Чем определяется величина диссоциации оксигемоглобина. Факторы, влияющие на кривую диссоциации оксигемоглобина

Кислородная емкость крови. Большая часть кислорода переносится кровью в виде химического соединения с гемоглобином. Для того чтобы узнать, какое наибольшее количество О 2 ; может быть связано гемоглобином, следует иметь в виду, что молекула последнего состоит из четырех субъединиц. Следовательно, реакцию оксигенации можно записать следующим образом Нb+4О 2 Нb(О 2)4.

Таким образом, 1 моль гемоглобина может связать до 4 моль О 2 . Поскольку объем 1 моль идеального газа составляет 22,4 л, 64 500 г гемоглобина связывают 4·22,4 л О 2 , а 1 г гемоглобина ―1,39 мл О 2 . При анализе газового состава крови получают несколько меньшую величину (1,34-1,36 мл О 2 на 1 г Hb). Это обусловлено тем, что небольшая часть гемоглобина находится в неактивном состоянии. Таким образом, ориентировочно можно считать, что in vivo 1г Hb связывает 1,34 мл О 2 (так называемое число Хюфнера).

Исходя из числа Хюфнера, можно, зная содержание гемоглобина, вычислить кислородную емкость крови: [О 2 ] макс = (1,34 мл О 2 на 1 г Hb)·(150 г Hb на 1 л крови) = 0,2 л О 2 на 1 л крови. Однако такое содержание кислорода в крови может достигаться лишь в том случае, если кровь контактирует с газовой смесью, насыщенной кислородом (РО 2 > 300 мм рт.ст.); при этом равновесие значительно сдвинуто вправо. В естественных условиях эта реакция протекает при меньшем значении парциального давления О 2 , поэтому гемоглобин оксигенируется не полностью.

Кривая диссоциации оксигемоглобина.

Реакция взаимодействия кислорода с гемоглобином подчиняется закону действующих масс. Это означает, что соотношение между количествами гемоглобина и оксигемоглобина зависит от содержания физически растворенного О 2 в крови; последнее же, согласно закону Генри-Дальтона, пропорционально напряжению О 2 . Процент оксигемоглобина от общего содержания гемоглобина называют кислородным насыщением (SО 2) гемоглобина. Если гемоглобин полностью дезоксигенирован, то SО 2 = 0%; если же весь гемоглобин превратился в оксигемоглобин, то SО 2 = 100%. В соответствии с законом действующих масс насыщение гемоглобина кислородом зависит от напряжения О 2 . Графически эту зависимость отражает так называемая кривая диссоциации оксигемоглобина. Эта кривая имеет S-образную форму. Расположение кривой диссоциации оксигемоглобина зависит от ряда факторов (см. ниже). Наиболее простым показателем, характеризующим расположение этой кривой, служит так называемое напряжение полунасыщения (50%), т.е. такое напряжение О 2 , при котором насыщение гемоглобина кислородом составляет 50%. В норме (при рН=7,4 и t=37°C) полунасыщение артериальной крови составляет около 26 мм рт.ст. (3,46 кПа).

Причины S-образной формы кривой диссоциации оксигемоглобина до конца не ясны. Если бы каждая молекула гемоглобина присоединяла только одну молекулу О 2 , то кинетика этой реакции графически описывалась бы гиперболой. Именно такая гиперболическая кривая диссоциации характерна, например, для реакции соединения кислорода с красным мышечным пигментом миоглобином, аналогичной реакции оксигенации гемоглобина. Строение миоглобина сходно со структурой одной из четырех субъединиц гемоглобина, поэтому молекулярные массы этих двух веществ соотносятся как 1:4. Поскольку в состав миоглобина входит лишь одна пигментная группа, одна молекула миоглобина может присоединить только одну молекулу О 2 . Исходя из вполне правдоподобного предположения о том, что S-образная форма кривой диссоциации НbО 2 обусловлена связыванием одной молекулой гемоглобина четырех молекул О 2 , Эдер выдвинул так называемую гипотезу промежуточных соединений. Согласно этой гипотезе, присоединение четырех молекул О 2 к гемоглобину происходит в несколько стадий, причем каждая из этих стадий влияет на равновесие следующей реакции. Таким образом, реакция соединения кислорода с гемоглобином описывается четырьмя константами равновесия, что и объясняет сигмоидную форму кривой диссоциации оксигемоглобина.

