 5-15%، أو 4.5 مل/100 مل من الدم.

يتم إنتاج ثاني أكسيد الكربون بشكل مستمر في الخلايا وينتشر في الدم من الشعيرات الدموية في الأنسجة. في خلايا الدم الحمراء يتحد مع الماء لتكوين حمض الكربونيك. يتم تحفيز هذه العملية (تسريعها 20000 مرة) بواسطة الإنزيم الأنهيدراز الكربونيك.يوجد الأنهيدراز الكربونيك في كريات الدم الحمراء ولا يوجد في بلازما الدم. لذلك، يحدث ترطيب ثاني أكسيد الكربون بشكل حصري تقريبًا في خلايا الدم الحمراء. اعتمادا على توتر ثاني أكسيد الكربون، يتم تحفيز الأنهيدراز الكربونيك بتكوين حمض الكربونيك وتقسيمه إلى ثاني أكسيد الكربون والماء (في الشعيرات الدموية في الرئتين).

تتحد بعض جزيئات ثاني أكسيد الكربون مع الهيموجلوبين في خلايا الدم الحمراء لتكوين الكاربوهيموجلوبين.

بفضل عمليات الارتباط هذه، يكون توتر ثاني أكسيد الكربون في كريات الدم الحمراء منخفضًا. ولذلك، تنتشر كميات جديدة ومتزايدة من ثاني أكسيد الكربون إلى خلايا الدم الحمراء. يزداد تركيز HC0 3 - الأيونات المتكونة أثناء تفكك أملاح حمض الكربونيك في كريات الدم الحمراء. غشاء كريات الدم الحمراء شديد النفاذية للأنيونات. ولذلك، فإن بعض أيونات HCO3- تمر إلى بلازما الدم. بدلاً من HCO 3 - أيونات، تدخل أيونات CI إلى خلايا الدم الحمراء من البلازما، والتي تتم موازنة شحناتها السالبة بواسطة أيونات K +. تزداد كمية بيكربونات الصوديوم (NaHCO3-) في بلازما الدم.

ويصاحب تراكم الأيونات داخل كريات الدم الحمراء زيادة في الضغط الأسموزي فيها. ولذلك، فإن حجم خلايا الدم الحمراء في الشعيرات الدموية في الدورة الدموية الجهازية يزيد قليلا.

لربط معظم ثاني أكسيد الكربون، تعتبر خصائص الهيموجلوبين كحمض مهمة للغاية. ثابت تفكك الأوكسيهيموجلوبين أكبر بـ 70 مرة من الديوكسيهيموجلوبين. الأوكسي هيموغلوبين هو حمض أقوى من حمض الكربونيك، في حين أن ديوكسي هيموغلوبين هو حمض أضعف. لذلك، في الدم الشرياني، يتم نقل أوكسي هيموجلوبين، الذي أزاح أيونات K + من البيكربونات، على شكل ملح KHbO 2. في الشعيرات الدموية الأنسجة، يتخلى KHbO 2 عن الأكسجين ويتحول إلى KHb. منه، حمض الكربونيك، كونه أقوى، يزيح أيونات K +:

KHb0 2 + H 2 CO 3 = KHb + 0 2 + KNSO 3

وبالتالي، فإن تحويل أوكسي هيموجلوبين إلى هيموجلوبين يصاحبه زيادة في قدرة الدم على ربط ثاني أكسيد الكربون. وتسمى هذه الظاهرة تأثير هالدين.يعمل الهيموجلوبين كمصدر للكاتيونات (K+)، اللازمة لربط حمض الكربونيك في شكل بيكربونات.

لذلك، في خلايا الدم الحمراء من الشعيرات الدموية الأنسجة يتم تشكيل كمية إضافية من بيكربونات البوتاسيوم، وكذلك الكاربوهيموجلوبين، وزيادة كمية بيكربونات الصوديوم في بلازما الدم. في هذا الشكل، يتم نقل ثاني أكسيد الكربون إلى الرئتين.

في الشعيرات الدموية للدورة الدموية الرئوية، ينخفض توتر ثاني أكسيد الكربون. يتم فصل ثاني أكسيد الكربون عن الكاربوهيموجلوبين. وفي الوقت نفسه، يتكون الأوكسي هيموغلوبين ويزداد تفككه. يحل أوكسي هيموجلوبين محل البوتاسيوم من البيكربونات. يتحلل حمض الكربونيك الموجود في خلايا الدم الحمراء (في وجود الأنهيدراز الكربونيك) بسرعة إلى الماء وثاني أكسيد الكربون. تدخل أيونات HCOX إلى كريات الدم الحمراء، وتدخل أيونات CI إلى بلازما الدم، حيث تنخفض كمية بيكربونات الصوديوم. ينتشر ثاني أكسيد الكربون في الهواء السنخي. وتظهر كل هذه العمليات بشكل تخطيطي في الشكل. 6.

أرز. 6. العمليات التي تحدث في خلايا الدم الحمراء عندما يتم امتصاص الأكسجين وثاني أكسيد الكربون أو إطلاقهما في الدم