pulang pigment hemoglobin (Hb) ay binubuo ng isang bahagi ng protina (globin) at ang aktwal na pigment (heme). Ang mga molekula ay bumubuo ng apat na mga subunit ng protina, na ang bawat isa ay nakakabit ng isang pangkat ng heme na may isang divalent na iron atom na matatagpuan sa gitna nito. Sa mga baga, ang bawat iron atom ay nakakabit ng isang molekula ng oxygen. Ang oxygen ay dinadala sa mga tisyu kung saan ito ay pinaghihiwalay. Ang pagdaragdag ng O 2 ay tinatawag na oxygenation (saturation na may oxygen), at ang detatsment nito ay tinatawag na deoxygenation.
CO 2 transportasyon
Humigit-kumulang 10% ng carbon dioxide (CO 2), ang pangwakas na produkto ng oxidative metabolism sa mga tissue cell, ay dinadala ng dugo sa isang pisikal na dissolved form at 90% sa isang chemically bound form. Karamihan sa carbon dioxide ay unang kumakalat mula sa mga selula ng tisyu patungo sa plasma, at mula doon sa mga pulang selula ng dugo. Doon ang mga molekula ng CO 2 ay chemically bound at binago ng mga enzyme sa mas natutunaw na bicarbonate ions (HCO 3 -) na dinadala sa plasma ng dugo. Ang pagbuo ng CO 2 mula sa HCO 3 - ay lubos na pinabilis ng enzyme carbonic anhydrase na nasa erythrocytes.
Karamihan (mga 50-60%) ng nabuong mga bikarbonate ions ay nagmumula sa mga erythrocyte pabalik sa plasma bilang kapalit ng mga chloride ions. Ang mga ito ay dinadala sa baga at inilalabas sa panahon ng pag-expire pagkatapos ma-convert sa CO 2. Ang parehong mga proseso - ang pagbuo ng HCO 3 - at ang paglabas ng CO 2, ayon sa pagkakabanggit, ay nauugnay sa oxygenation at deoxygenation ng hemoglobin. Ang deoxyhemoglobin ay isang kapansin-pansing mas malakas na base kaysa sa oxyhemoglobin at maaaring mag-attach ng mas maraming H+ ions (ang buffer function ng hemoglobin), kaya nagtataguyod ng pagbuo ng HCO 3 - sa mga tissue capillaries. Sa mga capillary ng baga, ang HCO 3 - muli ay dumadaan mula sa plasma ng dugo patungo sa mga erythrocytes, pinagsama sa H + -ions at muling nagiging CO 2. Ang prosesong ito ay sinusuportahan ng katotohanan na ang oxidized na dugo ay naglalabas ng mas maraming H+ proton. Ang isang mas maliit na proporsyon ng CO 2 (mga 5-10%) ay direktang nakatali sa hemoglobin at dinadala bilang carbaminohemoglobin.
Hemoglobin at carbon monoxide
Carbon monoxide (carbon monoxide, CO) ay isang walang kulay na gas walang amoy, na nabuo sa panahon ng hindi kumpletong pagkasunog at, tulad ng oxygen, ay maaaring baligtarin na magbigkis sa hemoglobin. Gayunpaman, ang kaugnayan ng carbon monoxide sa hemoglobin ay mas malaki kaysa sa oxygen. Kaya, kahit na ang nilalaman ng CO sa inhaled air ay 0.3%, 80% ng hemoglobin ay nagbubuklod sa carbon monoxide (HbCO). Dahil ang carbon monoxide ay 200-300 beses na mas mabagal kaysa sa oxygen upang palabasin ang mga bono nito sa hemoglobin, ang nakakalason na epekto nito ay tinutukoy ng katotohanan na ang hemoglobin ay hindi na makapagdala ng oxygen. Sa mga mabibigat na naninigarilyo, halimbawa, 5-10% ng hemoglobin ay naroroon bilang HbCO, habang lumilitaw ang mga sintomas sa 20% matinding pagkalason (sakit ng ulo, pagkahilo, pagduduwal), at 65% ay maaaring nakamamatay.
Kadalasan upang suriin ang hematopoiesis o makilala iba't ibang anyo Tinutukoy ng anemia ang average na nilalaman ng hemoglobin sa erythrocyte (SHE). Ito ay kinakalkula ng formula:
Ang halaga ng average na nilalaman ng hemoglobin sa isang erythrocyte ay nasa pagitan ng 38 at 36 picograms (pg) (1 pg = 10ˉ¹² g). Ang mga erythrocytes na may normal na SGE ay tinatawag na normochromic (orthochromic). Kung mababa ang CGE (halimbawa, dahil sa patuloy na pagkawala ng dugo o kakulangan sa iron), ang mga pulang selula ng dugo ay sinasabing hypochromic; kung mataas ang SGE (halimbawa, may pernicious anemia dahil sa kakulangan sa bitamina B 12), tinatawag silang hyperchromic.
Mga anyo ng anemia
Anemia ay tinukoy bilang isang kakulangan (pagbaba ng bilang) ng mga pulang selula ng dugo o isang pinababang nilalaman ng hemoglobin sa dugo. Ang diagnosis ng anemia ay kadalasang ginagawa ng nilalaman ng hemoglobin, ang mas mababang limitasyon ng normal ay umabot sa 140 g/l sa mga lalaki at 120 g/l sa mga babae. Sa halos lahat ng anyo ng anemia, ang isang maaasahang sintomas ng sakit ay maputlang kulay balat at mauhog lamad. Kadalasan ay tumataas nang husto sa panahon ng ehersisyo tibok ng puso(pagtaas ng rate ng sirkulasyon ng dugo), at ang pagbaba ng oxygen sa mga tisyu ay humahantong sa igsi ng paghinga. Bilang karagdagan, nangyayari ang pagkahilo at madaling pagkapagod.
Bukod sa iron deficiency anemia at talamak na pagkawala ng dugo, gaya ng pagdurugo ng mga ulser o tumor sa gastrointestinal tract (hypochromic anemia), maaaring mangyari ang anemia na may kakulangan sa bitamina B12. folic acid o erythropoietin. Ang bitamina B 12 at folic acid ay kasangkot sa synthesis ng DNA sa mga immature bone marrow cells at sa gayon ay makabuluhang nakakaapekto sa paghahati at pagkahinog ng mga pulang selula ng dugo (erythropoiesis). Sa kanilang kakulangan, mas kaunting mga erythrocyte ang nabuo, ngunit sila ay kapansin-pansing nadagdagan dahil sa mataas na nilalaman hemoglobin (macrocytes (megalocytes), precursors: megaloblasts), kaya ang nilalaman ng hemoglobin sa dugo ay halos hindi nagbabago (hyperchromic, megaloblastic, macrocytic anemia).
Ang kakulangan sa bitamina B 12 ay madalas na nangyayari dahil sa kapansanan sa pagsipsip ng bitamina sa mga bituka, mas madalas dahil sa hindi sapat na paggamit sa pagkain. Ito ang tinatawag na pernicious anemia kadalasan ang resulta pamamaga ng lalamunan sa bituka mucosa na may pagbaba sa pagbuo ng gastric juice.
Ang bitamina B 12 ay nasisipsip sa bituka lamang sa isang nakagapos na anyo na may isang kadahilanan na matatagpuan sa gastric juice. panloob na kadahilanan(Kastilyo)", na pinoprotektahan ito mula sa pagkawasak katas ng pagtunaw sa tiyan. Dahil ang atay ay maaaring mag-imbak malaking bilang ng bitamina B 12, maaaring tumagal ng 2-5 taon bago ang pagkasira ng pagsipsip sa bituka ay nakakaapekto sa pagbuo ng mga pulang selula ng dugo. Tulad ng sa kaso ng kakulangan sa bitamina B12, ang kakulangan ng folic acid, isa pang bitamina B, ay humahantong sa kapansanan sa erythropoiesis sa utak ng buto.
May dalawa pang dahilan ng anemia. Ang isa sa mga ito ay ang pagkasira ng bone marrow (bone marrow aplasia) sa pamamagitan ng radioactive radiation (halimbawa, pagkatapos ng isang aksidente sa nuclear power plant) o bilang resulta ng mga nakakalason na reaksyon sa mga gamot (hal., cytostatics) (aplastic anemia). Ang isa pang dahilan ay ang pagbaba ng habang-buhay ng mga pulang selula ng dugo bilang resulta ng kanilang pagkasira o pagtaas ng pagkabulok (hemolytic anemia). Na may malakas na anyo hemolytic anemia(halimbawa, pagkatapos ng hindi matagumpay na pagsasalin ng dugo), bilang karagdagan sa pamumutla, maaaring magkaroon ng pagbabago sa kulay ng balat at mauhog lamad sa madilaw-dilaw. Ang jaundice na ito (hemolytic jaundice) ay sanhi ng pagtaas ng pagkasira ng hemoglobin sa bilirubin (dilaw na bile pigment) sa atay. Ang huli ay humahantong sa isang pagtaas sa antas ng bilirubin sa plasma at ang pagtitiwalag nito sa mga tisyu.
Isang halimbawa ng anemia na nagreresulta mula sa hereditary disorder hemoglobin synthesis, clinically manifested bilang hemolytic, nagsisilbi sickle cell anemia. Sa sakit na ito, na halos matatagpuan lamang sa mga kinatawan ng mga itim na populasyon, mayroong isang molecular disorder na humahantong sa pagpapalit ng normal na hemoglobin sa isa pang anyo ng hemoglobin (HbS). Sa HbS, ang amino acid valine ay pinalitan ng glutamic acid. Ang isang erythrocyte na naglalaman ng tulad ng isang hindi regular na hemoglobin, sa isang deoxygenated na estado, ay tumatagal ng anyo ng isang karit. Ang hugis-karit na mga pulang selula ng dugo ay mas mahigpit at hindi dumadaan nang maayos sa mga capillary.
