Кровь насыщенная углекислым газом называется: ВОПРОС-Кровь насыщенная углекислым газом а).артериальная б).венозная в).смешанная

Как устроено сердце — ЗдоровьеИнфо

Основная функция сердечно-сосудистой системы – снабжать организм кислородом и освобождать его от продуктов обмена, в том числе углекислого газа. Каковы его строение и как осуществляется кровоснабжение?

Сердце – полый мышечный орган – расположено в середине грудной клетки. Правый и левый отделы сердца имеют две верхние (предсердия) и две нижние (желудочки) камеры. Притекая к сердцу, кровь поступает в предсердия, из них попадает в желудочки, а оттуда выбрасывается в крупные артерии. Движение крови в одном направлении обеспечивают клапаны, имеющиеся в каждом желудочке на пути оттока и притока.

Сердечно-сосудистая система выполняет эти функции, собирая бедную кислородом кровь со всего организма и направляя в легкие, где она обогащается кислородом и освобождается от углекислого газа. Затем насыщенная кислородом кровь переносится из легких в органы и ткани всего организма.

Функция сердца 

При каждом сердечном цикле каждая камера сердца рас­слабля­ется (в это время происходит ее наполнение) и затем сокращается, выбрасывая кровь. Сокращение желудочков и предсердий называется систолой, а расслабление – диастолой. Оба предсердия расслабляются и сокращаются одновременно, так же и оба желудочка расслабляются и сокращаются одновременно.

Так устроена система кровообращения. Бедная кислородом и насыщенная углекислым газом кровь от органов по­ступает по двум крупным венам (полым венам) в правое предсердие. После того как эта камера наполняется, кровь поступает в правый желудочек. Наполнившись, он выбрасывает кровь через пульмональный клапан в легочные артерии, веду­щие к легким. Там кровь движется по капиллярам, окружаю­щим легочные альвеолы, обогащается кислородом и избавля­ет­­ся от углекислого газа, который человек выдыхает. Обогащенная кислородом кровь поступает по легочным венам в ле­вое предсердие. Этот круг кровообращения между правыми­ ка­мерами сердца, легкими и левым предсердием называется ма­лым кругом. Когда наполняется левое предсердие, обогащенная кислородом кровь поступает в левый желудочек. На­полнившись, он выбрасывает кровь через аортальный клапан­ в аорту – самую крупную артерию нашего организма. Эта кровь, богатая кислородом, направляется ко всем органам. От них по венам кровь возвращается в правое предсердие. Круг кровообращения между левым желудочком, органами тела и правым предсердием называется большим кругом.

 

Кровеносные сосуды

Система кровообращения включает кровеносные сосуды: артерии, артериолы, капилляры, венулы и вены. Артерии, элас­тичные и прочные, несут кровь от сердца и способны выдерживать высокое давление. Их эластичность позволяет под­дер­живать артериальное давление между сердечными со­кра­щениями. Артерии мелкого калибра и артериолы имеют мышечный слой в стенках, который регулирует их диаметр, снижая или увеличивая кровоток в той или иной области. ­Ка­пилляры – это мелкие, с очень тонкой стенкой сосуды, ко­торые служат «мостиком» между артериями, несущими кровь от сердца, и венами, по которым кровь возвращается в сердце. Благодаря капиллярам кислород и питательные ­вещества могут поступать из крови в ткани, а продукты обмена – из тканей в кровь. Капилляры переходят в венулы, а те, в свою очередь, – в вены, по которым кровь вновь идет к сердцу. Стенки вен тонкие, но их диаметр в среднем больше, чем у артерий, поэтому тот же объем крови проходит по венам с меньшей скоростью и под значительно меньшим давлением.­ В венах имеются клапаны, предотвращающие обратный ток крови.

 

Кровоснабжение сердца

Мышечная ткань сердца (миокард) получает часть выбрасываемой сердцем артериальной крови. Система артерий и вен (коронарная система) снабжает миокард богатой кислородом кровью и возвращает бедную кислородом кровь в правое предсердие. Правая и левая коронарные артерии отходят от аорты. Вены сердца собирают кровь в коронарный синус, из которого она возвращается в правое предсердие. Из-за большого давления, создаваемого сердцем во время сокращения, большая часть крови протекает через коронарную систему во время расслабления сердца между ударами (в диастолу желудочков).

Уроку №2 1 Как называется кровь насыщенная кислородом? А артериальная; б венозная; в -свернувшаяся

КОНТРОЛЬ К УРОКУ №2
1) Как называется кровь насыщенная кислородом?

А — артериальная;

Б — венозная;

В -свернувшаяся;

2) Как называется кровь бедная кислородом, но насыщенная углекислым газом?(см. ответы А-Г на первый вопрос)

3) Сколько кругов кровообращения есть у человека?

А — один;

Б — два;

В — три;

Г- четыре.

