Пути транспорта
Доставка кислорода осуществляется двумя основными способерми:
- Химическое связывание. Является основным путем. Кислород вступает в реакцию с гемоглобином, образуя оксигемоглобин ($HbO_2$).
- Физическое растворение. Этим путем переносится лишь незначительная часть газа.
Кислородная емкость
Под кислородной емкостью крови понимают максимальный объем кислорода, который может быть связан гемоглобином в определенном объеме крови.
В норме 100 мл крови содержит 16–17 г гемоглобина. Поскольку каждый грамм гемоглобина способен связать 1,36 см³ кислорода, 100 мл крови переносят 18–20 мл $O_2$. Соответственно, в 1 литре крови переносится 180–200 мл кислорода.
Процесс оксигенации
Связывание кислорода с гемоглобином носит название оксигенации. Важной химической особенностью этого процесса является то, что железо в молекуле гемоглобина не окисляется — оно остается двухвалентным.
Прочность образовавшейся связи напрямую зависит от парциального напряжения кислорода ($pO_2$). При высоких значениях $pO_2$ связь крепкая, а при его снижении — ослабевает, что позволяет гемоглобину отдавать кислород тканям.
Кривая диссоциации оксигемоглобина
Зависимость процента оксигемоглобина от $pO_2$ иллюстрируется кривой диссоциации. На ней выделяют ключевые точки:
- $pO_2$ = 60 мм рт. ст.: соответствует плато кривой, когда кровь практически полностью насыщена кислородом.
- $pO_2$ = 40 мм рт. ст.: наблюдается в капиллярах мышц. С этой точки начинается крутой спад кривой, отражающий активную отдачу кислорода (диссоциацию).
На форму кривой влияют физико-химические факторы. Сдвиг кривой вправо (снижение сродства к кислороду) происходит при:
- увеличении $pCO_2$;
- повышении температуры;
- закислении среды (рост концентрации ионов $H^+$);
- увеличении уровня 2,3-дифосфоглицерата (2,3-ДФГ) в эритроцитах.
Сдвиг кривой влево (повышение сродства) наблюдается при снижении этих показателей (например, в легких).
Потребление кислорода тканями
Интенсивность отдачи кислорода меняется в зависимости от потребностей организма.
- В покое: кровь сохраняет 65–70% оксигемоглобина, отдавая тканям лишь 30% $O_2$.
- При физической нагрузке: в работающих мышцах $pO_2$ падает до 20 мм рт. ст. Насыщение крови кислородом снижается до 25%, а тканям отдается 75–80% $O_2$.
Дополнительно сродство гемоглобина к кислороду при мышечной работе снижают: рост $pCO_2$, накопление молочной кислоты (ацидоз) и действие метаболита 2,3-ДФГ. Все это способствует максимальной отдаче кислорода там, где он больше всего нужен.
Вопросы с занятий и экзамена
Изменяется ли валентность железа при связывании кислорода?
Нет, процесс называется оксигенацией, а не окислением. Железо в гемоме остается двухвалентным.
Что означает сдвиг кривой диссоциации вправо?
Сдвиг вправо означает снижение сродства гемоглобина к кислороду, то есть гемоглобин легче отдает кислород тканям.
Что такое кислородная емкость крови?
Это максимальный объем кислорода, который переносится определенным объемом крови. В среднем для 100 мл крови она составляет 18–20 мл.
Что ещё разобрать по теме
- Роль 2,3-дифосфоглицерата в эритроцитах
- Влияние ацидоза на диссоциацию оксигемоглобина
- Различия процессов оксигенации в легких и тканях
Разберите тему целиком в курсе «Физиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Транспорт кислорода кровью» и ещё 4 085 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 106 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Дыхание»
Бесплатные видеоуроки: физиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.