Ang isang minanang karamdaman sa mga homozygotes (HbS proporsyon sa kabuuang hemoglobin na 70-99%) ay humahantong sa pagbara ng mga maliliit na sisidlan at sa gayon ay sa permanenteng pinsala sa organ. Ang mga apektadong indibidwal ay kadalasang umaabot lamang sa pagtanda sa masinsinang paggamot (hal., bahagyang pagpapalit ng dugo, analgesics, pag-iwas sa hypoxia ( gutom sa oxygen) at minsan bone marrow transplantation). Sa ilang mga rehiyon ng tropikal na Africa na may mataas na porsyento ng malaria, 40% ng populasyon ay mga heterozygous carrier ng gene na ito (kapag ang nilalaman ng HbS ay mas mababa sa 50%), hindi sila nagpapakita ng mga ganitong sintomas. Ang binagong gene ay nagdudulot ng paglaban sa impeksyon ng malaria (selective advantage).
Regulasyon ng produksyon ng erythrocyte
Ang pagbuo ng mga pulang selula ng dugo ay kinokontrol ng kidney hormone erythropoietin. Ang katawan ay may simple ngunit napaka-epektibong sistema ng regulasyon upang mapanatili ang nilalaman ng oxygen at sa gayon ang bilang ng pulang selula ng dugo ay medyo pare-pareho. Kung ang nilalaman ng oxygen sa dugo ay bumaba sa ibaba ng isang tiyak na antas, halimbawa pagkatapos malaking kawalan dugo o habang nananatili sa matataas na lugar, ang pagbuo ng erythropoietin ay patuloy na pinasisigla. Bilang resulta, ang pagbuo ng mga pulang selula ng dugo sa utak ng buto ay pinahusay, na nagpapataas ng kakayahan ng dugo na magdala ng oxygen. Kapag ang kakulangan sa oxygen ay napagtagumpayan ng pagtaas ng bilang ng mga pulang selula ng dugo, ang pagbuo ng erythropoietin ay muling bumababa. Mga pasyenteng nangangailangan ng dialysis (artipisyal na paglilinis ng dugo mula sa mga produktong metabolic), na may kapansanan sa paggana ng bato (halimbawa, may talamak pagkabigo sa bato) ay kadalasang may kapansin-pansing kakulangan sa erythropoietin at samakatuwid ay halos palaging dumaranas ng kaakibat na anemia.
Karamihan sa oxygen sa katawan ng mga mammal ay dinadala sa dugo sa anyo ng isang kemikal na tambalan na may hemoglobin. Ang malayang natunaw na oxygen sa dugo ay 0.3% lamang. Ang reaksyon ng oxygenation, ang conversion ng deoxyhemoglobin sa oxyhemoglobin, na nagaganap sa mga erythrocytes ng mga capillary ng baga, ay maaaring isulat tulad ng sumusunod:
Hb + 4O 2 ⇄ Hb(O 2 ) 4
Ang reaksyong ito ay nagpapatuloy nang napakabilis - ang kalahating-saturation na oras ng hemoglobin na may oxygen ay mga 3 millisecond. Ang hemoglobin ay may dalawa kamangha-manghang mga katangian, na nagpapahintulot na ito ay maging isang mainam na oxygen carrier. Ang una ay ang kakayahang mag-attach ng oxygen, at ang pangalawa ay ibigay ito. Kinalabasan Ang kakayahan ng hemoglobin na mag-attach at maglabas ng oxygen ay depende sa tensyon ng oxygen sa dugo. Subukan nating graphical na ilarawan ang pag-asa ng dami ng oxygenated hemoglobin sa pag-igting ng oxygen sa dugo, at pagkatapos ay malalaman natin: kung saan ang hemoglobin ay nakakabit ng oxygen, at kung saan ibinibigay nito ito. Ang Hemoglobin at oxyhemoglobin ay sumisipsip ng mga light ray nang iba, kaya ang kanilang konsentrasyon ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng spectrometric na pamamaraan.
Ang isang graph na nagpapakita ng kakayahan ng hemoglobin na mag-attach at maglabas ng oxygen ay tinatawag na "Oxyhemoglobin Dissociation Curve". Ang abscissa sa graph na ito ay nagpapakita ng dami ng oxyhemoglobin bilang isang porsyento ng kabuuang hemoglobin sa dugo, ang ordinate ay nagpapakita ng oxygen na pag-igting sa dugo sa mm Hg. Art.
Larawan 9A. Normal na oxyhemoglobin dissociation curve
Isaalang-alang ang isang graph alinsunod sa mga yugto ng transportasyon ng oxygen: ang pinakamataas na punto ay tumutugma sa pag-igting ng oxygen na sinusunod sa dugo ng mga pulmonary capillaries - 100 mm Hg. (katulad ng sa alveolar air). Makikita mula sa graph na sa ganoong boltahe, ang lahat ng hemoglobin ay pumasa sa anyo ng oxyhemoglobin - ito ay ganap na puspos ng oxygen. Subukan nating kalkulahin kung gaano karaming oxygen ang nagbubuklod sa hemoglobin. Ang isang nunal ng hemoglobin ay maaaring magbigkis ng 4 na moles O 2 , at 1 gramo ng Hb ay nagbubuklod ng 1.39 ml O 2 sa perpektong paraan, ngunit sa pagsasanay 1.34 ml. Sa isang konsentrasyon ng hemoglobin sa dugo, halimbawa, 140 g / litro, ang halaga ng nakatali na oxygen ay magiging 140 × 1.34 = 189.6 ml / litro ng dugo. Ang dami ng oxygen na maaaring itali ng hemoglobin kapag ito ay ganap na puspos ay tinatawag na oxygen capacity ng dugo (KEK). Sa aming kaso, KEC = 189.6 ml.
Pansinin natin mahalagang katangian hemoglobin - kapag ang pag-igting ng oxygen sa dugo ay bumaba sa 60 mm Hg, halos hindi nagbabago ang saturation - halos lahat ng hemoglobin ay naroroon sa anyo ng oxyhemoglobin. Binibigyang-daan ka ng feature na ito na itali ang maximum na posibleng dami ng oxygen habang binabawasan ang nilalaman nito kapaligiran(halimbawa, sa taas na hanggang 3000 metro).
Ang dissociation curve ay may hugis-s na karakter, na nauugnay sa mga kakaibang katangian ng pakikipag-ugnayan ng oxygen sa hemoglobin. Ang isang molekula ng hemoglobin ay nagbubuklod sa 4 na molekula ng oxygen sa mga yugto. Ang pagbubuklod ng unang molekula ay kapansin-pansing pinapataas ang kapasidad ng pagbubuklod, gayundin ang pangalawa at pangatlong molekula. Ang epektong ito ay tinatawag na cooperative action ng oxygen.
Ang arteryal na dugo ay pumapasok sa sistematikong sirkulasyon at inihahatid sa mga tisyu. Ang pag-igting ng oxygen sa mga tisyu, tulad ng makikita mula sa Talahanayan 2, ay mula 0 hanggang 20 mm Hg. Art., Ang isang maliit na halaga ng pisikal na natunaw na oxygen ay kumakalat sa mga tisyu, bumababa ang pag-igting nito sa dugo. Ang pagbaba sa pag-igting ng oxygen ay sinamahan ng dissociation ng oxyhemoglobin at ang paglabas ng oxygen. Ang oxygen na inilabas mula sa compound ay pumasa sa isang pisikal na natunaw na anyo at maaaring kumalat sa mga tisyu kasama ang gradient ng boltahe. Sa venous end ng capillary, ang oxygen tension ay 40 mm Hg, na tumutugon sa humigit-kumulang 73% hemoglobin saturation. Ang matarik na bahagi ng dissociation curve ay tumutugma sa karaniwang pag-igting ng oxygen para sa mga tisyu ng katawan - 35 mm Hg at mas mababa.
Kaya, ang hemoglobin dissociation curve ay sumasalamin sa kakayahan ng hemoglobin na mag-attach ng oxygen kung mataas ang tensyon ng oxygen sa dugo, at ibibigay ito kapag bumababa ang tensyon ng oxygen.
Ang paglipat ng oxygen sa mga tisyu ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagsasabog, at inilalarawan ng batas ni Fick, samakatuwid, ito ay nakasalalay sa gradient ng stress ng oxygen.
Maaari mong malaman kung gaano karaming oxygen ang nakuha ng tissue. Upang gawin ito, kailangan mong matukoy ang dami ng oxygen sa arterial blood at sa venous blood na dumadaloy mula sa isang tiyak na lugar. Sa arterial blood, tulad ng nagawa naming kalkulahin (KEK) ay naglalaman ng 180-200 ml. oxygen. Ang venous blood sa pamamahinga ay naglalaman ng mga 120 ML. oxygen. Subukan nating kalkulahin ang kadahilanan ng paggamit ng oxygen: 180 ml. - 120 ML. \u003d 60 ml ay ang dami ng oxygen na nakuha ng mga tisyu, 60 ml / 180 100 \u003d 33%. Samakatuwid, ang kadahilanan ng paggamit ng oxygen ay 33% (karaniwang 25 hanggang 40%). Tulad ng makikita mula sa mga datos na ito, hindi lahat ng oxygen ay ginagamit ng mga tisyu. Karaniwan, humigit-kumulang 1000 ml ang inihahatid sa mga tisyu sa loob ng isang minuto. oxygen. Kung isasaalang-alang natin ang kadahilanan ng paggamit, nagiging malinaw na ang mga tisyu ay nakuhang muli mula 250 hanggang 400 ml. oxygen kada minuto, ang natitirang oxygen ay bumabalik sa puso bilang bahagi ng venous blood. Sa mabigat na gawaing kalamnan, ang kadahilanan ng paggamit ay tumataas sa 50 - 60%.