4) Из скольких камер состоит сердце?

А — один;

Б — два;

В -три;

Г — четыре.

5) Представьте себе, что меченый эритроцит в этот момент находится в легочной артерии и двинулся вперед, причем он в пути не разрушится и нигде не задержится. Мысленно проследите и запишите последовательно, какой путь (через какие кровеносные сосуды, органы и отделы сердца) пройдет меченый эритроцит с кровью до возвращения в исходную точку — легочную артерию.

6) Из перечня сосудов (I — IV) выберите ответы на вопросы (1 — 12) и зашифруйте их:

I Артерии.

II Вены.

III Капилляры.

IV Аорта.

1. 
   Самые мелкие тонкие кровеносные сосуды.
   
2. 
   Несут кровь от сердца.
   
3. 
   Стенки состоят из одного слоя клеток.
   
4. 
   Стенки тонкие и мягкие.
   
5. 
   Прощупывается пульс.
   
6. 
   Даже при уколе иглой вытекает кровь.
   
7. 
   Кровеносный сосуд с самыми толстыми и эластичными стенками.
   
8. 
   Несут кровь к сердцу.
   
9. 
   Сосуды с плотными упругими эластичными стенками.
   
10. 
    Место обмена веществ между кровью и тканями.
    
11. 
    Выносит кровь из левого желудочка.
    
12. 
    Видны на тыльной стороне руки.
    

7) Укажите отличия венозного и артериального кровотечений.

8) Какой путь (через лёгкие сосуды и отделы сердца) пройдёт с кровью до мышц нижних конечностей лекарство, если его ввести в вену руки? Ответ запишите в виде схемы.

9) Какие кровеносные сосуды называют артериями?

А — несущие в себе артериальную кровь;

Б — несущие в себе венозную кровь;

В — несущие кровь от сердца;

Г — несущие кровь к сердцу.

10) Какие кровеносные сосуды называют венами?(смотри варианты ответов в 9 вопросе)

11) Какие кровеносные сосуды относятся к малому кругу кровообращения?

А — сосуды ног;

Б — сосуды печени;

В — сосуды рук;

Г-сосуды головы;

Д — сосуды лёгких;

Е — сосуды желудка и кишечника.

12) У человека полный круг кровообращения в среднем совершается за 25 секунд. По малому кругу кровообращения кровь проходит в 4 раза быстрее, чем по большому.

За какой отрезок времени кровь преодолевает большой круг кровообращения (А), а за какой малый (Б)?

13) Величина давления неодинаковая в разных желудочках. В каком желудочке (правом или левом) давление больше и какой в этом биологический смысл?

14) При сокращении предсердий кровь устремляется в желудочки. Почему кровь при этом не забрасывается обратно в вены, по которым она попала в предсердие?

15) Что такое варикозное расширение вен? Его причины меры профилактики.

16) Что такое пульс?

17) У кого частота сердечных сокращений больше у взрослого человека или у новорождённого? Чем это можно объяснить?

18) Опишите методику измерения кровяного давления. Продемонстрируйте на

практике.

19) Что такое гипертония?

20) Что такое гипотония?

Сердечно-сосудистая система человека

Основная функция системы кровообращения — снабжение кровью органов и тканей, обеспечение непрерывного движения крови по сосудам. Кровь доставляет к клеткам организма кислород и питательные вещества и выводит из них продукты распада. Особенно чувствительны к недостатку кислорода клетки мозга. Прекращение движения крови по кровеносным сосудам даже на короткое время является смертельно опасным для организма.

Сердце расположено в грудной клетке позади грудины и перед пищеводом. С обеих сторон от сердца расположены легкие.

СТРОЕНИЕ СЕРДЦА

Сердце является полым мышечным органом. Его верхушка направлена вниз и влево. Снаружи сердце покрыто перикардом — фиброзной оболочкой, которая предотвращает его трение при сокращениях. Стенки сердца состоят из трех слоев: эпикарда (внешний), миокарда (средний) и эндокарда

(внутренний).

Сердце человека четырехкамерное. В сердце различают рабочую мускулатуру и специальную ткань, в которой возникает и проводится возбуждение. Благодаря способности к возбудимости сердце можно «завести» после его остановки. При возникновении возбуждения в каком-либо участке сердца оно распространяется по всей сердечной ткани. Это свойство называется проводимостью. Возбуждение сердечной мышцы приводит к ее сокращению, благодаря чему и происходит перекачивание крови в организме.

СЕРДЕЧНЫЙ ЦИКЛ

Началом сердечного цикла принято считать сокращение предсердий. Оно длится около 0,1 секунды. В этот период кровь из предсердий выталкивается в расслабленные желудочки. После поступления крови в желудочки они начинают сокращаться, выбрасывая кровь в кровеносные сосуды. Желудочки сокращаются примерно за 0,3 секунды. Потом наступает фаза общего расслабления длительностью около 0,4 сек., когда в состоянии покоя находятся и предсердия, и желудочки. Такого периода отдыха достаточно для того, чтобы сердечная мышца полностью восстановила работоспособность.