В то же время возможно и другое объяснение, согласно которому существуют две формы гемоглобина-оксигенированная и дезоксигенированная, переходящие одна в другую в результате конформационных перестроек. Если предположить, что параметры равновесия реакций оксигенации для этих двух форм гемоглобина различны, то с позиции данной гипотезы можно объяснить S-образную форму кривой диссоциации НbО 2

Биологический смысл формы кривой диссоциации оксигемоглобина. Конфигурация кривой диссоциации оксигемоглобина имеет важное значение с точки зрения переноса кислорода кровью. В процессе поглощения кислорода в легких напряжение О 2 в крови приближается к таковому в альвеолах. У молодых людей РО 2 артериальной крови составляет около 95 мм рт.ст. (12,6 кПа). При таком напряжении насыщение гемоглобина кислородом составляет примерно 97%. С возрастом (и в еще большей степени при заболеваниях легких) напряжение О 2 в артериальной крови может значительно снижаться, однако, поскольку кривая диссоциации оксигемоглобина в правой ее части почти горизонтальна, насыщение крови кислородом уменьшается ненамного. Так, даже при падении РО 2 в артериальной крови до 60 мм рт.ст. (8,0 кПа) насыщение гемоглобина кислородом равно 90%. Таким образом, благодаря тому, что области высоких напряжений кислорода соответствует горизонтальный участок кривой диссоциации оксигемоглобина, предупреждается cyщественное снижение насыщения артериальной крови кислородом.

Крутой наклон среднего участка кривой диссоциации оксигемоглобина свидетельствует об очень благоприятных условиях для отдачи кислорода тканям. При изменении локальной потребности в кислороде он должен высвобождаться в достаточном количестве в отсутствие значительных сдвигов РО 2 в артериальной крови. В состоянии покоя РО 2 в области венозного конца капилляра равно приблизительно 40 мм рт.ст. (5,3 кПа), что соответствует примерно 73% насыщения. Если в результате увеличения потребления кислорода его напряжение в венозной крови падает лишь на 5 мм рт.ст. (0,7 кПа), то насыщение гемоглобина кислородом снижается не менее чем на 7%; высвобождающийся при этом О 2 может быть сразу же использован для процессов метаболизма.

Количество химически связанного кислорода в крови зависит от насыщения им гемоглобина.

При прохождении крови через тканевые капилляры используется лишь 25% общей кислородной емкости. Разумеется, разные органы существенно различаются по степени извлечения кислорода. При интенсивной физической нагрузке артериовенозная разница по кислороду может превышать 0,1.

Кривая диссоциации оксигемоглобина

Нормальная кривая диссоциации оксигемоглобина представлена на рис. 1.7; В исходной ее точке, когда РаО2 гемоглобин не содержит кислорода и SaО2 также равняется нулю. По мере повышения Ра02 гемоглобин начинает быстро насыщаться кислородом, превращаясь в оксигемоглобин: небольшого увеличения напряжения кислорода оказывается достаточно для существенного прироста содержания НЬО2. При 40 мм рт. ст. содержание НЬО2 достигает уже 75 %. Затем наклон кривой становится все более и более пологим. На этом участке кривой гемоглобин уже менее охотно присоединяет к себе кислород, и для насыщения оставшихся 25 % НЬ требуется поднять Ра02 с 40 до 150 мм рт. ст. Впрочем, в естественных условиях гемоглобин артериальной Крови никогда не насыщается кислородом полностью, потому НТО при дыхании атмосферным воздухом Ра02 не превышает 100 мм рт. ст. (см. ранее).

Рис. 1.7. Кривая диссоциации оксигемоглобина

Нормальному уровню Ра02 (92- 98 мм рт. ст.) соответствует S,0; 94-98 %. Добиться полного насыщения гемоглобина кислородом можно только посредством увеличения содержания кислорода во вдыхаемом газе."

Выбирая пульсоксиметр, обычно проверяют его на себе. Если монитор показывает SpО2= 100 % (а такие модели-оптимисты встречаются достаточно часто), подумайте, стоит ли его покупать. Испытывать пульсоксиметр должен.некурящий человек, так как «осле выкуренной сигареты до 8-10 % гемоглобина крови превращаются в карбоксигемоглобин. При этом пульсоксиметр завышает Sa02, и модель может оказаться незаслуженно скомпрометированной.