Gayunpaman, ang dami ng oxygen na natatanggap ng mga tisyu ay nakasalalay hindi lamang sa kadahilanan ng paggamit. Kapag nagbabago ang mga kondisyon sa panloob na kapaligiran at sa mga tisyu kung saan nagaganap ang pagsasabog ng oxygen, maaaring magbago ang mga katangian ng hemoglobin. Ang pagbabago sa mga katangian ng hemoglobin ay makikita sa graph at tinatawag na "curve shift". Napansin namin ang isang mahalagang punto sa curve - ang kalahating saturation point ng hemoglobin na may oxygen ay sinusunod sa isang boltahe ng oxygen na 27 mm Hg. Art., Sa boltahe na ito, 50% ng hemoglobin ay nasa anyo ng oxyhemoglobin, 50% sa anyo ng deoxyhemoglobin, samakatuwid 50% ng nakatali na oxygen ay libre (mga 100 ml / l). Kung ang konsentrasyon ng carbon dioxide, hydrogen ions, pagtaas ng temperatura sa tissue, kung gayon lumilipat ang kurba sa kanan. Sa kasong ito, ang kalahating-saturation point ay lilipat sa mas mataas na mga halaga ng pag-igting ng oxygen - nasa boltahe na ng 40 mm Hg. Art. 50% oxygen ay ilalabas (Figure 9B). Matinding gumaganang tissue, ang hemoglobin ay mas madaling maglalabas ng oxygen. Ang mga pagbabago sa mga katangian ng hemoglobin ay dahil sa mga sumusunod na dahilan: pag-aasido kapaligiran bilang resulta ng pagtaas ng konsentrasyon ng carbon dioxide ay kumikilos sa dalawang paraan: 1) ang pagtaas ng konsentrasyon ng mga hydrogen ions ay nakakatulong sa pagpapalabas ng oxygen ng oxyhemoglobin dahil ang mga hydrogen ions ay mas madaling nagbubuklod sa deoxyhemoglobin, 2) direktang pagbubuklod ng ang carbon dioxide sa bahagi ng protina ng molekula ng hemoglobin ay binabawasan ang pagkakaugnay nito sa oxygen; isang pagtaas sa konsentrasyon ng 2,3-diphosphoglycerate, na lumilitaw sa panahon ng anaerobic glycolysis at isinama din sa bahagi ng protina ng molekula ng hemoglobin at binabawasan ang pagkakaugnay nito para sa oxygen.
Ang isang paglipat ng curve sa kaliwa ay sinusunod, halimbawa, sa fetus, kapag ang isang malaking halaga ng fetal hemoglobin ay natutukoy sa dugo.
Figure 9 B. Impluwensya ng pagbabago ng mga parameter ng panloob na kapaligiran
text_fields
text_fields
arrow_pataas
Ang dami ng oxygen na pumapasok sa alveolar space mula sa inhaled air sa bawat yunit ng oras nakatigil na kondisyon paghinga, katumbas ng dami ng oxygen na dumadaan sa panahong ito mula sa alveoli papunta sa dugo ng mga pulmonary capillaries. Ito ang nagsisiguro sa patuloy na konsentrasyon (at bahagyang presyon) ng oxygen sa alveolar space. Ang pangunahing pattern ng pulmonary gas exchange ay katangian din ng carbon dioxide: ang dami ng gas na ito na pumapasok sa alveoli mula sa halo-halong venous na dugo na dumadaloy sa mga pulmonary capillaries ay katumbas ng dami ng carbon dioxide na inalis mula sa alveolar space papunta sa labas. na may hiningang hangin.
Sa isang taong nagpapahinga, ang pagkakaiba sa pagitan ng nilalaman ng oxygen sa arterial at mixed venous na dugo ay 45-55 ml O 2 bawat 1 litro ng dugo, at ang pagkakaiba sa pagitan ng nilalaman ng carbon dioxide sa venous at arterial na dugo ay 40-50 ml CO. 2 bawat 1 litro ng dugo. Nangangahulugan ito na humigit-kumulang 50 ml ng O 2 ang nagmumula sa hangin sa alveolar papunta sa bawat litro ng dugo na dumadaloy sa mga pulmonary capillaries, at 45 litro ng CO 2 mula sa dugo papunta sa alveoli. Ang konsentrasyon ng O 2 at CO 2 sa alveolar air ay nananatiling halos pare-pareho dahil sa bentilasyon ng alveoli.
Pagpapalitan ng mga gas sa pagitan ng alveolar air at dugo
text_fields
text_fields
arrow_pataas
Ang hangin ng alveolar at ang dugo ng mga capillary ng baga ay pinaghihiwalay ng tinatawag na alveolar-capillary membrane, ang kapal nito ay nag-iiba mula 0.3 hanggang 2.0 µm. Ang batayan ng alveolar-capillary membrane ay alveolar epithelium at capillary endothelium, bawat isa ay matatagpuan sa sarili nitong basement membrane at bumubuo ng tuluy-tuloy na lining, ayon sa pagkakabanggit, ng alveolar at intravascular surface. Sa pagitan ng epithelial at endothelial basement membranes ay ang interstitium. Sa ilang mga lugar, ang mga basement membrane ay halos magkadugtong sa isa't isa (Larawan 8.6).
kanin. 8.6. Alveolar-capillary membrane (scheme)
Ang mga tuluy-tuloy na bahagi ng air-blood barrier: cell membrane (PM) at basement membrane (VM). Hindi tuloy-tuloy na mga bahagi: alveolar macrophage (P), vesicle at vacuoles (V), mitochondria (M), endoplasmic reticulum (ER), nuclei (N), lamellar complex (G), collagen (C) at elastic (EL) connective tissue fibers .
Surfactant
text_fields
text_fields
arrow_pataas
Ang pagpapalitan ng mga gas sa paghinga ay isinasagawa sa pamamagitan ng isang hanay ng mga submicroscopic na istruktura na naglalaman ng erythrocyte hemoglobin, plasma ng dugo, capillary endothelium at dalawang plasma membrane nito, isang kumplikadong connective tissue layer, alveolar epithelium na may dalawang plasma membrane, at sa wakas, ang panloob na lining ng alveoli - surfactant(surfactant). Ang huli ay may kapal na humigit-kumulang 50 nm, ay isang kumplikadong mga phospholipid, protina at polysaccharides at patuloy na ginawa ng mga selula. alveolar epithelium, sumasailalim sa pagkasira na may kalahating buhay na 12-16 na oras. Ang layering ng surfactant sa epithelial lining ng alveolus ay lumilikha ng karagdagang diffusion medium sa alveolar-capillary membrane, na kung saan ang mga gas ay nagtagumpay sa kanilang mass transfer. Dahil sa surfactant, ang distansya para sa pagsasabog ng mga gas ay pinahaba, na humahantong sa isang bahagyang pagbaba sa gradient ng konsentrasyon sa kabuuan ng alveolar-capillary membrane. Gayunpaman, kung walang surfactant, ang paghinga ay karaniwang imposible, dahil ang mga dingding ng alveoli ay magkakadikit sa ilalim ng impluwensya ng isang makabuluhang pag-igting sa ibabaw na likas sa alveolar epithelium.
Binabawasan ng surfactant ang pag-igting sa ibabaw ng mga pader ng alveolar upang malapit sa mga zero na halaga at sa gayon:
a) lumilikha ng posibilidad na ituwid ang baga sa unang hininga ng bagong panganak,
b) pinipigilan ang pagbuo ng atelectasis sa panahon ng pagbuga,
c) nagbibigay ng hanggang 2/3 ng elastic resistance ng tissue may sapat na gulang sa baga tao at ang katatagan ng istraktura ng respiratory zone,
d) kinokontrol ang rate ng pagsipsip ng oxygen kasama ang gas-liquid interface at ang intensity ng pagsingaw ng tubig mula sa alveolar surface.
Nililinis din ng surfactant ang ibabaw ng alveoli mula sa mga dayuhang particle na nahuhuli sa paghinga at may aktibidad na bacteriostatic.
Ang pagpasa ng mga gas sa pamamagitan ng alveolo-capillary membrane
text_fields
text_fields
arrow_pataas
Ang pagpasa ng mga gas sa pamamagitan ng alveolo-capillary membrane ay nangyayari ayon sa mga batas pagsasabog, ngunit kapag ang mga gas ay natunaw sa isang likido, ang proseso ng pagsasabog ay bumagal nang husto. Ang carbon dioxide, halimbawa, ay kumakalat sa isang likido mga 13,000 beses, at oxygen - 300,000 beses na mas mabagal kaysa sa isang gas na daluyan. Ang dami ng gas na dumadaan sa lamad ng baga kada yunit ng oras, i.e. ang diffusion rate ay direktang proporsyonal sa pagkakaiba sa partial pressure nito sa magkabilang panig ng lamad at inversely proportional sa diffusion resistance. Ang huli ay tinutukoy ng kapal ng lamad at ang laki ng ibabaw ng gas exchange, ang diffusion coefficient ng gas, na nakasalalay sa molecular weight at temperatura nito, pati na rin ang solubility coefficient ng gas sa mga biyolohikal na likido mga lamad.
Direksyon at intensity ng transition oxygen mula sa alveolar air papunta sa dugo ng pulmonary microvessels, at carbon dioxide - sa tapat na direksyon, ay tumutukoy sa pagkakaiba sa pagitan ng bahagyang presyon ng gas sa alveolar air at ang pag-igting nito (bahagyang presyon ng dissolved gas) sa dugo. Para sa oxygen, ang pressure gradient ay humigit-kumulang 60 mm Hg. (Ang bahagyang presyon sa alveoli ay 100 mm Hg, at ang pag-igting sa dugo na pumapasok sa mga baga ay 40 mm Hg), at para sa carbon dioxide - mga 6 mm Hg. (Bahagyang presyon sa alveoli 40 mm Hg, boltahe sa pag-agos sa dugo sa baga 46 mm Hg).