КРОВЕНОСНЫЕ СОСУДЫ

От сердца кровь движется по артериям. Это самые крупные кровеносные сосуды, они способны выдерживать большое давление крови. Большие артерии разветвляются на более мелкие, а те делятся на артериолы. Из артериол кровь попадает в мелкие капилляры. Именно в капиллярах и происходит обмен веществ между кровью и клетками организма. Кровь, насыщенная углекислым газом и продуктами распада органических веществ, из капилляров собирается в венулы, затем в более крупные сосуды —

вены, по которым она и возвращается в сердце. Выделяют большой и малый круг кровообращения.

МАЛЫЙ КРУГ КРОВООБРАЩЕНИЯ

Из правого желудочка венозная кровь через легочную артерию поступает в более мелкие артерии, а из них — в легочные капилляры. В них происходит газообмен: кислород из легких переходит в кровь, а углекислый газ — в легкие. После насыщения кислородом кровь становится артериальной и по легочным венам возвращается в левое предсердие.

БОЛЬШОЙ КРУГ КРОВООБРАЩЕНИЯ

Артериальная кровь выталкивается из левого желудочка в аорту. Далее, проходя по артериям и артериолам, она попадает в капилляры, через которые кислород и питательные вещества попадают в клетки организма. В свою очередь, из клеток углекислый газ и продукты распада органических веществ переходят в кровь и она становится венозной. По венулам и венам кровь возвращается к сердцу — в правое предсердие.

АРТЕРИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ

Движение крови по сосудам возможно благодаря разнице давлений в начале и в конце большого и малого круга кровообращения. Артериальное давление измеряют на плечевой артерии с помощью манометра. В норме оно составляет 120 ± 10 мм рт. ст. во время сокращения сердца и 70 ± 10 мм рт. ст. при расслаблении сердечной мышцы. Кровеносные сосуды в норме находятся в некотором тонусе. При увеличении тонуса сосуды сужаются, и давление увеличивается. Состояние повышенного кровяного давления называют

гипертонией. При уменьшении тонуса сосудов давление понижается — состояние гипотонии. Оба эти состояния негативно сказываются на работе других систем организма.

АРТЕРИАЛЬНЫЙ ПУЛЬС

Выброс крови из сердца вызывает колебание стенок артерий. Такие колебания называют артериальным пульсом. Там, где крупные артерии расположены близко к поверхности тела, колебания их стенок легко можно прощупать пальцами. Лучше всего пульс прощупывается на внутренней стороне запястья, на висках, на шее. По пульсу можно определить частоту сердечных сокращений. Частота пульса у взрослого человека составляет примерно 60–75 уд/мин.

Отравление океанов углекислым газом может привести к измельчанию морской фауны — Наука

Попадающие в атмосферу парниковые газы приводят к повышению ее температуры. Если же эти вещества попадают в воду, то там они вступают в реакцию с другими химическими элементами и губят живые организмы. Процесс отравления воды углекислым газом, попадающим туда из атмосферы Земли, и сопутствующее ему снижение уровня рН называется закислением океана. Процессы отравления воды углекислотой в прошлом оказывали существенное влияние на фауну Земли. Так, недавно международная группа ученых из Великобритании, Австрии и Германии заявила, что закисление океана, произошедшее около 252 млн лет назад из-за массовых извержений вулканов, запустило самую смертоносную фазу пермского вымирания, в результате которого погибло более 90% видов обитателей морей и примерно две трети наземных животных. Статья исследователей была опубликована в журнале Science.

Закисление океана оказывало на морскую фауну и другое влияние, производя так называемый «эффект лилипута» (постепенное уменьшение размеров тела обитателей океанов из-за ухудшения качества воды и содержания в ней питательных веществ). Группа исследователей, результаты работы которых были опубликованы в журнале Nature, решили выяснить, сохраняется ли этот эффект в наши дни. Для этого ученые взяли образцы двух представителей брюхоногих моллюсков — Cyclope neritea и Nassarius corniculum, обитающих в насыщенной углекислым газом воде около итальянского острова Вулькано в Тирренском море. Результаты работы показали, что размер тела моллюсков действительно меньше, чем размеры их родственников, обитающих в более чистой воде с нормальным уровнем рН. Кроме того, организм моллюсков выработал отличные от других брюхоногих схемы потребления и выработки энергии.

Ученые утверждают, что их выводы не только подтверждают действительность «эффекта лилипута» для прошлых эпох, но и свидетельствуют о том, что он до сих пор действует. Если учесть, что, согласно отчету Всемирной метеорологической организации от 2014 года, текущая скорость повышения кислотности океана является максимальной за последние 300 тыс. лет, не исключено, что в дальнейшем представители морской фауны будут и дальше уменьшаться в размерах.

