Обмен газов в легких и тканях

Газообмен в легких. В альвеолах легких совершается газообмен между атмосферным воздухом и кровью. (Этот процесс подчиняется физическому закону диффузии газов.

Атмосферный воздух содержит около 79% азота, 21% кислорода и 0,03% углекислого газа. Концентрация углекислого газа в венозной крови гораздо выше, чем в воздухе. Вследствие диффузии углекислый газ проникает из крови в воздух альвеол. Такой процесс в легких происходит до тех пор, пока не наступит равновесие между содержанием углекислого газа в крови и альвеолярном воздухе.

Кислород проникает в кровь также путем диффузии. Во вдыхаемом воздухе его концентрация гораздо выше, чем в крови, текущей по капиллярам. Проникая в кровь, кислород соединяется с гемоглобином эритроцитов, превращая его в оксигемоглобин. Благодаря гемоглобину кровь может переносить очень большие количества кислорода в химически связанном виде. Кровь, насыщаясь кислородом, становится артериальной.

Таким образом, диффузия газов в альвеолах совершается благодаря разности между давлением газов в альвеолах и крови. Так как сумма поверхности всех альвеол очень велика, в легких кровь обогащается большим количеством кислорода и отдает в альвеолярный воздух почти весь углекислый газ, поступающий в кровь из тканей. В результате описанных процессов состав воздуха, выдыхаемого из легких, отличается от состава вдыхаемого воздуха.- В выдыхаемом воздухе содержится 79% азота, около 16% кислорода и примерно 5% углекислого газа. В выдыхаемом воздухе значительно увеличивается содержание водяных паров.

Газообмен в тканях. Клетки организма непрерывно потребляют кислород. Поэтому его содержание в них постоянно понижается. Вот почему кислорода в клетках всегда меньше, чем в омывающей их артериальной крови. Кроме того, чем больше в крови углекислого газа, тем слабее связь гемоглобина с кислородом. Эта непрочная связь легко разрушается, и кислород диффундирует в тканевую жидкость, а затем в клетки, где используется при окислительных процессах. Благодаря этим процессам энергия химических связей органических соединений освобождается. Она используется клетками на выполнение характерных для них жизненных отправлений.

Окислительные процессы в клетке - это цепь упорядоченных химических изменений органических веществ. Каждая ступень такого химического «конвейера» катализируется определенным ферментом. Понятно, что, чем интенсивнее функционируют клетки, тем более активно действуют в нихдыхательные ферменты. Вот почему на уровень газообмена «» организме влияет большая или меньшая интенсивность каталитического действия дыхательных ферментов в клетках.

Углекислый газ, образующийся в результате окислительных процессов в клетках, не накапливается в них, поскольку он вследствие диффузии непрерывно удаляется в тканевую жидкость, а затем в кровь. Некоторое количество углекислого газа вступает в соединение с гемоглобином; большая часть ого химически связывается некоторыми солями, содержащимися в крови.