Ang paglaban sa pagsasabog ng oxygen sa mga baga ay nilikha ng alveolar-capillary membrane, ang layer ng plasma sa mga capillary, ang erythrocyte membrane at ang protoplasm layer nito. Samakatuwid, ang kabuuang paglaban sa pagsasabog ng oxygen sa mga baga ay binubuo ng mga bahagi ng lamad at intracapillary. Biophysical na katangian ng pagkamatagusin airborne lung barrier para sa mga gas sa paghinga ay ang tinatawag na kapasidad ng pagsasabog ng mga baga. Ito ang dami ng ml ng gas na dumadaan sa lamad ng baga sa loob ng 1 minuto na may pagkakaiba sa bahagyang presyon ng gas sa magkabilang panig ng lamad na 1 mm Hg. Sa malusog na tao sa pamamahinga, ang kapasidad ng pagsasabog ng mga baga para sa oxygen ay 20-25 ml min -1 mm Hg. -isa.
Ang halaga ng kapasidad ng pagsasabog ng mga baga depende sa kanilang dami at ang kaukulang lugar sa ibabaw ng gas exchange. Ito ay higit na nagpapaliwanag sa katotohanan na ang halaga ng kapasidad ng pagsasabog ng mga baga sa mga lalaki ay kadalasang mas malaki kaysa sa mga kababaihan, gayundin ang katotohanan na ang halaga ng kapasidad ng pagsasabog ng mga baga kapag humahawak ng hininga para sa malalim na paghinga ay mas malaki kaysa sa steady state sa antas ng functional na natitirang kapasidad. Dahil sa gravitational redistribution ng daloy ng dugo at dami ng dugo sa pulmonary capillaries, ang diffusion capacity ng mga baga sa supine position ay mas malaki kaysa sa sitting position, at sa sitting position ito ay mas malaki kaysa sa standing position. Sa edad, bumababa ang kapasidad ng pagsasabog ng mga baga.
Transport ng oxygen sa dugo
text_fields
text_fields
arrow_pataas
Ang oxygen sa dugo ay nasa dissolved form at kasama ng hemoglobin. Ang isang napakaliit na halaga ng oxygen ay natunaw sa plasma. Dahil ang solubility ng oxygen sa 37 °C ay 0.225 ml * l -1 * kPa -1 (0.03 ml-l -1 mm Hg -1), kung gayon ang bawat 100 ml ng plasma ng dugo sa presyon ng oxygen na 13.3 kPa (100 mm). rg. Art.) ay maaari lamang magdala ng 0.3 ml ng oxygen sa isang dissolved state. Ito ay malinaw na hindi sapat para sa buhay ng organismo. Sa ganitong nilalaman ng oxygen sa dugo at ang kondisyon ng kumpletong pagkonsumo nito ng mga tisyu, ang minutong dami ng dugo sa pahinga ay dapat na higit sa 150 l / min. Samakatuwid ang kahalagahan ng isa pang mekanismo para sa transportasyon ng oxygen sa pamamagitan nito cokaugnayan sa hemoglobin.
Ang bawat gramo ng hemoglobin ay may kakayahang magbigkis ng 1.39 ml ng oxygen at, samakatuwid, sa nilalaman ng hemoglobin na 150 g/l, bawat 100 ml ng dugo ay maaaring magdala ng 20.8 ml ng oxygen.
Mga tagapagpahiwatig ng respiratory function ng dugo
1. Kapasidad ng oxygen ng hemoglobin bina. Ang dami na sumasalamin sa dami ng oxygen na maaaring magbigkis sa hemoglobin kapag ito ay ganap na puspos ay tinatawag kapasidad ng oxygen ng hemoglobinbin a.
2. Sapagpapanatili ng oxygen sa dugo. Ang isa pang tagapagpahiwatig ng respiratory function ng dugo ay copagpapanatili ng oxygen sa dugo na sumasalamin sa tunay na dami ng oxygen, parehong nauugnay sa hemoglobin at pisikal na natunaw sa plasma.
3. Ang antas ng saturation ng hemoglobin na may oxygen . Ang 100 ml ng arterial blood ay karaniwang naglalaman ng 19-20 ml ng oxygen, ang parehong dami ng venous blood ay naglalaman ng 13-15 ml ng oxygen, habang ang arterio-venous na pagkakaiba ay 5-6 ml. Ang ratio ng dami ng oxygen na nauugnay sa hemoglobin sa kapasidad ng oxygen ng huli ay isang tagapagpahiwatig ng antas ng saturation ng hemoglobin na may oxygen. Ang saturation ng hemoglobin sa arterial blood na may oxygen sa malusog na mga indibidwal ay 96%.
Edukasyon oxyhemoglobin sa baga at ang pagbawi nito sa mga tisyu ay nakasalalay sa bahagyang pag-igting ng oxygen sa dugo: sa pagtaas nito. Ang saturation ng hemoglobin na may pagtaas ng oxygen, na may pagbaba ay bumababa ito. Ang relasyong ito ay hindi linear at ipinapahayag ng oxyhemoglobin dissociation curve, na mayroong S-hugis(fig.8.7).
Fig.8.7. Oxyhemoglobin dissociation curve.Fig.8.7. Oxyhemoglobin dissociation curve.
1 - na may pagtaas sa pH, o pagbaba sa temperatura, o pagbaba sa 2,3-DPG;
2 - normal na curve sa pH 7.4 at 37°C;
3 - na may pagbaba sa pH o pagtaas ng temperatura o pagtaas sa 2,3-DPG.
Ang oxygenated arterial blood ay tumutugma sa talampas ng dissociation curve, at ang desaturated na dugo sa mga tisyu ay tumutugma sa matarik na pagbaba ng bahagi nito. Ang banayad na slope ng curve sa itaas na bahagi nito (ang zone ng mataas na О2 tension) ay nagpapahiwatig na ang sapat na kumpletong arterial blood hemoglobin saturation na may oxygen ay natiyak kahit na ang О2 boltahe ay bumaba sa 9.3 kPa (70 mm Hg). Ang pagbaba sa O tension mula 13.3 kPa hanggang 2.0–2.7 kPa (mula 100 hanggang 15–20 mm Hg) ay halos walang epekto sa hemoglobin saturation na may oxygen (HbO 2 ay bumaba ng 2–3%). Sa mas mababang mga boltahe ng O 2, ang oxyhemoglobin ay mas madaling mag-dissociate (ang matarik na drop zone ng curve). Kaya, kapag ang boltahe ng O 2 ay nabawasan mula 8.0 hanggang 5.3 kPa (mula 60 hanggang 40 mm Hg), ang saturation ng hemoglobin na may oxygen ay bumababa ng humigit-kumulang 15%.
Ang posisyon ng oxyhemoglobin dissociation curve ay karaniwang ipinahayag sa dami ng bahagyang pag-igting ng oxygen, kung saan ang saturation ng hemoglobin ay 50% (P 50). Ang normal na halaga ng P 50 sa temperatura na 37°C at pH 7.40 ay humigit-kumulang 3.53 kPa (26.5 mm Hg).
Ang dissociation curve ng oxyhemoglobin sa ilalim ng ilang mga kundisyon ay maaaring lumipat sa isang direksyon o iba pa, habang pinapanatili ang isang S-shape, sa ilalim ng impluwensya ng mga pagbabago sa pH, CO 2 tensyon temperatura ng katawan, ang nilalaman ng 2,3-diaphosphoglycerate (2,3-DFG) sa mga erythrocytes, kung saan nakasalalay ang kakayahan ng hemoglobin na magbigkis ng oxygen. Sa gumaganang mga kalamnan, bilang resulta ng masinsinang metabolismo, ang pagbuo ng CO 2 at lactic acid ay tumataas, at ang produksyon ng init ay tumataas din. Ang lahat ng mga salik na ito ay binabawasan ang pagkakaugnay ng hemoglobin para sa oxygen. Sa kasong ito, ang dissociation curve ay lumilipat sa kanan (Larawan 8.7), na humahantong sa isang mas madaling paglabas ng oxygen mula sa oxyhemoglobin, at ang posibilidad ng pagkonsumo ng oxygen ng mga tisyu ay tumataas. Sa pagbaba ng temperatura, 2,3-DPG, pagbaba sa boltahe ng CO, at pagtaas ng pH, ang dissociation curve ay lumilipat sa kaliwa, ang affinity ng hemoglobin para sa oxygen ay tumataas, bilang isang resulta kung saan ang paghahatid ng oxygen sa mga tisyu ay bumababa. .
Transport ng carbon dioxide sa dugo
text_fields
text_fields
arrow_pataas
Ang pagiging huling produkto ng metabolismo, CO 2 ay nasa katawan sa dissolved at estadong nakatali. Ang solubility coefficient ng CO 2 ay 0.231 mmol -1 * kPa -1 (0.0308 mmol -1 * mm Hg -1.), na halos 20 beses na mas mataas kaysa sa oxygen. Gayunpaman, mas mababa sa 10% ng kabuuang halaga ng CO na dinadala ng dugo ay dinadala sa dissolved form. Karaniwan, ang CO ay dinadala sa isang estadong nakagapos ng kemikal, pangunahin sa anyo ng mga bicarbonate, at kasama rin ang mga protina (ang tinatawag na carbominic, o mga carbon compound).