Крокодил переключает сердце для переваривания жертвы целиком

Если крокодилу не удастся быстро переварить съеденное (в том числе и кости жертвы), он рискует умереть. Молодняк погибнет от хищников, не имея возможности передвигаться, более взрослые особи могут умереть что называется изнутри (пища сгниёт прямо в желудке от бесчисленного количества расплодившихся бактерий).

Поэтому природа наградила этих гигантов «быстрым» пищеварением. Секрет столь рекордной скорости переваривания, как ни странно, кроется в клапане сердца.

Кровеносная система крокодилов среди пресмыкающихся является наиболее совершенной. Она характеризуется полным разделением левого и правого желудочков сердца, при этом у крокодилов сохраняются обе дуги аорты. Правая дуга аорты несёт артериальную кровь к голове, мышцам тела и ко всем органам, нуждающимся в крови богатой кислородом. Левая дуга аорты переходит в артерию, снабжающую кровью кишечник.

Работу сердечного клапана регулирует нервная система. Получая сигнал от желудка, клапан «переключает» направление движения крови. В результате насыщенная углекислым газом кровь перенаправляется вместо лёгких к пищеварительной системе. Там CO2 (концентрация которого весьма велика) используется для выработки желудочного сока со скоростью, превышающей нормальную (для млекопитающих) примерно в 10 раз.

Данная «система» есть и у крокодилов, и у аллигаторов, и у прочих представителей отряда крокодиловых.

Более того, уже много лет учёным известно, что крокодилы способны пропускать кровь мимо лёгких. Однако до сих пор выдвигались лишь догадки, для чего им это необходимо, рапортует пресс-релиз университета.

Колин и её коллеги наконец подтвердили одно из таких предположений в ходе эксперимента с миссисипскими аллигаторами.

«Некоторые до сих пор придерживались гипотезы, что клапан помогает при длительном плавании под водой», — добавляет Фармер.

В ходе данного исследования зоологам удалось хирургическом путём остановить работу сердечного клапана, и некоторые особи не смогли пускать кровь в обход лёгких. Учёные измерили уровни выработки желудочного сока и выяснили, что у тех особей, сердечный клапан которых работает нормально, производится значительно больше кислоты.

Чем больше крови, перенасыщенной диоксидом углерода, подходит к желудку крокодила, тем больше кислоты вырабатывается, тем быстрее заканчивается процесс переваривания пищи.

Кроме того, благодаря большому количеству желудочного сока крокодилы становятся способными переваривать кости.

«Эти хищники едят редко, переваренная пища порциями поступает из желудка в кишечник. Именно поэтому в ходе эволюции у них данная черта сохранилась», — поясняет Фармер.

Так как многие рептилии имеют подобную «отводящую систему», Фармер предполагает, что та же функция будет обнаружена у тёмного тигрового питона (Python molurus bivittatus), который способен проглотить жертву даже большего веса, чем он сам. Но пока исследование сложно осуществить технически.

Источник: MEMBRANA.RU

ГКОУ «Школа-интернат № 6» с. Краснохолм

10.11.2020.

Биология 9 класс.

Тема: Органы кровообращения.

Сегодня на уроке мы переходим к следующему разделу «Сердечно-сосудистая система», тема урока «Органы кровообращения». Запишите в тетрадях число и тему урока.

Учитель: Следовательно, нам природа дала самый совершенный и эффективный тип кровеносной системы. Наша задача в течение жизни сохранить и сберечь свое здоровье, главное условие долголетия и главное богатство человека.

Непрерывное движение крови по замкнутой сердечно-сосудистой системе называют кровообращением.

-Какие органы относятся к органам сердечно-сосудистой системы?

Правильно Органами кровообращения являются сердце и кровеносные сосуды.

Рассказ учителя: Сердце 4-х камерное. Разделено сплошной перегородкой на правую и левую половину. Каждая половина предсердие и желудочек. Сердце полый мышечный орган. Находится в околосердечной сумке. Внутренняя поверхность околосердечной сумки выделяет жидкость увлажняющую сердце и уменьшающую трение при сокращениях. Эпикард – наружный слой состоит из соединительной ткани. Миокард – это сердечная мышца, обладает способностью сокращаться независимо от воли человека.

Сравните толщину станок всех отделов сердца и сделайте выводы (связь нагрузки и толщины сердечной мышцы).

Сколько слоёв имеет сердце?

Вспомните слои кровеносных сосудов? стр. 147

5,6) Какие сосуды от сердца и к сердцу?

Вывод. Сердце имеет те же слои, что и кровеносные сосуды.

«Чем можно объяснить большую работоспособность сердца?»

