Транспорт кислорода кровью

Объем газов, находящихся в крови, принято выражать в объемных процентах (об.%). Этот показатель отражает количество газа в миллилитрах, находящееся в 100 мл крови. Кислород транспортируется кровью в состоянии физического растворения (0,3 об.%, т.е. 0,3 мл кислорода в 100 мл крови) и в виде химической связи с гемоглобином (15-21 об.%).

Молекулу гемоглобина, не связанную с кислородом, обозначают символом Нb, а присоединившую кислород — Нb02. Присоединение кислорода к гемоглобину называют оксигенацией, а его отдачу деоксигенацией или восстановлением. Гемоглобину принадлежит основная роль в транспорте кислорода. Одна молекула гемоглобина связывает 4 молекулы кислорода. Один грамм гемоглобина связывает и транспортирует 1,34 мл кислорода. Зная содержание Нb в крови, легко рассчитать кислородную емкость крови.

Если в крови содержится 15 г % гемоглобина, то кислородная емкость крови составит 15*1,34 = 20,1 мл кислорода.

Для того чтобы гемоглобин мог связывать кислород в легочных капиллярах и отдавать в тканевых, он должен обладать рядом свойств, которые в значительной мере отражают кривые диссоциации оксигемоглобина. Кривая отражает изменение % Нb02 по мере возрастания напряжения кислорода в плазме крови. Эта кривая имеет S-образный вид с перегибами в области напряжения 10 мм рт.ст. и 60 мм рт.ст.

Если р02 в плазме становится больше 10 мм рт.ст., то сродство гемоглобина к кислороду повышается и по мере возрастания напряжения кислорода почти линейно нарастает процент оксигенированных молекул гемоглобина. При р02, равном 27 мм рт.ст. 50% молекул гемоглобина оказывается оксигенированными, при 60 мм рт.ст. — 90%. При дальнейшем нарастании Р02 скорость увеличения % Нв02 замедляется так, что при обычном парциальном давлении кислорода в альвеолярном воздухе и плазме крови (90-100 мм рт.ст.) оксигенация гемоглобина составляет 98%. В норме % Нв02 артериальной крови должен составлять 95— 98%.

Приведенные показатели сродства гемоглобина к кислороду имеют место при обычной, нормальной температуре и напряжении углекислого газа (рС02 = 40 мм рт.ст.) в артериальной крови. При повышении рС02 в крови (подкислении крови), сродство гемоглобина к кислороду снижается, кривая диссоциации Нв02 сдвигается вправо. В организме повышение рС02 происходит в тканевых капиллярах и это способствует увеличению деоксигенации гемоглобина и доставке кислорода в ткани. Снижение сродства гемоглобина к кислороду происходит также при повышении температуры и накоплении в эритроцитах 2,3-дифосфоглицерата, синтезируемого в них.

С особенностями сродства гемоглобина к кислороду связана определенная устойчивость организма к понижению атмосферного давления (способность жить в горах) и снижению вентиляции легких. По кривой диссоциации Нв02 видно, что парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе может быть снижено до 80 мм рт.ст., а оксигенация гемоглобина будет сохраняться на совместимом с жизнедеятельностью уровне.

Сродство гемоглобина к кислороду меняется под влиянием многих факторов. На практике важно учитывать то, что гемоглобин обладает очень высоким сродством к угарному газу (СО).

Угарный газ присоединяется к атому железа в молекуле гемоглобина и тем самым блокирует возможность связи гемоглобина с кислородом. Кроме того, в присутствии угарного газа даже те молекулы гемоглобина, которые связаны с кислородом, в меньшей степени отдают его тканям (т.е. приобретают повышенное сродство к кислороду).

При наличии в воздухе 0,1% угарного газа более 50% молекул гемоглобина превращается в карбоксигемоглобин, а уже при содержании в крови 20-25% карбоксигемоглобина человеку требуется врачебная помощь. В числе лечебных мероприятий при таких отравлениях угарным газом важно дать пострадавшему подышать чистым кислородом. Это увеличивает скорость распада карбоксигемоглобином в 20 раз. В условиях обыденной жизни в крови содержится 0-2% карбоксигемоглобина. После выкуренной сигареты он может возрасти до 5% и более.

У новорожденного в эритроцитах содержится до 70% фетального гемоглобина (HbF), сродство которого к кислороду выше, чем у НbА, характерного для взрослого человека. НbF заменяется на НbА в течение первого полугодия жизни. В первые часы после рождения р02 артериальной крови составляет около 50 мм рт.ст., а Нв02 — 75-90%. Для новорожденных вдыхание чистого кислорода (особенно длительное) опасно. Оно грозит поражением сетчатки глаза, легочного эпителия и некоторых структур мозга.

Методами определения степени оксигенации гемоглобина являются

• оксигемометрия;

• оксигемография;

• пульсоксиметрия.

Общим для этих методов является то, что они основаны на измерении поглощения света определенных длин волн гемоглобином крови при просвечивании тканей (уха, пальцев). Эти методы позволяют непрерывно наблюдать за изменением насыщения крови кислородом.

Метод пульсоксиметрии отличается тем, что позволяет выделять поглощение света гемоглобином артериальной крови и определять абсолютную величину оксигенации гемоглобина артериальной крови одновременно с непрерывным контролем частоты пульса. Этот метод дает важную информацию для оценки состояния человека и принятия решения о действиях медперсонала в клинической практике, при тестировании резервов организма и проведении различных функциональных проб.

Однако надо иметь в виду, что пульсоксиметр не отличает оксигемоглобин от карбоксигемоглобина и при отравлении угарным газом показания прибора не будут давать истинную картину оксигенации артериальной крови. До появления пульсоксиметрии главным признаком гипоксемии считался цианоз (синюшная окраска покровов кожи и слизистых оболочек).

Выделяют две главные причины цианоза:

1. артериальная гипоксемия;

2. уменьшение кровотока в поверхностных сосудах.

Наиболее надежно гипоксемия выявляется пульсоксиметром при сохранении достаточного кровотока в периферических тканях (в области датчика). Прибор улавливает снижение содержания Нв02 на 1—2%, в то время как невооруженным глазом даже при снижении Нв02 на 6% цианоз выявляется лишь в половине случаев.