Зависимость SaO2 от РaО2 для каждого больного можно описать эмпирическими формулами (уравнение Хилла, алгоритмы Кел-мана, Северингхауза и др.), в которых учитываются температура, рН и прочие факторы. Данные формулы в разных модификациях обычно вводят в современные автоматические приборы контроля КЩС и газового состава крови (Radiometer, AVL, Instrumentation Laboratories и пр.), которые вычисляют сатурацию гемоглобина по напряжению кислорода в крови. Собственно, сама кривая диссоциации оксигемоглобина и является графическим выражением этих уравнений. Более простой показатель положения кривой диссоциации - индекс Рм; он равен напряжению кислорода в крови, при котором сатурация гемоглобина составляет 50 % (рис. 1.7).

Нормальная величина P50 равна 27 мм рт. ст. Ее уменьшение соответствует сдвигу кривой влево, а увеличение - сдвигу вправо.

После полного насыщения гемоглобина кислородом дальнейшее повышение Ра02 сопровождается лишь незначительным приростом СаО2 за счет физически растворенного кислорода. Поэтому увеличение концентрации кислорода во вдыхаемом или вдуваемом газе (F1O2) сверх уровня, достаточного для полного насыщения гемоглобиновой емкости (Sa02 = 99-100 %), редко бывает оправданным.

Проходя через капилляры, артериальная кровь отдает тканям часть содержащегося в ней кислорода и превращается в венозную (PvO2 = 40 мм рт. ст., SvO2 = 75 %). Таким образом, в газообмене участвует лишь около 25 % запаса кислорода артериальной крови, а сатурация и десатурация гемоглобина происходят, на пологом участке кривой диссоциации.

Патология дыхательной системы приводит к нарушению ок-сигенации крови в легких с развитием артериальной гипоксемии, степень которой количественно оценивается пульсоксиметром. В этих условиях снабжение тканей кислородом осуществляется в "аварийном" режиме, на крутом участке кривой, где незначительного падения РаО2 оказывается достаточно для отделения от оксигемоглобина требуемого количества кислорода. Аварийность режима заключается в уменьшении напряжения и, следовательно, содержания кислорода в тканях, о чем свидетельствует низкое напряжение кислорода в венозной крови.

Гемоглобин как транспортный белок призван решать две задачи: присоединять кислород в легких и отдавать его тканям. Эти задачи противоположны по своей сути, но выполняются одним и тем же веществом, поэтому стремление гемоглобина связываться с кислородом (сродство гемоглобина к кислороду) должно быть достаточным - чтобы обеспечить оксигенацию крови в легких, но не избыточным - чтобы не нарушить процесс отдачи кислорода на периферии. Нормальное положение кривой диссоциации оксигемоглобина как раз и соответствует оптимальной готовности гемоглобина к реализации обеих задач. Но при определенных условиях баланс между стремлением гемоглобина присоединить кислород и готовностью его отдать нарушается. Графически это выражается сдвигом кривой диссоциации вправо или влево (рис. 1.8).

Рис. 1.8. Сдвиг кривой диссоциации оксигемоглобина

При ацидозе (респираторном или метаболическом), гипертермии и увеличении концентрации 2,3-дифосфоглицерата (2,3-ДФГ) в эритроцитах сродство гемоглобина к кислороду снижается и кривая диссоциации НЬО2 сдвигается вправо. При этом насыщение гемоглобина кислородом в легких ухудшается (уменьшение Sp02 при прежнем РаО2), но отделение кислорода от оксигемоглобина в капиллярах облегчается.

Если газообмен в легких не нарушен, то даже существенный сдвиг кривой диссоциации вправо сопровождается весьма незначительным снижением Sp02, поскольку события в легких происходят на пологом участке кривой. В тканях же напряжение кислорода повышается. В отношении кислородного гомеостаза это в целом безопасная ситуация. Некоторые специалисты даже счи-

тают, что при нормальной работе легких ацидоз способствует снабжению тканей кислородом.