Sa arterial blood, ang CO 2 tension ay 5.3 kPa (40 mm Hg), sa interstitial fluid ang tension nito ay 8.0-10.7 kPa (60-80 mm Hg). Salamat sa mga gradient na ito, ang CO 2 na nabuo sa mga tisyu ay pumasa mula sa interstitial fluid patungo sa plasma ng dugo, at mula dito sa mga erythrocytes. Ang pagtugon sa tubig, ang CO 2 ay bumubuo ng carbonic acid: CO 2 + H 2 O<>H 2 CO 3. Ang reaksyong ito ay nababaligtad at sa mga tissue capillaries ay pangunahing napupunta sa pagbuo ng H 2 CO 3 (Larawan 8.8.A). Sa plasma, ang reaksyong ito ay nagpapatuloy nang dahan-dahan, ngunit sa mga erythrocytes, ang pagbuo ng carbonic acid sa ilalim ng impluwensya ng enzyme ay nagpapabilis sa reaksyon ng CO 2 hydration ng 15,000-20,000 beses. Ang carbonic acid ay naghihiwalay sa H + at HCO 3 ions. Kapag ang nilalaman ng HCO 3 ions ay tumaas, sila ay nagkakalat mula sa erythrocyte patungo sa plasma, at ang H + ions ay nananatili sa erythrocyte, dahil ang erythrocyte membrane ay medyo hindi natatagusan ng mga kasyon. Ang paglabas ng HCO 3 ions sa plasma ay balanse sa pamamagitan ng pagpasok ng mga chloride ions mula sa plasma. Kasabay nito, ang mga sodium ions ay inilabas sa plasma, na nakagapos ng HCO 3 ions na nagmumula sa erythrocyte, na bumubuo ng NaHCO 3 . Ang mga protina ng hemoglobin at plasma, na nagpapakita ng mga katangian ng mahina na mga acid, ay bumubuo ng mga asing-gamot sa mga erythrocytes na may potasa, at sa plasma na may sodium. Ang carbonic acid ay may mas malakas na acidic na mga katangian, samakatuwid, kapag ito ay nakikipag-ugnayan sa mga protina na asing-gamot, ang H + ion ay nagbubuklod sa protina anion, at ang HCO 3 ion na may kaukulang cation ay bumubuo ng bikarbonate (NaHCO 3 sa plasma, KHCO 3 sa erythrocyte).
Fig.8.8. Scheme ng mga prosesong nagaganap sa plasma at erythrocytes sa panahon ng pagpapalitan ng gas sa mga tisyu (A) at baga (B).Sa dugo ng mga capillary ng tissue, kasabay ng pagpasok ng CO 2 sa erythrocyte at ang pagbuo ng carbonic acid sa loob nito, ang oxygen ay inilabas ng oxyhemoglobin. Ang pinababang hemoglobin ay isang mas mahinang acid (i.e. isang mas mahusay na proton acceptor) kaysa sa oxygenated hemoglobin. Samakatuwid, ito ay mas madaling nagbubuklod sa mga hydrogen ions na nabuo sa panahon ng paghihiwalay ng carbonic acid. Kaya, ang pagkakaroon ng pinababang hemoglobin sa venous blood ay nagtataguyod ng CO2 binding, habang ang pagbuo ng oxyhemoglobin sa pulmonary capillaries ay nagpapadali sa pagpapalabas ng carbon dioxide.
Sa paglipat ng dugo CO 2 pinakamahalaga ay mayroon ding isang kemikal na bono ng CO 2 na may mga huling grupo ng amino ng mga protina ng dugo, ang pinakamahalaga sa kung saan ay globin sa komposisyon ng hemoglobin. Bilang resulta ng reaksyon sa globin, ang tinatawag na carbaminohemoglobin. Ang pinababang hemoglobin ay may higit na kaugnayan sa CO2 kaysa sa oxyhemoglobin. Kaya, ang dissociation ng oxyhemoglobin sa tissue capillaries ay nagpapadali sa pagbubuklod ng CO2, at sa mga baga, ang pagbuo ng oxyhemoglobin ay nagtataguyod ng pag-alis ng carbon dioxide.
Sa kabuuang halaga ng CO na maaaring makuha mula sa dugo, 8-10% lamang ng CO ang pinagsama sa hemoglobin. Gayunpaman, ang papel ng tambalang ito sa transportasyon ng CO 2 ng dugo ay medyo malaki. Humigit-kumulang 25-30% ng CO 2 na hinihigop ng dugo sa mga capillary ng isang malaking bilog ay pumapasok sa kumbinasyon ng hemoglobin, at sa mga baga ito ay pinalabas mula sa dugo.
Kapag ang venous blood ay pumasok sa mga capillary ng baga, ang boltahe ng CO 2 sa plasma ay bumababa at ang pisikal na natunaw na CO 2 sa loob ng erythrocyte ay inilabas sa plasma. Habang nangyayari ito, ang H 2 CO 3 ay nagiging CO 2 at tubig (Larawan 8.8. B), at pinapagana ng carbonic anhydrase ang reaksyong papunta sa direksyong ito. Ang H 2 CO 3 para sa naturang reaksyon ay inihahatid bilang resulta ng kumbinasyon ng HCO 3 ions na may hydrogen ions na inilabas mula sa bono na may mga anion ng protina.
Sa pamamahinga na may paghinga, 230 ml ng CO 2 bawat minuto o humigit-kumulang 15,000 mmol bawat araw ay inalis mula sa katawan ng tao. Dahil ang CO 2 ay isang "volatile" carbonic anhydride, kapag ito ay inalis sa dugo, humigit-kumulang katumbas na halaga ng mga hydrogen ions ang nawawala. Kaya naglalaro ang hininga mahalagang papel sa pagpapanatili balanse ng acid-base sa panloob na kapaligiran ng katawan. Kung, bilang isang resulta ng mga metabolic na proseso sa dugo, ang nilalaman ng mga hydrogen ions ay tumataas, kung gayon, dahil sa mga humoral na mekanismo ng regulasyon ng paghinga, ito ay humahantong sa isang pagtaas sa pulmonary ventilation. (hyperventilation). Sa kasong ito, ang CO 2 molecule na nabuo sa panahon ng reaksyon ng HCO 3 + H + -> H 2 CO 3 -> H 2 O + CO 2 ay output sa higit pa at ang pH ay bumalik sa normal.
Pagpapalitan ng mga gas sa pagitan ng dugo at mga tisyu
text_fields
text_fields
arrow_pataas
Pagpapalitan ng gas ng O 2 at CO 2 sa pagitan ng capillary blood malaking bilog at ang mga selula ng tisyu ay isinasagawa sa pamamagitan ng simpleng pagsasabog. Ang paglipat ng mga respiratory gas (O 2 - mula sa dugo patungo sa mga tisyu, CO 2 - sa kabaligtaran na direksyon) ay nangyayari sa ilalim ng pagkilos ng gradient ng konsentrasyon ng mga gas na ito sa pagitan ng dugo sa mga capillary at interstitial fluid. pagkakaiba ng boltahe Mga 2 sa magkabilang gilid ng dingding capillary ng dugo, na nagsisiguro sa pagsasabog nito mula sa dugo papunta sa interstitial fluid, ay umaabot sa 30 hanggang 80 mm Hg. (4.0-10.7 kPa). Ang pag-igting ng CO 2 sa interstitial fluid sa dingding ng capillary ng dugo ay 20-40 mm Hg. (2.7-5.3 kPa) higit pa kaysa sa dugo. Dahil ang CO 2 ay nagkakalat ng halos 20 beses na mas mabilis kaysa sa oxygen, ang pag-alis ng CO 2 ay mas madali kaysa sa pagbibigay ng oxygen.
Ang pagpapalitan ng gas sa mga tisyu ay apektado hindi lamang ng mga gradient ng boltahe ng mga respiratory gas sa pagitan ng dugo at interstitial fluid, kundi pati na rin ng lugar ng ibabaw ng palitan, ang laki ng diffusion distance at ang diffusion coefficient ng mga media kung saan ang ang mga gas ay inililipat. Ang diffusion path ng mga gas ay mas maikli, mas malaki ang density ng capillary network. Bawat 1 mm 3 ang kabuuang ibabaw ng capillary bed ay umaabot, halimbawa, 60 m 2 sa skeletal muscle, at 100 m 2 sa myocardium. Tinutukoy din ng diffusion area ang bilang ng mga erythrocytes na dumadaloy sa mga capillary bawat yunit ng oras, depende sa pamamahagi ng daloy ng dugo sa microvasculature. Ang paglabas ng O 2 mula sa dugo papunta sa tissue ay apektado ng convection ng plasma at interstitial fluid, pati na rin ang cytoplasm sa erythrocytes at tissue cells. Ang diffusing sa tissue O 2 ay kinakain ng mga cell sa proseso paghinga ng tissue, samakatuwid, ang pagkakaiba sa boltahe nito sa pagitan ng dugo, interstitial fluid at mga cell ay patuloy na umiiral, na tinitiyak ang pagsasabog sa direksyong ito. Sa pagtaas ng pagkonsumo ng oxygen sa tisyu, ang pag-igting nito sa dugo ay bumababa, na nagpapadali sa paghihiwalay ng oxyhemoglobin.
Ang dami ng oxygen na natupok ng mga tisyu, bilang isang porsyento ng kabuuang nilalaman nito sa arterial blood, ay tinatawag na oxygen utilization factor. Sa pahinga para sa buong katawan koepisyentkadahilanan ng paggamit ng oxygen ay tungkol sa 30-40%. Gayunpaman, sa parehong oras, ang pagkonsumo ng oxygen sa iba't ibang mga tisyu ay naiiba nang malaki, at ang koepisyent ng paggamit nito, halimbawa, sa myocardium, grey matter ng utak, atay, ay 40-60%. Sa pahinga kulay abong bagay ang utak (sa partikular, ang cerebral cortex) ay natupok bawat minuto mula 0.08 hanggang 0.1 ml O 2 bawat 1 g ng tissue, at sa puting bagay ng utak - 8-10 beses na mas kaunti. Sa cortical substance ng kidney, ang average na pagkonsumo ng O 2 ay halos 20 beses na mas malaki kaysa sa mga panloob na bahagi ng medulla ng bato. Sa matinding pisikal na Aktibidad O 2 utilization factor sa pamamagitan ng pagtatrabaho ng skeletal muscles at myocardium ay umabot sa 90%.
Ang oxygen na pumapasok sa mga tisyu ay ginagamit sa mga cellular oxidative na proseso na nagaganap sa subcellular level na may partisipasyon ng mga partikular na enzyme na nakaayos sa mga grupo sa mahigpit na pagkakasunud-sunod sa sa loob mga lamad ng mitochondrial. Para sa normal na kurso ng mga proseso ng oxidative metabolic sa mga cell, kinakailangan na ang boltahe ng O 2 sa rehiyon ng mitochondrial ay hindi bababa sa 0.1-1 mm Hg. (13.3-133.3 kPa).