(В сердце чрезвычайно интенсивно протекают обменные процессы, так как клетки мышечной ткани содержат много митохондрий и ткань хорошо снабжена кровью: масса тела составляет 0,5% от массы тела, при этом 10% крови, выбрасываемой аортой, идет в коронарные, или венечные, сосуды, питающие само сердце; благодаря сложным смыканием поперечнополосатых клеток сердечная мышца сокращается не отдельными пучками, а сразу вся: сначала у предсердий, а затем у желудочков.)

Вывод. Высокая работоспособность сердца обусловлена:

— Высоким уровнем обменных процессов, происходящих в нём.

— Усиленным снабжением его мышц кровью.

— Строгим ритмом его деятельности.

Строение сердца. Сердце – это полый мышечный орган, имеющий форму конуса расположенный в левой части грудной полости на уровне второго – пятого ребер. Находится в околосердечной сумке, в которой содержится небольшое количество жидкости. Она увлажняет поверхность сердца и уменьшает трение во время его сокращений. Масса сердца взрослого человека 250– 300 грамм.

Таким образом, что мы поняли?

Дети отвечают: Что кровь течет из предсердий в желудочки, а из желудочков в артерии.

Кровеносные сосуды.

3 вида сосудов: артерии вены и капилляры.

Артерии — сосуды несущие кровь от сердца к органам. Артерии несут артериальную кровь, которая обогащена кислородом, лишь легочная артерия несет венозную кровь к легким. Артериальная кровь имеет алый цвет.

Их стенки имеют 3 слоя. 1 наружный придает сосудам прочность, эластичность, способствует их расширению и сужению. Средний слоя состоит из гладких мышечных волокон, сокращаясь и расслабляясь, они регулируют диаметр просвета сосудов. 3слой внутренний или эндотелий состоит из клеток.

Самая крупная артерии в организме человека — аорта именно с нее начинается движение насыщенной кислородом крови. Она начинается с левого желудочка и разветвляется на артерии. Артерии по мере отдаления от сердца превращаются в артериолы, которые затем переходят в капилляры

Капилляры самые тонкие кровеносные сосуды. Они образуют разветвленную сеть, пронизывающие все органы нашего тела.

Стенки их состоят одного слоя плоских клеток. Через них легко проникают различные вещества (кислород углекислый газ) из крови в ткани, а из тканей в кровь. А почему легко проникают??

(Капилляры сосуды осуществляющие газообмен и обмен веществ).

Самая густая сеть капилляров находится в мышцах. Число капилляров у человека 2 млрд. Перемещаясь по капиллярам артериальная кровь превращается в венозную и поступает в вены. Венозные концы капилляров просачиваясь образуют венулы, а венулы уже и переходят в вены.

Вены. Вены это более крупные сосуды, по которым кровь отекает от органов и тканей к сердцу. Венозная кровь обогащена углекислым газом. Венозная кровь более темная с синим оттенком. Стенки вен состоят, так же как и артерий из 3 слоев. Кровь по венам передвигается значительно медленнее, чем по артериям. Особенность вен является наличие внутри клапанов – кармовидные клапаны. Которые препятствуют обратному току крови, чтобы кровь двигалась только по направлению к сердцу.

Наиболее крупными венами являются верхняя полая и нижняя полая вена за единицу времени от них к сердцу протекает столько же крови, сколько выбрасывается сердцем в аорту.

3.Заполните таблицу.

Артерии – это сосуды, которые несут кровь от (А). Самая крупная из них называется (Б). Крупные артерии распадаются на более мелкие, а мелкие ветвятся и образуют сеть (В). Мельчайшие кровеносные сосуды – (Г), в 50 раз тоньше человеческого волоса. Капилляры собираются в (Д).

Вены – это сосуды, по которым кровь движется к (Е).

1) вены

2)аортой

3)сердца

4) капилляры

5) сердцу

6) капилляров

Задание № 4: Закончите предложения.

1.Кровеносная система человека состоит из органов…

2.Движение крови называется …

3.Различают … и … (легочный) круг кровообращения.

4.В организме человека имеются сосуды …

5.В капиллярах происходит ……

 

 

11.11.2020.

Биология 9 класс.

Тема: Сердце, его строение и работа.

Кровь в организме человека находится в постоянном движении. Кровь движется по замкнутой кровеносной системе.

— Назовите, какие органы образуют кровеносную систему? (сердце и сосуды).

— Какой орган, по вашему мнению, является основным? (сердце).

— Действительно, сердце является основным органом кровеносной системы. Ученые сравнивают сердце с насосом, который всю жизнь перекачивает кровь. История науки «о живом насосе» прошла долгий и тернистый путь. У её истоков стоял английский ученый Уильям Гарвей. Это было в 1628 году. «Оно – источник жизни, начало всего, от него зависит вся сила и свежесть организма» — говорил У. Гарвей.

— Почему сердце работает всю жизнь? Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны изучить его строение и как оно работает.