Иная картина наблюдается при грубой патологии дыхания, когда от легких оттекает кровь с низким напряжением кислорода, соответствующим крутому участку кривой диссоциации НЬО2. Если при этом кривая сдвинута вправо, SpO2 может оказаться намного ниже, чем при нормальном положении кривой. Данное обстоятельство - дополнительный удар по снабжению тканей кислородом и важный вклад в дело развития гипоксии. Таким образом, при исходной артериальной гипоксемии (низком уровне РаС»2) метаболический ацидоз, гиперкапния и гипер-термия способны заметно снизить сатурацию гемоглобина (Sp02) и, следовательно, содержание кислорода в артериальной крови.

Алкалоз (респираторный или метаболический), гипотермия и уменьшение концентрации 2,3-ДФГ повышают сродство гемоглобина к кислороду, и кривая диссоциации НЬ02 сдвигается влево. В этих условиях гемоглобин жадно присоединяет к себе кислород в легких (SpO2 возрастает при прежнем РаО2) и неохотно отдает его тканям. Считается, что сдвиг кривой диссоциации влево всегда неблагоприятно сказывается на оксигенации тканей, ибо небольшой прирост содержания (но не напряжения) кислорода в артериальной крови не окупает последующего нежелания оксигемоглобина делиться кислородом с тканями на периферии. Пожалуй, от левого положения кривой диссоциации НЬО2 не страдают только новорожденные. Но это отдельная тема.

Непостоянство отношений между РаО2 и SpO2 может затруднить осмысление данных пульсоксиметрии: далеко не всегда известно, по какой кривой диссоциации работает гемоглобин в данный момент.

| |

44) Что такое "кривая диссоциации оксигемоглобина"?

Кривая диссоциации между процентом насыщения гемоглобина кислородом (отложенным на стандартной диаграмме по вертикальной оси - оси "Y", - так как Sa02 является зависимой переменной) и РОг окружающей среды (отложенным по горизонтальной оси - оси "X", - так как РОг является независимой переменной).

Когда РОг увеличивается, постепенно повышается и процент гемоглобина, который насыщен кислородом. Форма кривой существенно влияет на поглощение гемоглобином кислорода в легких и его освобождение в периферических тканях. Кроме того, некоторые физиологические состояния, так же как и заболевания, могут сместить кривую диссоциации оксигемоглобина влево (т.е. увеличить сродство Hb к кислороду) или вправо (т.е. уменьшить сродство Hb к кислороду).

45) Какой уровень PO2 связан с насыщением гемоглобина кислородом на 10, 30, 50, 70 и 90 % (при нормальной температуре 37°С и pH 7,40)? Что такое P50?

Анализ нормальной кривой диссоциации оксигемоглобина показывает, что SO2 в 10, 30, 50, 70 и 90 % приблизительно соответствуют значения РОг 10; 19; 26,6; 37 и 58 мм рт.ст. Значение РО2, которое приводит к SO2 = 50 %, называют Р50 и обычно используют как меру сродства гемоглобина к кислороду (нормальная величина 26,6 мм рт.ст.). Большие значение Р50 наблюдаются, когда кривая оксигемоглобина смещается вправо, уменьшая сродство гемоглобина к кислороду (благоприятный эффект). Напротив, меньшие значения P 50 наблюдаются, когда кривая оксигемоглобина смещается влево, увеличивая сродство Hb к кислороду (неблагоприятный эффект).

46) Что больше всего влияет на кривую диссоциации оксигемоглобина? Когда эта кривая смещается вправо или влево? Каково воздействие этого смегцения на высвобождение кислорода в тканях?

Основные факторы, которые меняют положение кривой диссоциации оксигемоглобина, включают тип гемоглобина (например, фетальный, "взрослый" и др.), температуру тела, РСО2, pH крови, уровень 2,3-дифосфоглицерата (2,3-ДФГ) в эритроцитах и концентрацию карбоксигемоглобина. Смещение кривой вправо указывает на пониженное сродство гемоглобина к кислороду, которое облегчает его высвобождение в тканях; этот эффект наблюдается в присутствии ненормального гемоглобина (например, типа Е, Сиэтл, Канзас), гипертермии, гиперкапнии, ацидоза и повышенного уровня 2,3- ДФГ. Наоборот, смещение кривой влево указывает на увеличенное сродство кислорода, снижающее высвобождение кислорода в тканях. Такой эффект наблюдается в присутствии большого количества фетального гемоглобина (и других типов, в том числе гемоглобина Yakenia, Chesapeake, Ranier), гипотермии, гипокапнии, алкалоза, пониженного уровня 2,3-ДФГ и высокой концентрации карбоксигемоглобина.