Ang halagang ito ay tinatawagkritikal na pag-igting ng oxygen sa mitochondria.
Dahil ang tanging reserba ng O 2 sa karamihan ng mga tisyu ay ang pisikal na natunaw na bahagi nito, ang pagbawas sa supply ng O 2 mula sa dugo ay humahantong sa katotohanan na ang mga pangangailangan ng mga tisyu para sa O 2 ay hindi na nasiyahan, bubuo. gutom sa oxygen
at ang mga proseso ng oxidative metabolic ay bumabagal.
Ang tanging tissue kung saan mayroong isang depot ng O 2 ay kalamnan. Ang papel ng O 2 depot sa tissue ng kalamnan gumaganap ang pigment myoglobin, malapit sa istraktura sa hemoglobin at may kakayahang baligtarin ang pagbubuklod ng O 2 . Gayunpaman, ang nilalaman ng myoglobin sa mga kalamnan ng tao ay mababa, at samakatuwid ang dami ng nakaimbak na O ay hindi maaaring matiyak ang kanilang normal na paggana sa mahabang panahon. Ang affinity ng myoglobin para sa oxygen ay mas mataas kaysa sa hemoglobin: nasa boltahe na ng O, 3-4 mm Hg. 50% ng myoglobin ay napupunta sa oxymyoglobin, at sa 40 mm Hg. Ang myoglobin ay puspos ng O 2 hanggang 95%. Sa panahon ng pag-urong ng kalamnan, sa isang banda, ang mga pangangailangan ng enerhiya ng mga cell ay tumataas at ang mga proseso ng oxidative ay tumindi, sa kabilang banda, ang mga kondisyon para sa paghahatid ng oxygen ay lumala nang husto, dahil sa panahon ng pag-urong ang kalamnan ay nag-compress sa mga capillary at ang pag-access ng dugo sa pamamagitan ng mga ito ay maaaring huminto. Sa panahon ng pag-urong, ang O 2 ay natupok, na nakaimbak sa myoglobin sa panahon ng pagpapahinga ng kalamnan. Ito ay partikular na kahalagahan para sa patuloy na aktibong gumaganang kalamnan ng puso, dahil ang supply ng oxygen mula sa dugo ay pana-panahon. Sa panahon ng systole, bilang isang resulta ng isang pagtaas sa intramural pressure, ang daloy ng dugo sa basin ng kaliwa coronary artery bumababa at sa panloob na mga layer ng myocardium ng kaliwang ventricle ay maaaring maikling panahon huminto ng tuluyan. Kapag ang boltahe O 2 sa mga selula ng kalamnan ay bumaba sa ibaba 10-15 mm Hg. (1.3-2.0 kPa), ang myoglobin ay nagsisimulang maglabas ng O, na nakaimbak sa anyo ng oxymyoglobin sa panahon ng diastole. Ang average na nilalaman ng myoglobin sa puso ay 4 mg/g. Dahil ang 1 g ng myoglobin ay maaaring magbigkis ng hanggang sa humigit-kumulang 1.34 ml ng oxygen, sa mga kondisyong pisyolohikal Ang mga reserbang oxygen sa myocardium ay humigit-kumulang 0.005 ml bawat 1 g ng tissue. Ang dami ng oxygen na ito ay sapat upang mapanatili ang mga proseso ng oxidative sa myocardium sa loob lamang ng 3-4 s sa ilalim ng mga kondisyon ng kumpletong paghinto ng paghahatid nito sa pamamagitan ng dugo. Gayunpaman, ang tagal ng systole ay mas maikli, kaya ang myoglobin, na kumikilos bilang isang panandaliang O 2 depot, ay nagpoprotekta sa myocardium mula sa gutom sa oxygen.
Kung ang hayop ay may circulatory system, mayroong oxygen carrier sa dugo. Sa isang dissolved state, ang isang tao ay mayroon lamang 2% na oxygen sa arterial blood.
Ang lahat ng mga pigment - mga carrier ng oxygen ay mga organometallic compound, karamihan ay naglalaman ng Fe, ilang Cu.
Ang mga hemoglobin ay mga iron porphyrin (heme) na nakagapos sa globin (protina). Ang hemoglobin sa mga tao at mammal ay palaging matatagpuan sa mga espesyal na selula ng dugo, mga erythrocytes. Mahigit sa 90 mga uri ng hemoglobin, na naiiba sa mga bahagi ng protina, ay naitatag. Ang molekula ng hemoglobin ay binubuo ng ilang monomer, bawat isa ay naglalaman ng isang heme na nakakabit sa isang globin. Sa mga tao, ang hemoglobin ay naglalaman ng 4 na naturang monomer. Ang myoglobin ay naglalaman lamang ng 1 heme.
Ang heme ay kemikal na isang protoporphyrin na binubuo ng 4 na pyrrole ring na may iron atom sa gitna.
Ang oxygenation ng hemoglobin ay ang reversible na pagdaragdag ng oxygen sa ferrous (ferrous) iron sa mga halaga depende sa tensyon ng oxygen sa nakapalibot na espasyo.
Ang oxygen ay nakakabit sa bawat iron atoms ayon sa equation ng equilibrium
Sa pormal, walang pagbabago sa valency ng iron sa reaksyong ito. Gayunpaman, ang oxygenation ay sinamahan ng isang bahagyang paglipat ng isang electron mula sa ferrous na bakal patungo sa oxygen, at ang oxygen ay bahagyang nabawasan.
Maaaring magkaroon ng ibang valency value ang heme iron sa panahon ng pagbuo ng methemoglobin, kapag binago ng Fe ang valency at naging trivalent. Sa kasong ito, na may tunay na oksihenasyon ng bakal, ang hemoglobin ay nawawalan ng kakayahang magdala ng oxygen.
Ang heme sa molekula ng hemoglobin ay nakakabit ng iba pang mga molekula. Kung ito ay nakakabit ng carbon dioxide, ito ay tinatawag na carbohemoglobin. Kapag ang carbon monoxide ay idinagdag sa heme, ang carboxyhemoglobin ay nabuo. Ang affinity ng hemoglobin para sa CO ay 300 beses na mas mataas kaysa para sa O 2 . Samakatuwid, ang pagkalason sa carbon monoxide ay lubhang mapanganib. Kung ang nalanghap na hangin ay naglalaman ng 1% CO, maaaring mamatay ang mga mammal at ibon.
Ang arterial blood ay puspos ng oxygen ng 96-97%. Ang prosesong ito ay nangyayari nang napakabilis, sa loob lamang ng isang-kapat ng isang segundo sa alveolar capillaries.
Sa panitikan, kaugalian na suriin ang nilalaman ng oxygen sa dugo ayon sa tagapagpahiwatig kapasidad ng oxygen ng dugo.
Ang kapasidad ng oxygen ng dugo ay ang pinakamataas na dami ng oxygen na maaaring makuha ng 100 ML ng dugo.
Dahil ang 96% ng oxygen ay kasama ng hemoglobin, ang kapasidad ng oxygen ng dugo ay tinutukoy ng pigment na ito. Ito ay kilala na ang oxygen-binding capacity ng 1 g ng hemoglobin ay tinutukoy ng halaga ng 1.34 - 1.36 ml O 2 sa normal na presyon ng atmospera. Nangangahulugan ito na may nilalamang dugo na 15 g% Hb (at ito ay malapit sa average), ang kapasidad ng oxygen ay 1.34' [email protected] porsyento ng dami, iyon ay, para sa bawat 20 ml ng O 2 para sa bawat 100 ml ng dugo, o 200 ml ng O 2 bawat litro ng dugo. Ang 5 litro ng dugo (ang kabuuang kapasidad ng oxygen ng isang indibidwal na may 5 litro ng dugo sa sistema ng sirkulasyon) ay naglalaman ng 1 litro ng oxygen.
Ang reaksyon ng oxygenation ng hemoglobin ay mababalik
HHb 4 + 4O 2 \u003d HHb 4 (O 2) 4
O mas madaling Hb + O 2 \u003d HbO 2
Ito ay lumabas na sa pagsasagawa ay mas maginhawang pag-aralan ang prosesong ito kung i-plot natin ang pag-asa ng konsentrasyon ng HbО2 sa sample sa bahagyang presyon/tension ng oxygen. Ang mas maraming oxygen sa daluyan, mas ang ekwilibriyo sa reaksyon ay lumilipat patungo sa oxygenation, at vice versa.
Ang bawat halaga ng RO 2 ay tumutugma sa isang tiyak na porsyento ng HbO 2 . Sa mga halaga ng RO 2 na katangian ng arterial blood, halos lahat ng hemoglobin ay na-oxidized. Sa mga peripheral na tisyu, sa mababang halaga ng pag-igting ng oxygen, ang rate ng dissociation ng dissociation nito sa oxygen at hemoglobin ay tumataas.
Ang hemoglobin disociation curve ay makukuha sa bawat aklat-aralin.
Ang pagtatasa ng dissociation curve ng oxyhemoglobin ay nagpapakita na kapag ang oxygen pressure sa kapaligiran ay 60-100 mm Hg. (mga kondisyon ng kapatagan at ang pagtaas ng isang tao sa taas na hanggang 2 kilometro), ganap na nagaganap ang oxygen saturation ng dugo. Sa mga tisyu, ang pagpapalabas ng oxygen ay nagpapatuloy din nang kasiya-siya, sa mga presyon ng oxygen na humigit-kumulang 20 mm Hg.
Sa madaling salita, ang likas na katangian ng kurba ay nagbibigay ng impormasyon tungkol sa mga katangian ng sistema ng transportasyon.
