Тело человека №36, страница 18

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ МЕДИЦИНЫ

ФИЗИОЛОГИЯ,

Высвобождение кислорода из эритроцитов

Высвобождение кислорода из гемоглобина запускается нарастанием содержания в крови продукта обмена - двуокиси углерода. Потребность в кислороде зависит

от уровня его потребления тканями.

Кислород, связанный гемоглобином в легких, высвобождается в непосредственной близости от потребляющих его тканей. В процессе клеточного дыхания производится большое количество углекислого газа, который диффундирует через клеточную мембрану и капиллярную стенку в плазму крови, а затем внутрь эритроцита. Нарастание

▼ Когда эритроциты попадают в область с повышенным содержанием двуокиси углерода (СОг), они высвобождают кислород (О2) в плазму крови, откуда он проникает в клетки.

концентрации двуокиси углерода внутри клетки запускает процесс высвобождения кислорода, который диффундирует в плазму, а затем в клетки ткани. Таким образом, кислород попадает именно туда, где он в данный момент необходим, а избыток двуокиси углерода уносится из тканей для выведения легкими. Только 23% образовавшегося в процессе обмена веществ углекислого газа переносится эритроцитами. Остальное транспортируется в форме ионов бикарбоната (70%) или растворенным в плазме (7%).

Фетальный гемоглобин

Ткань

Двуокись углерода (СОг)

Взаимодействует с молекулами гемоглобина, заставляя их высвобождать кислород (Ог).

Поскольку концентрация кислорода в крови матери намного выше, чем в крови плода, кислород проходит через плаценту в кровеносную систему развивающегося ребенка в результате простого процесса диффузии. Фетальный гемоглобин (гемоглобин плода) структурно отличается от гемоглобина матери и намного активнее взаимодействует с кислородом. Кроме того, в миллилитре крови плода содержится на 50% больше

▲ Плод получает кислород через кровеносные сосуды плаценты. Этому процессу помогает факт, что фетальный гемоглобин активнее взаимодействует с кислородом, чем гемоглобин взрослого человека.

молекул гемоглобина, чем у матери. Комбинация этих двух факторов гарантирует, что, несмотря на низкий уровень кислорода в крови плода, его ткани, тем не менее, получают достаточное снабжение для роста и развития.

Содержание кислорода в тканях

Содержание кислорода в тканях

Регулирование высвобождения кислорода

После прохождения крови через легочные капилляры она практически полностью оксигенируетея (насыщается кислородом). Содержание кислорода достигает 97% кислородной емкости -максимального количества газа, который может быть обратимо связан гемоглобином. Когда кровь через артериальную систему достигает вен, она все еще содержит 75% кислородной емкости. Таким

► Кровь покидает легкие полностью оксигенированной. В обычных условиях высвобождается только около 25% кислородной емкости.

образом, у человека в состоянии покоя в тканях высвобождается только около 25% переносимого кровью кислорода. Избыточная кислородная емкость нужна, чтобы обеспечить транспорт большого количества кислорода в случае необходимости, например, при физической нагрузке.

Более того, зависимость между изменением уровня кислорода в тканях и скоростью его высвобождения из гемоглобина носит нелинейный характер (см. гра-¹ фик). Поэтому даже небольшое снижение концентрации

< Во время физических упражнений организму для нормального функционирования требуется больше кислорода. Дополнительный кислород доставляется кровью в зависимости от потребности в нем.

может вызвать значительный рост количества высвобождающегося кислорода. Вдобавок при физических нагрузках увеличивается кислотность крови и возрастает температура тела. Эти факторы вызывают изменение пространственной структуры гемоглобина,

которое приводит к усилению связи с кислородом. Этот механизм позволяет в первую очередь снабжать кислородом те ткани, которые в нем больше всего нуждаются. Например, при беге наиболее нагруженные мышцы бедра получат больше всего кислорода.