47) Объясните подробнее особенности вида кривой диссоциации оксигемоглобина и ее физиологическое значение.

Кривая диссоциации в растворе чистого гемоглобина имеет вид гиперболы и S- образный характер, если эритроциты не повреждены благодаря взаимодействию гемоглобина с 2,3-ДФГ и другими факторами, которые принимают участие в управлении свойствами гемоглобина. Начальный участок кривой крутой, демонстрирующий большое изменение насыщения гемоглобина кислородом при умеренных изменениях РО2 (например, SO, увеличивается с 10 до 70%, когда РОг возрастает с 10 до 37 мм рт.ст.).

Конечный участок кривой, наоборот, плоский и отражает небольшие изменения насыщения гемоглобина при значительном изменении РОг (например, SO2 растет с 70,0 до 97,5%, когда РОг увеличивается с 37 до 100 мм рт.ст,). Крутая часть кривой облегчает отделение кислорода от гемоглобина в периферических тканях в присутствии несколько сниженного РО2. C другой стороны, плоская часть кривой оксигемоглобина облегчает адекватное связывание кислорода гемоглобином в легких даже при значительном снижении РО2 или при легочных заболеваниях. Свойства гемоглобина обеспечивают почти максимальное связывание кислорода в легких и высвобождение этого газа в тканях.

48) Разъясните роль гемоглобина в поддержании сравнительно постоянного РО2 в периферических тканях при значительных изменениях альвеолярного РО2 (вызванных изменениями РО2 и легочными заболеваниями).

Относительно плоская верхняя часть кривой диссоциации оксигемоглобина объясняет малое изменение процента насыщенности артериальной крови кислородом, когда альвеолярный РОг снижается до 60 мм рт.ст. (SO2 = 89%) или увеличивается до 500 мм рт.ст. (SO2 - 99%); эти значения составляют соответственно уменьшение только на 8% и увеличение лишь на 2 % относительно нормального 97% насыщения. Поскольку из тканей удаляется приблизительно 5 мл кислорода на 1 дл крови, соответствующие значения SO2 в смешанной венозной крови равны 77% (РОг = 43 мм рт.ст.) и 67% (РОг =

35 мм рт.ст.). Следовательно, РО2 в тканях не изменяется более чем на несколько миллиметров ртутного столба, несмотря на значительное изменение альвеолярного РОг.

49) Сравните количество кислорода, высвобождаемого Hb в нормальных условиях, с его количеством при смещениях кривой диссоциации оксигемоглобина в любом направлении.

Смещение кривой диссоциации оксигемоглобина в любом направлении может существенно изменять количество кислорода, высвобождаемого в тканях. Например, при pH крови, равном 7,20, высвобождается примерно на 30% больше кислорода, чем при pH крови, равном 7,60 (эти значения pH соответствуют смещению кривых вправо и влево по сравнению с нормальной кривой диссоциации оксигемоглобина при pH, равном 7,40).

50) Как смещается кривая диссоциации оксигемоглобина во время физической нагрузки? Чем определяется смещение?

Во время физической нагрузки наблюдается смещение вправо кривой диссоциации оксигемоглобина в капиллярной крови, которая доставляет кислород в мышцы. Основными факторами, ответственными за это смещение, являются: 1) увеличение температуры мышц примерно на 3°С; 2) более высокий уровень РСО2 в ткани, вызванный увеличенной продукцией двуокиси углерода; 3) ацидемия, вызванная большим РСО2 и меньшей концентрацией бикарбоната в плазме ([НСОз"]р) (реакция на лактацидоз); 4) выделение фосфатных соединений из мышц. Следовательно, от 75 до 85% кислорода, транспортируемого гемоглобином, может быть выделено в ткани в отличие от только 25%, выделяемых в нормальном состоянии покоя.

51) Какова величина РО2 и процент насыщения гемоглобина кислородом в артериальной и смешанной венозной крови у здоровых людей?

Насыщение кислородом артериальной крови составляет приблизительно 97%, потому что у здоровых людей РаС>2 равно примерно 95 мм рт.ст. Значения SO2 и РО2 в смешанной венозной крови (полученной из легочной артерии и представляющей собой нормальную венозную кровь, воз вращающуюся из периферических тканей) составляют соответственно 75% и 40 мм рт.ст.