Ang dissociation ng oxyhemoglobin ay nakasalalay hindi lamang sa bahagyang presyon ng oxygen sa mga tisyu, kundi pati na rin sa ilang iba pang mga kondisyon. Kapag ang carbon dioxide mula sa mga tisyu ay pumasok sa dugo, ang affinity ng hemoglobin para sa oxygen ay bumababa at ang dissociation curve ay lumilipat sa kanan. Ito ay direktang epekto ng Verigo-Bora. Ang epekto ng Verigo-Bohr ay nagpapabuti sa paghihiwalay ng oxyhemoglobin sa mga tisyu. Baliktad na epekto sinusunod sa mga baga, kung saan ang pagbabalik ng carbon dioxide ay humahantong sa isang mas kumpletong saturation ng hemoglobin na may oxygen. Ang epekto ay hindi dahil sa CO 2 mismo, ngunit sa pag-aasido ng kapaligiran sa panahon ng pagbuo ng carbonic acid (o ang akumulasyon ng lactic acid sa aktibong gumaganang mga kalamnan).
Ang oxygen sa dugo ay nasa dissolved form at kasama ng hemoglobin. Ang napakaliit na halaga ng oxygen ay natutunaw sa plasma; bawat 100 ml ng plasma ng dugo sa isang pag-igting ng oxygen (100 mm Hg) ay maaari lamang magdala ng 0.3 ml ng oxygen sa isang natunaw na estado. Ito ay malinaw na hindi sapat para sa buhay ng organismo. Sa ganitong nilalaman ng oxygen sa dugo at ang kondisyon ng kumpletong pagkonsumo nito ng mga tisyu, ang minutong dami ng dugo sa pahinga ay dapat na higit sa 150 l / min. Ang isa pang mekanismo ng paglipat ng oxygen sa pamamagitan ng kumbinasyon nito sa hemoglobin ay mahalaga.
Ang bawat gramo ng hemoglobin ay may kakayahang magbigkis ng 1.34 ml ng oxygen. Ang maximum na dami ng oxygen na maaaring maiugnay sa 100 ml ng dugo ay ang kapasidad ng oxygen ng dugo (18.76 ml o 19 vol%). Ang kapasidad ng oxygen ng hemoglobin ay isang halaga na sumasalamin sa dami ng oxygen na maaaring magbigkis sa hemoglobin kapag ito ay ganap na puspos. Ang isa pang indicator ng respiratory function ng dugo ay ang oxygen content sa dugo, na sumasalamin sa tunay na dami ng oxygen, parehong nakatali sa hemoglobin at pisikal na natunaw sa plasma.
Ang 100 ml ng arterial blood ay karaniwang naglalaman ng 19-20 ml ng oxygen, ang parehong dami ng venous blood ay naglalaman ng 13-15 ml ng oxygen, habang ang arterio-venous na pagkakaiba ay 5-6 ml.
Ang isang tagapagpahiwatig ng antas ng saturation ng hemoglobin na may oxygen ay ang ratio ng dami ng oxygen na nauugnay sa hemoglobin sa kapasidad ng oxygen ng huli. Ang saturation ng hemoglobin sa arterial blood na may oxygen sa malusog na mga indibidwal ay 96%.
Ang pagbuo ng oxyhemoglobin sa mga baga at ang pagbawi nito sa mga tisyu ay nakasalalay sa bahagyang pag-igting ng oxygen ng dugo: sa pagtaas nito, ang saturation ng hemoglobin na may pagtaas ng oxygen, na may pagbaba, bumababa ito. Ang ugnayang ito ay hindi linear at ipinahayag ng dissociation curve ng oxyhemoglobin, na may S-shape.
Ang oxygenated arterial blood ay tumutugma sa talampas ng dissociation curve, at ang desaturated na dugo sa mga tisyu ay tumutugma sa matarik na pagbaba ng bahagi nito. Ang banayad na pagtaas ng curve sa itaas na seksyon nito (ang zone ng mataas na pag-igting ng O 2) ay nagpapahiwatig na ang sapat na kumpletong saturation ng hemoglobin sa arterial blood na may oxygen ay nakasisiguro kahit na ang boltahe 0 2 ay bumababa sa 70 mm Hg.
Pagbaba ng boltahe O 2 mula 100 hanggang 15-20 mm Hg. Art. halos hindi nakakaapekto sa saturation ng hemoglobin na may oxygen (HbO; bumababa ito ng 2-3%). Sa mas mababang mga boltahe ng O 2, ang oxyhemoglobin ay mas madaling mag-dissociate (ang matarik na drop zone ng curve). Kaya, na may pagbaba sa boltahe 0 2 mula 60 hanggang 40 mm Hg. Art. Ang oxygen saturation ng hemoglobin ay bumababa ng humigit-kumulang 15%.
Ang posisyon ng oxyhemoglobin dissociation curve ay karaniwang quantitatively na ipinahayag ng bahagyang pag-igting ng oxygen, kung saan ang hemoglobin saturation ay 50%. Ang normal na halaga ng P50 sa temperatura na 37°C at pH 7.40 ay humigit-kumulang 26.5 mm Hg. st..
Ang dissociation curve ng oxyhemoglobin sa ilalim ng ilang partikular na kundisyon ay maaaring lumipat sa isang direksyon o iba pa, habang pinapanatili ang isang S-shape, sa ilalim ng impluwensya ng isang pagbabago:
3. temperatura ng katawan,
Sa gumaganang mga kalamnan, bilang resulta ng masinsinang metabolismo, ang pagbuo ng CO 2 at lactic acid ay tumataas, at ang produksyon ng init ay tumataas din. Ang lahat ng mga salik na ito ay binabawasan ang pagkakaugnay ng hemoglobin para sa oxygen. Sa kasong ito, ang dissociation curve ay lumilipat sa kanan, na humahantong sa isang mas madaling paglabas ng oxygen mula sa oxyhemoglobin, at ang posibilidad ng pagkonsumo ng oxygen ng mga tisyu ay tumataas.
Sa pagbaba ng temperatura, 2,3-DPG, pagbaba sa CO 2 tensyon at pagtaas ng pH, ang dissociation curve ay lumilipat sa kaliwa, ang affinity ng hemoglobin para sa oxygen ay tumataas, bilang isang resulta kung saan ang paghahatid ng oxygen sa mga tisyu ay bumababa. .
6. Transport ng carbon dioxide sa dugo. Ang carbon dioxide ay dinadala sa mga baga sa anyo ng bikarbonate at sa isang estado ng kemikal na pagbubuklod sa hemoglobin (carbohemoglobin).
Ang carbon dioxide ay isang metabolic na produkto ng mga selula ng tisyu at samakatuwid ay dinadala ng dugo mula sa mga tisyu patungo sa mga baga. Ang carbon dioxide ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa pagpapanatili ng antas ng pH sa panloob na kapaligiran ng katawan sa pamamagitan ng mga mekanismo ng balanse ng acid-base. Samakatuwid, ang transportasyon ng carbon dioxide sa pamamagitan ng dugo ay malapit na nauugnay sa mga mekanismong ito.
Sa plasma ng dugo, ang isang maliit na halaga ng carbon dioxide ay nasa isang dissolved state; sa PC0 2 = 40 mm Hg. Art. 2.5 ml/100 ml ng dugo carbon dioxide, o 5%, ay inilipat. Ang dami ng carbon dioxide na natunaw sa plasma ay tumataas nang linearly sa antas ng PC0 2 . Sa plasma ng dugo, ang carbon dioxide ay tumutugon sa tubig upang bumuo ng H + at HCO 3 . Ang pagtaas ng tensyon ng carbon dioxide sa plasma ng dugo ay nagdudulot ng pagbaba sa halaga ng pH nito. Ang pag-igting ng carbon dioxide sa plasma ng dugo ay maaaring mabago sa pamamagitan ng pag-andar ng panlabas na paghinga, at ang dami ng mga hydrogen ions o pH - sa pamamagitan ng mga buffer system ng dugo at HCO 3, halimbawa, sa pamamagitan ng paglabas sa kanila sa pamamagitan ng mga bato na may ihi. . Ang halaga ng pH ng plasma ng dugo ay nakasalalay sa ratio ng konsentrasyon ng carbon dioxide na natunaw dito at mga bicarbonate ions. Sa anyo ng bikarbonate, ang plasma ng dugo, i.e., sa isang estado na nakagapos sa kemikal, ay nagdadala ng pangunahing halaga ng carbon dioxide - mga 45 ml / 100 ml ng dugo, o hanggang sa 90%. Ang mga erythrocytes sa anyo ng isang carbamic compound na may mga protina ng hemoglobin ay nagdadala ng humigit-kumulang 2.5 ml / 100 ml ng dugo ng carbon dioxide, o 5%. Ang transportasyon ng carbon dioxide ng dugo mula sa mga tisyu patungo sa mga baga sa mga pormang ito ay hindi nauugnay sa hindi pangkaraniwang bagay ng saturation, tulad ng sa transportasyon ng oxygen, ibig sabihin, mas maraming carbon dioxide ang nabuo, mas malaki ang halaga nito ay dinadala mula sa tissue sa baga. Gayunpaman, mayroong isang curvilinear na relasyon sa pagitan ng bahagyang presyon ng carbon dioxide sa dugo at ang dami ng carbon dioxide na dinadala ng dugo: ang carbon dioxide dissociation curve.
Ang papel ng mga erythrocytes sa transportasyon ng carbon dioxide. Holden effect.
Sa dugo ng mga capillary ng mga tisyu ng katawan, ang pag-igting ng carbon dioxide ay 5.3 kPa (40 mm Hg), at sa mga tisyu mismo - 8.0-10.7 kPa (60-80 mm Hg). Bilang isang resulta, ang CO 2 ay nagkakalat mula sa mga tisyu patungo sa plasma ng dugo, at mula dito sa mga erythrocytes kasama ang CO 2 na bahagyang gradient ng presyon. Sa erythrocytes, ang CO 2 ay bumubuo ng carbonic acid na may tubig, na naghihiwalay sa H + at HCO 3. (C0 2 + H 2 0 \u003d H 2 CO 3 \u003d H + + HCO 3). Ang reaksyong ito ay mabilis na nagpapatuloy, dahil ang CO 2 + H 2 0 \u003d H 2 CO 3 ay na-catalyzed ng enzyme carbonic anhydrase ng erythrocyte membrane, na nakapaloob sa kanila sa mataas na konsentrasyon.