Новый материал.

Тема урока: Сердце: его строение и работа.

— Сердце располагается в грудной полости позади грудины. Какой тканью образовано сердце человека? (Особой мышечной тканью, которая способна ритмично сокращаться: поперечнополосатой сердечной).

Любая мышца при продолжительной работе утомляется.

— Каковы примерные размеры сердца человека? (сжимают кулак)

— Знаете ли вы, сколько весит сердце взрослого человека? (Примерно 300г.)

— А как каждый из вас может ощутить работу своего сердца? (положить ладонь в область сердца, по пульсу)

— Сердце человека состоит из 4-х камер (четырёхкамерное). Сплошной перегородкой сердце разделено на две половины – правую и левую. В левой половине артериальная кровь, насыщенная кислородом, в правой – венозная, насыщенная углекислым газом. Каждая половина состоит из двух камер: верхней – предсердия и нижней – желудочка. Левая и правая половины сердца изолированы друг от друга. (Работа идёт совместно. У ребят рисунок сердца человека, на котором они будут подписывать все его отделы).

Предсердия и желудочки каждой половины сердца сообщаются между собой через широкие отверстия. Эти отверстия могут закрываться и открываться с помощью специальных створчатых клапанов. Эти клапаны устроены так, что могут пропускать кровь только в сторону желудочков. Поэтому в сердце кровь движется только из предсердия в желудочки.

От желудочков отходят крупные сосуды. При сокращении сердца в них поступает кровь. Между желудочками и сосудами находятся полулунные клапаны. Они имеют вид карманов, открытых в сторону сосудов. Когда кровь под давлением поступает из желудочка в сосуд, клапаны наполняются кровью. Подобно наполненным карманам, они расширяются и препятствуют обратному току крови. Полулунные клапаны обеспечивают ток крови в одном направлении – из желудочков в сосуды.

Сердце человека работает непрерывно в течение всей жизни. В начале урока прозвучал вопрос «Почему сердце работает всю жизнь?».Дело в том, что оно работает в определенном ритме. Основная работа сердца – перекачивать кровь по сосудам. Сокращаясь, сердце нагнетает кровь в сосуды.

Один цикл сердечного сокращения состоит из 3 последовательных событий:

Сначала сокращаются предсердия, они проталкивают кровь в желудочки через створчатые клапаны, полулунные клапаны закрыты.

Потом сокращаются желудочки, они выталкивают кровь в сосуды через полулунные клапаны, створчатые клапаны закрыты.

Затем наступает пауза, во время которой и предсердия, и желудочки одновременно расслабляются – сердце отдыхает.

Итак: три фазы работы сердца: сокращение предсердий, сокращение желудочков и пауза, когда и желудочки, и предсердия одновременно расслаблены.

Удивительная способность сердца сокращаться без усталости в течение всей жизни объясняется чередованием работы и отдыха. В момент расслабления сердце восстанавливает свою работоспособность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Медицинский центр Гиппократ — Варикозная болезнь

Варикозная болезнь

Хит-лист вопросов о варикозе и его лечении, на которые вы узнаете ответы, прочитав этот текст

1. Почему варикоз появился именно у меня? Потому что я курю (ношу каблуки, неправильно питаюсь, у меня лишний вес, я что-то не так делаю)?
2. Я пришла(ел) только провериться, нет ли у меня тромбов. Если их нет, я могу не лечиться?
3. Доктор, я принимаю аспирин (ТромбоАСС, кардиомагнил) от тромбов. У меня же их не будет?
4. Я могу не лечиться, если у меня ничего не болит, а внешний вид меня не беспокоит?
5. Что будет, если не лечить варикоз?
6. Я боюсь операции. Нет ли таблеток, мазей от варикоза? Какие таблетки или мази от варикоза вы посоветуете?
7. Я принимаю Детралекс (Флебодиа 600, Венарус, Флебофа), троксевазин от варикоза. Мне надо пить все эти таблетки?
8. Я мажу вены (ноги) троксевазином, лиотоном, гепариновой мазью, конским каштаном, мазями с пиявками. Мне надо продолжать ими пользоваться?
9. Я предпочитаю гирудотерапию (пиявки). Мне их можно ставить?
10. Мне надо выдергивать вены?
11. Доктор, вы удалите мне вену, а как тогда потечет кровь?
12. Что такое эндовенозная лазерная облитерация (радиочастотная облитерация) варикозных вен и как ее делают?
13. Доктор, вы удалите больные вены, а у меня вырастут новые? Моей знакомой (соседке, тете Маше, бабе Зине) выдергивали (30 лет назад), а сейчас у нее опять все ноги в венах.
14. У меня на ногах темное пятно (трофическая экзема, язва), после операции оно заживет?
15. Операция – это больно?
16. Операция – это дорого? Почему эндовенозная лазерная облитерация столько стоит?
17. Какие бывают осложнения при ваших операциях
18. Сколько длится реабилитационный период после ваших операций (эндовенозной лазерной облитерации)? Когда я смогу ходить? Когда я смогу работатать?
19. Вы дадите мне больничный? На сколько дней дается больничный после эндовенозной лазерной облитерации вен?
20. Своему родственнику вы бы предложили такое же лечение?

