Транспорт кисню та його порушення
Для транспорту кисню вирішальне значення мають: 1) киснева ємність крові; 2) спорідненість гемоглобіну (Hb) до кисню; 3) стан центральної гемодинаміки, яке залежить від скорочувальної здатності міокарда, величини серцевого викиду, об'єму циркулюючої крові та величини кров'яного тиску в судинах великого та малого кола; 4) стан кровообігу в мікроциркуляторному руслі.
Киснева ємність крові – це максимальна кількість кисню, яка може зв'язати 100 мл крові. Тільки дуже невелика частина кисню, що знаходиться в крові, транспортується у вигляді фізичного розчину. Відповідно до закону Генрі кількість розчиненого в рідині газу пропорційна його напрузі. При парціальному тиску кисню (раО2), що дорівнює 12,7 кПа (95 мм рт.ст.), у 100 мл крові розчинено лише 0,3 мл кисню, але саме ця його фракція зумовлює раО2. Основна частина кисню транспортується у складі оксигемоглобіну (НbО2), кожен грам якого пов'язують 1,34 мл цього газу (число Гюфнера). Нормальна кількість Hb у крові коливається не більше 135-155 г/л. Таким чином, 100 мл крові може переносити у складі НbО2 17,4-20,5 мл кисню. До цієї кількості слід додати 0,3 мл кисню, розчиненого у плазмі крові. Оскільки ступінь насичення гемоглобіну киснем в нормі становить 96-98%, прийнято вважати кисневу ємність крові, що дорівнює 16,5-20,5 про. % (Табл. 16-1).
Таблиця 16-1. Нормальні значення параметрів киснево-транспортної функції крові (за В.Ф. Альяс та співавт.)
Насичення гемоглобіну киснем залежить від його напруги в альвеолах та крові. Графічно цю залежність відбиває крива дисоціації оксигемоглобіну (рис. 16-7, 16-8). Крива показує, що відсоток оксигенації гемоглобіну зберігається на доситьвисокому рівні при суттєвому зниженні парціального тиску кисню. Так, при напрузі кисню, що дорівнює 95-100 мм рт.ст., відсоток оксигенації гемоглобіну відповідає 96-98, при напрузі 60 мм рт.ст. - дорівнює 90, а при зниженні напруги кисню до 40 мм рт.ст., Що має місце у венозному кінці капіляра, відсоток оксигенації гемоглобіну дорівнює 73.
Під дією перерахованих факторів змінюється ступінь спорідненості гемоглобіну до кисню, що впливає на швидкість взаємодії між ними, міцність зв'язку та швидкість дисоціації НbО2 у капілярах тканин, а це дуже важливо, тому що в клітини тканин проникає лише фізично розчинений
у плазмі крові кисень. Залежно від зміни ступеня спорідненості з гемоглобіном до кисню відбуваються зрушення кривої дисоціації оксигемоглобіну. Якщо нормі перетворення 50% гемоглобіну в НbО2 відбувається при раО2, що дорівнює 26,6 мм рт.ст., то при зниженні спорідненості між гемоглобіном і киснем це має місце при 30-32 мм рт.ст. В результаті крива зміщується праворуч.Зсув кривої дисоціації НbО2 вправо відбувається при метаболічному та газовому (гіперкапнії) ацидозі, при підвищенні температури тіла (лихоманка, перегрівання, гарячковоподібні стани), при збільшенні вмісту АТФ та 2,3-ДФГ в еритроцитах;
Нагромадження останнього має місце при гіпоксемії, різних видах анемій (особливо при серповидно-клітинній). При всіх зазначених станах збільшується швидкість відщеплення кисню від НbО2 у капілярах тканин, і водночас уповільнюється швидкість оксигенації гемоглобіну в капілярах легень, що веде до зниження вмісту кисню в артеріальній крові.
Зсув кривої дисоціації НbО2 вліво відбувається при збільшенні спорідненості гемоглобіну до кисню і спостерігається при метаболічному та газовому (гіпокапнія) алкалозі, при загальній гіпотермії та в ділянках місцевого охолодження тканин, при зниженні вмісту в еритроцитах 2 наприклад, при цукровому діабеті), при отруєнні окисом вуглецю та при метгемоглобінемії, при наявності в еритроцитах великої кількості фетального гемоглобіну, що має місце у недоношених дітей. При зрушенні вліво (внаслідок підвищення спорідненості гемоглобіну до кисню) прискорюється процес оксигенації гемоглобіну в легенях, і водночас уповільнюється процес дезоксигенації НbО2 у капілярах тканин, що погіршує постачання клітин киснем, зокрема клітин ЦНС. Це може спричинити відчуття тяжкості в голові, головний біль та тремор.
Зниження транспорту кисню до тканин спостерігатиметься при зменшенні кисневої ємності крові внаслідок анемії, гемодилюції, утворення карбокси- та метгемоглобіну, що не беруть участь у транспорті кисню, а також при зниженні спорідненості гемоглобіну до кисню. Зниження вмісту НbО2 в артеріальній крові відбувається при посиленому її шунтуванні в легенях, пневмонії, набряку, емболіїa. pulmonalis.Доставка кисню тканинам зменшується при зниженні об'ємної швидкості кровотоку у зв'язку з серцевою недостатністю, гіпотонією, зниженням об'єму циркулюючої крові, розладом мікроциркуляції внаслідок зменшення кількості функціонуючих мікросудин через порушення їх прохідності або централізації кровообігу. Доставка кисню стає недостатньою при збільшенні відстані між кров'ю, що знаходиться в капілярах, і клітинами тканин у зв'язку з розвитком інтерстиціального набряку і гіпертрофією клітин. При всіх зазначених порушеннях може розвинутисягіпоксія.
Важливим показником, що дозволяє визначити кількість кисню, поглинену тканинами, єіндекс утилізації кисню, який являє собою помножене на 100 отно-
ня артеріовенозної різниці за вмістом кисню до обсягу його в артеріальній крові. У нормі при проходженні крові через тканинні капіляри використовується клітинами в середньому 25% кисню, що надходить. У здорової людини індекс утилізації кисню значно зростає при фізичній роботі. Підвищення цього індексу відбувається також при зниженому вмісті кисню в артеріальній крові та при зменшенні об'ємної швидкості кровотоку; індекс знижуватиметься при зменшенні здатності тканин утилізувати кисень.