Sa mga erythrocytes, ang dissociation ng carbon dioxide ay patuloy na nagpapatuloy habang ang mga produkto ng reaksyong ito ay nabuo, dahil ang mga molekula ng hemoglobin ay kumikilos bilang isang buffer compound, na nagbubuklod ng mga positibong sisingilin na hydrogen ions. Sa mga erythrocytes, habang ang oxygen ay inilabas mula sa hemoglobin, ang mga molekula nito ay magbubuklod sa mga hydrogen ions (C0 2 + H 2 0 \u003d H 2 C0 3 \u003d \u003d H + + HCO 3), na bumubuo ng isang compound (Hb-H +) . Sa pangkalahatan, ito ay tinatawag na Holden effect, na humahantong sa isang pagbabago sa oxyhemoglobin dissociation curve sa kanan sa kahabaan ng x axis, na binabawasan ang affinity ng hemoglobin para sa oxygen at nag-aambag sa isang mas masinsinang paglabas nito mula sa mga pulang selula ng dugo patungo sa mga tissue. Kasabay nito, bilang bahagi ng Hb-H + compound, humigit-kumulang 200 ml ng CO 2 ang dinadala sa isang litro ng dugo mula sa mga tisyu patungo sa mga baga. Ang dissociation ng carbon dioxide sa mga erythrocytes ay maaaring limitado lamang ng buffer capacity ng mga molekulang hemoglobin. Nabuo sa loob ng mga erythrocytes bilang isang resulta ng dissociation ng CO 2, ang mga HCO3 ions ay inalis mula sa mga erythrocytes papunta sa plasma sa tulong ng isang espesyal na protina ng carrier ng erythrocyte membrane, at ang mga Cl - ions ay pumped sa kanilang lugar mula sa plasma ng dugo. (ang "chlorine" shift phenomenon). Ang pangunahing papel ng reaksyon ng CO 2 sa loob ng erythrocytes ay ang pagpapalitan ng Cl - at HCO3 ions sa pagitan ng plasma at ng panloob na kapaligiran ng mga erythrocytes. Bilang resulta ng palitan na ito, ang mga produkto ng dissociation ng carbon dioxide H + at HCO3 ay dadalhin sa loob ng erythrocytes sa anyo ng isang compound (Hb-H +), at sa plasma ng dugo sa anyo ng mga bicarbonate.
Ang mga erythrocytes ay kasangkot sa transportasyon ng carbon dioxide mula sa mga tisyu patungo sa mga baga, dahil ang C0 2 ay bumubuo ng isang direktang kumbinasyon sa - NH 2 -mga pangkat ng mga subunit ng protina ng hemoglobin: C0 2 + Hb -> HbC0 2 o isang carbamic compound. Ang transportasyon ng CO 2 sa dugo sa anyo ng isang carbamic compound at hydrogen ions ng hemoglobin ay nakasalalay sa mga katangian ng mga molekula ng huli; ang parehong mga reaksyon ay dahil sa bahagyang presyon ng oxygen sa plasma ng dugo batay sa epekto ng Holden.
V sa dami ang transportasyon ng carbon dioxide sa dissolved form at sa anyo ng isang carbamic compound ay bale-wala kumpara sa transport nito ng CO 2 sa dugo sa anyo ng bicarbonates. Gayunpaman, sa panahon ng pagpapalitan ng gas ng CO 2 sa mga baga sa pagitan ng dugo at hangin ng alveolar, ang dalawang anyo na ito ay nagiging pangunahing kahalagahan.
Kapag ang venous blood ay bumalik mula sa mga tisyu patungo sa baga, ang CO 2 ay kumakalat mula sa dugo papunta sa alveoli at ang PC0 2 sa dugo ay bumababa mula sa 46 mm Hg. Art. (venous blood) hanggang 40 mm Hg. ( arterial na dugo). Kasabay nito, sa halaga ng kabuuang halaga ng CO 2 (6 ml/100 ml ng dugo) na nagkakalat mula sa dugo papunta sa alveoli, ang proporsyon ng natunaw na anyo ng CO 2 at mga carbamic compound ay nagiging mas makabuluhan kumpara sa bikarbonate. . Kaya, ang proporsyon ng dissolved form ay 0.6 ml/100 ml ng dugo, o 10%, carbamin compounds - 1.8 ml/100 ml ng dugo, o 30%, at bicarbonates - 3.6 ml/100 ml ng dugo, o 60% .
Sa mga erythrocytes ng mga capillary ng baga, dahil ang mga molekula ng hemoglobin ay puspos ng oxygen, ang mga hydrogen ions ay nagsisimulang ilabas, ang mga carbamic compound ay naghihiwalay, at ang HCO3 ay muling nagiging CO 2 (H + + HCO3 \u003d \u003d H 2 CO 3 \ u003d CO 2 + H 2 0), na inilalabas sa pamamagitan ng diffusion sa pamamagitan ng mga baga kasama ang gradient ng bahagyang pressures nito sa pagitan venous blood at alveolar space. Kaya, ang erythrocyte hemoglobin ay gumaganap ng isang pangunahing papel sa transportasyon ng oxygen mula sa mga baga patungo sa mga tisyu, at carbon dioxide sa kabaligtaran na direksyon, dahil ito ay may kakayahang magbigkis sa 0 2 at H +.
Sa pamamahinga, humigit-kumulang 300 ml ng CO 2 ang inaalis mula sa katawan ng tao sa pamamagitan ng mga baga kada minuto: 6 ml / 100 ml ng dugo x 5000 ml / min ng minutong dami ng sirkulasyon ng dugo.
7. Regulasyon sa paghinga. Respiratory center, mga departamento nito. Automation sentro ng paghinga.
Kilalang-kilala na panlabas na paghinga patuloy na nagbabago iba't ibang kondisyon ang mahahalagang aktibidad ng organismo.
Pangangailangan sa paghinga. Aktibidad functional na sistema Ang paghinga ay palaging napapailalim sa kasiyahan ng mga pangangailangan sa paghinga ng katawan, na sa sa isang malaking lawak tinutukoy ng metabolismo ng tissue.
Kaya, sa panahon ng muscular work, kumpara sa pahinga, ang pangangailangan para sa oxygen at ang pag-alis ng carbon dioxide ay tumataas. Upang mabayaran ang tumaas na pangangailangan sa paghinga, ang intensity ng pulmonary ventilation ay tumataas, na ipinahayag sa isang pagtaas sa dalas at lalim ng paghinga. Ang papel ng carbon dioxide. Ipinakita ng mga eksperimento sa hayop na ang labis na carbon dioxide sa hangin at dugo (hypercapnia) ay nagpapasigla sa pulmonary ventilation sa pamamagitan ng pagtaas at pagpapalalim ng paghinga, na lumilikha ng mga kondisyon para sa pag-alis ng labis nito sa katawan. Sa kabaligtaran, ang pagbaba sa bahagyang presyon ng carbon dioxide sa dugo (hypocapnia) ay nagdudulot ng pagbaba sa pulmonary ventilation hanggang sa kumpletong paghinto ng paghinga (apnea). Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay sinusunod pagkatapos ng di-makatwirang o artipisyal na hyperventilation, kung saan ang carbon dioxide ay inalis mula sa katawan nang labis. Bilang resulta, kaagad pagkatapos ng matinding hyperventilation, nangyayari ang respiratory arrest - posthyperventilation apnea.
Ang papel ng oxygen. Ang kakulangan ng oxygen sa atmospera, ang pagbaba sa bahagyang presyon nito kapag humihinga sa mataas na altitude sa isang rarefied na kapaligiran (hypoxia) ay nagpapasigla din sa paghinga, na nagiging sanhi ng pagtaas ng lalim at lalo na ang dalas ng paghinga. Bilang resulta ng hyperventilation, ang kakulangan ng oxygen ay bahagyang nabayaran.
Ang labis na oxygen sa kapaligiran (hyperoxia), sa kabaligtaran, ay binabawasan ang dami ng bentilasyon ng baga.
Sa lahat ng mga kaso, ang bentilasyon ay nagbabago sa direksyon na nag-aambag sa pagpapanumbalik ng binagong gas na estado ng katawan. Ang proseso, na tinatawag na regulasyon ng paghinga, ay upang patatagin ang mga parameter ng paghinga sa mga tao.
Sa ilalim ng pangunahing sentro ng paghinga maunawaan ang kabuuan ng mga neuron ng tiyak na respiratory nuclei ng medulla oblongata.
Kinokontrol ng respiratory center ang dalawang pangunahing pag-andar; motor, na nagpapakita ng sarili sa anyo ng pag-urong ng mga kalamnan sa paghinga, at homeostatic, na nauugnay sa pagpapanatili ng katatagan panloob na kapaligiran ng katawan sa panahon ng pagbabago sa nilalaman nito ng 0 2 at CO 2 Ang motor, o motor, na function ng respiratory center ay upang makabuo ng respiratory rhythm at pattern nito. Salamat sa function na ito, ang pagsasama ng paghinga sa iba pang mga function ay isinasagawa. Sa ilalim ng pattern ng paghinga, ang isa ay dapat mangahulugan ng tagal ng paglanghap at pagbuga, ang halaga ng tidal volume, ang minutong dami ng paghinga. Ang homeostatic function ng respiratory center ay nagpapanatili ng mga matatag na halaga ng mga respiratory gas sa dugo at extracellular fluid ng utak, umaangkop function ng paghinga sa mga kondisyon ng binagong kapaligiran ng gas at iba pang mga kadahilanan sa kapaligiran.