52) В чем заключается эффект Бора? Каково значение этого эффекта?

Эффект Бора заключается в смещении кривой диссоциации оксигемоглобина, вызванном изменениями РСО2 в крови. Этот процесс имеет важное физиологическое значение, потому что он облегчает связывание гемоглобином кислорода в легких, так же как и его высвобождение в тканях. Переход двуокиси углерода из крови в альвеолы легких уменьшает уровень угольной кислоты в крови и ее . Следовательно, смещение кривой вверх, что также сдвигает ее влево, происходит вследствие потери двуокиси углерода и тем самым увеличивает поглощение кислорода гемоглобином, когда кровь проходит через легкие. Противоположное явление происходит в периферических тканях, когда увеличение двуокиси углерода в крови смещает кривую вправо. Это смещение кривой диссоциации оксигемоглобина вправо обеспечивает большее высвобождение кислорода в тканях.

53) Как гемоглобин помогает поддерживать относительно постоянный РО2 в периферических тканях в состояниях, сопровождающихся увеличенной потребностью тканей в кислороде (например, при большой физической нагрузке)?

Крутая нижняя часть кривой диссоциации оксигемоглобина характеризуется большим изменением процентного насыщения Hb кислородом при относительно незначительном уменьшении РО2. Эта часть кривой диссоциации облегчает высвобождение кислорода в тканях, особенно во время физической нагрузки. В нормальном состоянии SvO 2 составляет 75%, a PvO 2 - 40 мм рт.ст., но во время тяжелой мышечной нагрузки SvO 2 достигает 30 %, a PvO 2 - 20 мм рт.ст. Таким образом, во время нагрузки SvO 2 уменьшается на 45 % (с 75 до 30%). Относительно малое снижение PO 2 в тканях - с 40 до 20 мм рт.ст. сопровождается высвобождением дополнительных 9 мл кислорода на 1 дл крови (т е. 15 г Hb 1,34 мл O 2 0,45 = 9 мл). Таким образом, гемоглобин помогает поддерживать относительно постоянное PO 2 в тканях, когда PaO 2 заметно снижается и когда потребность тканей в кислороде существенно увеличивается; это свойство часто считают результатом "буферного" действия Hb в отношении парциального давления кислорода в тканях.

В 100 мл крови при температуре тела растворяется лишь 0,3 мл кислорода. Кисло-род, растворяющийся в плазме крови капилляров малого круга кровообращения , диф-фундирует в эритроциты, сразу же связывается гемоглобином, образуя оксигемоглобин , в котором кислорода 190 мл/л. Скорость связывания кислорода велика: время полунасы-щения гемоглобина кислородом около 3 мс. В капиллярах альвеол с соответствующими вентиляцией и перфузией практически весь гемоглобин превращается в оксигемоглобин.

Кривая диссоциации оксигемоглобина. Превращение гемоглобина в оксигемоглобин определяется напряжением растворенного кислорода. Графически эта зависимость выра-жается кривой диссоциации оксигемоглобина (рис. 151).

Когда напряжение кислорода равно нулю, в крови находится только восстановленный гемоглобин (дезоксигемоглобин). Повышение напряжения кислорода сопровождается увеличением количества оксигемоглобина. Но данная зависимость существенно отли-чается от линейной, кривая имеет S-образную форму. Особенно быстро (до 75%) уровень оксигемоглобина возрастает при увеличении напряжения кислорода от 10 до 40 мм рт. ст. При 60 мм рт. ст. насыщение гемоглобина кислородом достигает 90%, а при дальнейшем повышении напряжения кислорода приближается к полному насыщению очень медленно. Таким образом, кривая диссоциации оксигемоглобина состоит из двух основных ча-стей — крутой и отлогой.

Отлогая часть кривой, соответствующая высоким (более 60 мм.рт. ст.) напряжениям кислорода, свидетельствует о том, что в этих условиях содержание оксигемоглобина лишь слабо зависит от напряжения кислорода и его парциального давления во вдыхаемом и альвеолярном воздухе. Так, подъем на высоту 2 км над уровнем моря сопровождается снижением атмосферного давления с 760 до 600 мм рт. ст., парциального давления кислорода в альвеолярном воздухе со 105 до 70 мм рт. ст., а содержание оксигемоглобина снижается лишь на 3%. Таким образом, верхняя отлогая часть кривой диссоциации отражает способность гемоглобина связывать большие количества кислорода несмотря удумеренное снижение его парциально-го давления во вдыхаемом воздухе. И в этих условиях ткани достаточно снаб-жаются кислородом.