Как вы видите, вопросов очень много. И врач должен ответить на все. По-этому начнем с самого начала. В организме есть 2 системы, переносящих кровь – это артерии — по ним алая, насыщенная кислородом и питательными веществами кровь приходит к ногам (рукам, голове, органам) и вены, по которым кровь, темная, окисленная, насыщенная вредными веществами, продуктами обмена и углекислым газом оттекает от ног (рук, головы и других органов).

Для того, чтобы понять, что такое варикоз, возьмем схематический рисунок венозной системы ног. Вот он:

Что мы на нем видим? Вены ног бывают глубокими и поверхностными (подкожными). Глубокая венозная система – самая важная, по ней идет ОСНОВНОЙ отток крови от ног. Около 85-90% крови оттекает по глубокой венозной системе. Глубокие вены идут внутри мышц, между мышцами и костями вместе с артериями. На долю поверхностных вен в норме приходится 10-15% оттока крови, они являются вспомогательной системой и забирают кровь преимущественно от кожи и подкожной клетчатки ног.

После демонстрации рисунка, я всегда задаю один и тот же вопрос – куда идет кровь по венам?

Ответ – когда вы стоите на ногах, кровь по венам идет снизу вверх от стоп к туловищу (к сердцу). Сложность функционирования венозной системы состоит в том, что кровоток в венах идет ПРОТИВ силы тяжести.

Какие же механизмы перемещают кровь наверх? Во-первых это работа главного насоса – сердца. По-этому, при некоторых заболеваниях сердца, когда оно перестает как следует перекачивать кровь, возникают отеки на ногах и другие проблемы. Во-вторых — это работа легких и мышечной диафрагмы, которые так же участвуют в перекачке крови.

Еще одним важным насосом, обеспечивающим «поддув» крови снизу (с ног) является икроножные мышцы, которые во время ходьбы, бега, плавания и тд, сжимаясь, выталкивают кровь из специальных венозных резервуаров – суральных синусов и подколенной вены. Вот он, на рисунке.

Но, как бы прекрасно не работала система насоса – кровь во время пауз (или стояния на ногах без движения) должна была бы стекать обратно, однако этого не происходит. Почему? Потому что здесь включается следующий механизм. Оказывается во всех венах есть клапаны, которые препятствуют обратному току крови (стеканию ее вниз). Вот они – на рисунке.

Клапаны в венах – это тончайшие лепестки, выросты стеночки вены. Когда сердце и легкие тянут кровь на себя или включается икроножный насос, клапаны открываются и кровь поступает вверх, как только сердечный и икроножный насосы прекращают работу, кровь, начиная стекать вниз закрывает клапан и обратный сброс прекращается.

Таким образом, кровоток по венам всегда должен идти только в одном направлении – снизу вверх и из поверхностных (подкожных) вен в глубокие. Если кровоток по каким-то причинам меняется – возникает проблема или заболевание.

Теперь, когда мы знаем, как работает венозная система перейдем собственно к заболеванию – варикозной болезни.

Что же такое варикоз? Варикоз – это расширение ПОВЕРХНОСТНЫХ (подкожных) вен с возникновением обратного тока крови (сверху вниз). Обратный ток крови называется в медицинской терминологии «рефлюкс».

Почему возникает эта проблема? Человек в процессе эволюции стал ходить на 2х ногах, но его венозная система оказалась не готова к таким нагрузкам. По одной из теорий у ряда людей есть наследственная предрасположенность к варикозу – а именно более эластичный каркас венозной стенки, который в результате нагрузок (подъем тяжестей, длительное стояние на ногах на работе, беременность) чрезмерно расширяется. Венозная система ног переполняется кровью, клапаны из-за расширения вен перестают смыкаться и возникает обратный сброс крови вниз (рефлюкс), который еще больше переполняет венозную систему, формируя «замкнутый» круг. Если такие ситуации повторяются достаточно часто, венозная стенка начинает меняться. В результате перегрузки объемом в ней возникает локальное воспаление, эластический каркас постепенно разрушается и такая вена уже не может выполнят свою функцию – переносить кровь снизу вверх. Напротив, в ней появляется обратный ток крови (рефлюкс), который постепенно прогрессирует — увеличивается объем сброса, он возникает уже в ответ не на тяжелую нагрузку, а на минимальную. Затем рефлюкс начинает переходить на поверхностные притоки подкожной вены и формируются варикозные «узлы» и «шишки».

Вот они

Теперь мы знаем, что варикоз – расширение подкожных вен и сброс крови по расширенным венам сверху вниз.

