Обмен кислорода в организме. Обмен кислорода в организме
 Скачать 16.91 Kb.
|
|
Обмен кислорода в организме. После диффузии кислорода из альвеол в капиллярную кровь его дальнейший транспорт в капилляры периферических тканей совершается почти полностью в связанной с гемоглобином форме. Наличие в эритроцитах гемоглобина позволяет крови транспортировать в 30-100 раз больше кислорода, чем могло бы транспортироваться в виде газа, растворенного в водной составляющей крови. В клетках тканей тела кислород реагирует с разными веществами, формируя большое количество двуокиси углерода, который потом входит в капилляры ткани и транспортируется обратно в легкие. Двуокись углерода также связывается с разными химическими веществами, находящимися в крови, что увеличивает транспорт двуокиси углерода в 15-20 раз. Газы могут переместиться из одной точки в другую путем диффузии и причиной такого передвижения всегда является наличие градиента парциального давления между этими точками. Кислород используется в организме человека для осуществления большей части окислительно-восстановительных реакций. С помощью этих реакций вырабатывается энергия, необходимая для обеспечения жизненно важных процессов. Таким образом, без кислорода жизнь невозможна. Кислород поступает в организм человека из воздуха, среднее содержание кислорода в воздухе, необходимое для нормального дыхания человека - 21%. При нарушении механизма поступления кислорода в организм человека или процессов его транспортировки и использования в тканях тела человека развивается кислородное голодание - гипоксия. Процесс перемещения и использования кислорода в организме человека протекает следующим образом. Кислород в составе воздуха через отверстия носа и рта попадает в верхние дыхательные пути, проходит гортань, трахею, бронхи, от крупных до мелких, и попадает в альвеолы легких. Альвеолы - мельчайшие тонкостенные пузырьки, покрытые густой сетью капилляров- кровеносных сосудов наименьшего диаметра. Здесь через стенку альвеол происходит обмен между воздушной массой, поступившей в легкие, и кровью. Из воздуха в кровь переходит кислород, из крови в просвет альвеол поступает углекислый газ. Кислород в крови соединяется с гемоглобином красных кровяных телец - эритроцитов. Затем током крови кислород разносится по организму, достигая капилляров в органах и тканях. Там происходит обмен между кровью и тканевой жидкостью. Из крови в тканевую жидкость переходит кислород, а оттуда в кровь - углекислый газ. Кислород в клетках органов и тканей используется для процессов окисления. Нарушение процессов переноса или передачи кислорода на каком-либо из этапов вызывает гипоксию. Наиболее чувствительными к кислородной недостаточности являются клетки центральной нервной системы, именно они первыми чувствуют нарушение обмена кислорода. Как следствие этого, центральная нервная система направляет действия всех органов и систем на исправление положения. Например, повышает кровяное давление в системе кровообращения и ускоряет сердцебиение, пытаясь тем самым повысить насыщенность крови кислородом и, соответственно, увеличить его доставку к органам и тканям. Кислород проходит в организме достаточно длинный путь (рис. 18). Попадая внутрь в виде молекул газа, он уже в легких принимает участие в целом ряде химических реакций, обеспечивающих его дальнейшую транспортировку к клеткам тела. Там, попадая в митохондрии, кислород окисляет разнообразные органические соединения, превращая их в конечном счете в воду и углекислоту. В таком виде кислород и выводится из организма. Что заставляет кислород из атмосферы проникать в легкие, затем — в кровь, оттуда — в ткани и клетки, где уже он вступает в биохимические реакции? Очевидно, что существует некая сила, определяющая именно такое направление перемещения молекул этого газа. Эта сила — градиент концентраций. Содержание кислорода в атмосферном воздухе намного больше, чем в воздухе внутрилегочного пространства (альвеолярном). Содержание кислорода в альвеолах — легочных пузырьках, в которых происходит газообмен воздуха с кровью, — намного выше, чем в венозной крови. Ткани содержат кислорода гораздо меньше, чем артериальная кровь, а митохондрии содержат незначительное количество кислорода, поскольку поступающие в них молекулы этого газа немедленно вступают в цикл окислительных реакций и превращаются в химические соединения. Вот этот каскад постепенно понижающихся концентраций, отражающий градиенты усилия, в результате которых кислород из атмосферы проникает в клетки тела, и принято называть кислородным режимом организма (рис.19). Вернее, кислородный режим характеризуется количественными параметрами описанного каскада. Верхняя ступенька каскада характеризует содержание кислорода в атмосферном воздухе, который во время вдоха проникает в легкие. Вторая ступенька — содержание О2 в альвеолярном воздухе. Третья ступенька — содержание О2 в артериальной крови, только что обогащенной кислородом. И наконец, четвертая ступенька — напряжение кислорода в венозной крови, которая отдала содержавшийся в ней кислород тканям. Эти четыре ступеньки образуют три «пролета», которые отражают реальные процессы газообмена в организме. |