Крутая часть кривой диссоциации соответствует напряжениям кислорода, обычным для тканей организма (35 мм рт. ст. и ниже). В тканях, поглощающих много кислорода (работающие мышцы, печень, почки), оксигемоглобин диссоциирует в большей степени, иногда почти полностью. В тканях, в которых интенсивность окислительных процессов мала, большая часть оксигемоглобина не диссоциирует. Переход тканей из состояния по-коя в деятельное состояние (сокращение мышц, секреция желез) автоматически создает условия для увеличения диссоциации оксигемоглобина и увеличения снабжения тканей кислородом.

Сродство гемоглобина к кислороду (отражается кривой диссоциации оксигемогло-бина) непостоянно. Особенно значительно на него влияют следующие факторы. 1. В эри-троцитах содержится особое вещество 2, 3-дифосфоглицерат . Его количество увеличи-вается, в частности, при снижении напряжения кислорода в крови. Молекула 2, 3-дифос-фоглицерата способна внедряться в центральную часть молекулы гемоглобина, что при-водит к снижению сродства гемоглобина к кислороду. Кривая диссоциации смещается вправо. Кислород легче переходит в ткани. 2. Сродство гемоглобина к кислороду сни-жается при увеличении концентрации Н 4 " и двуокиси углерода (рис. 152). Кривая дис-социации оксигемоглобина в этих условиях также смещается вправо. 3. Подобным же образом действует на диссоциацию оксигемоглобина повышение температуры. Нетруд-но понять, что эти изменения сродства гемоглобина к кислороду имеют важное значение для обеспечения снабжения им тканей. В тканях, в которых процессы обмена веществ протекают интенсивно, концентрация двуокиси углерода и кислых продуктов увели-чивается, а температура повышается. Это ведет к усилению диссоциации оксигемо-глобина.

Гемоглобин крови плода (HbF) обладает значительно большим сродством к кисло-роду, чем гемоглобин взрослых (НЬА). Кривая диссоциации HbF по отношению к кривой диссоциации НЬА сдвинута влево.

В волокнах скелетных мышц содержится близкий к гемоглобину миоглобин. Он обладает очень высоким сродством к кислороду.

Количество кислорода в крови. Максимальное количество кислорода, которое может связать кровь при полном насыщении гемоглобина кислородом, называется кислородной емкостью крови . Для ее определения кровь насыщают кислородом воздуха. Кислородная емкость крови зависит от содержания в ней гемоглобина.

Один моль кислорода занимает объем 22,4 л. Грамм-молекула гемоглобина способна присоеди-нить 22 400Х4== 89 600 мл кислорода (4 — число гемов в молекуле гемоглобина). Молекулярная масса гемоглобина — 66 800. Значит, 1 г гемогло-бина способен присоединить 89 600:66 800== 1,34 мл кислорода. При содержании в крови 140 г/л ге-моглобина кислородная емкость крови будет 1,34-. 140=== 187,6 мл, или около 19 об. % (без учета не-большого количества физически растворенного в плазме кислорода).

В артериальной крови содержание кис-лорода лишь немного (на 3—4%) ниже ки-слородной емкости крови. В норме в 1 л арте-риальной крови содержится 180—200 мл кис-лорода. При дыхании чистым кислородом его количество в артериальной крови практи-чески соответствует кислородной емкости. По сравнению с дыханием атмосферным воз-духом количество переносимого кислорода увеличивается мало (на 3—4%), но при этом возрастают напряжение растворенного ки-слорода и способность его диффундировать в ткани.

Венозная кровь в состоянии покоя со-держит около 120 мл/л кислорода. Таким об-разом, протекая по тканевым капиллярам, кровь отдает не весь кислород. Часть кисло-рода, поглощаемая тканями из артериальной крови, называется коэффициентом утилиза-ции кислорода. Для его вычисления делят разность содержания кислорода в артери-альной и венозной крови на содержание кислорода в артериальной крови и умножают на 100. Например: (200— 120) :200-100=40%. В покое коэффициент утилизации кисло-рода колеблется от 30 до 40%. При тяжелой мышечной работе он повышается до 50— 60%.