Как можно описать изменения, происходящие в вене при варикозе? Представьте, что наше тело – это дом, для постройки которого нужны кирпичи. Нижние этажи уже построены, а для того, чтобы построить верхние – надо таскать кирпичи снизу вверх. У нас есть «хорошие строители», которые таскают кирпичи наверх (здоровые вены) и «плохие строители», которые сбрасывают эти кирпичи обратно вниз (больные вены – вены с рефлюксом). В результате хорошим строителям (здоровым венам) приходится выполнять двойную работу, чтобы перенести все кирпичи наверх. Что же нам надо сделать, чтобы наладить нашу «стройку»? Нам надо убрать со стройки «плохих строителей».

Честно говоря – это прекрасное сравнение. Но от себя добавлю только один ньюанс, который я всегда спрашиваю у своих пациентов – «хорошая» или «плохая» венозная кровь? Что содержится в венозной крови?

Ответ на этот вопрос следующий. По артериям к ногам приходит «хорошая» кровь – она алая, в ней много кислорода, глюкозы, питательных веществ. Дальше, все ткани и клетки ног – мышц, костей, кожи, подкожной клетчатки «покушали», а куда они дели «отработку»? Правильно, сбросили в вену! Эта кровь дальше должна пройти через легкие (отдать углекислый газ, насытится кислородом), пройти через печень и почки (очиститься), пройти через кишечник (забрать питательные вещества) и уже став артериальной кровью, опять прийти к ногам по артериям.

Так вот, в этом примере со строителями, они носят не кирпичи, а отходы! А теперь представьте, что некоторые несознательные «строители», выливают эти отходы обратно вниз! Конечно, пациент с варикозом будет жаловаться на боли, зуд, покалывание, судороги в ногах, потому что в тканях ног у него избыток «отработанных» веществ.

У варикозной болезни три основных осложнения. Во-первых – это отек кожи и подкожной клетчатки – за счет перегрузки объемом поверхностной венозной системы. Второе осложнение – это постепенное развитие трофических изменений кожи и подкожной клетчатки в зоне варикозных притоков. Такая ситуация развивается из-за локального отека клетчатки и невозможности поверхностной (подкожной системы) транспортировать кровь, содержащую отработанные вещества. Третье осложнение связано с тем, что кровь  — это достаточно вязкая жидкость, содержащая клетки (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты), а так же белки плазмы, включающие компоненты свертывающей и противосвертывающей системы. Застой крови и нарушение ее реологии приводят к повышенному риску тромбообразования в варикозных узлах. Провоцирующими факторами тромбоза могут быть

— ушиб варикозного узла,

— расчес во время зуда

— укус насекомого (или пиявки)

— обезвоживание в длительных поездках, авиаперелетах, во время болезни с подъемом температуры (например гриппа), посещения бани, сауны или летом в жару

Но чаще тромбоз варикозных узлов (тромбофлебит) возникает без каких-либо внешних причин.

По данным статистики, если взять всех больных с тромбозом (тромбофлебитом) поверхностных вен, то у 85-90% из них тромбоз возник именно в варикозных узлах. На долю пациентов без варикоза приходится примерно 10-15% — это больные онкозаболеваниями и тромбофилиями (генетической предрасположенностью к тромбозам). В здоровых поверхностных венах тромбоз развивается очень редко (менее 5% случаев)!     

Теперь, когда мы знаем откуда берется варикоз, что это такое и какие у него осложнения, ответьте на вопрос – можно ли вылечить это таблетками или мазями? Когда на ногах венозные узлы, шишки, изменение цвета кожных покровов – к сожалению, нет. Ни одна таблетка или мазь уже не сможет сделать ваши вены обратно здоровыми. Для чего назначаются мази и таблетки? Чтобы снять неприятные симптомы тяжести и дискомфорта в ногах – и не более того. Если у вас на ногах шишки и узлы вен, а вы лечитесь только мазями и таблетками – варикоз будет прогрессировать – шишки будут расти, будут появляться новые вены и узлы, а если ждать очень долго, возможно, вы увидите и осложнения варикозной болезни.

Многие пациенты, которые приходят на прием уверены, что если они принимают препараты «от тромбов», то тромбоз им не грозит. Приходится объяснять, что препараты аспирин, тромбоАСС, кардиомагнил, которые назначают терапевты у немолодых пациентов для профилактики тромбозов в АРТЕРИАЛЬНОЙ системе, в венозной системе не работают. В венах совершенно другой механизм образования венозного сгустка (тромба), по-этому эти препараты для профилактики тромбоза в венах просто неэффективны.

Такая же история и с пиявками, которыми увлекается немалая часть пациентов с варикозом. Но тут еще сложнее. Какой вы хотите получить эффект от пиявки? Пиявка, кусая человека впрыскивает в его организм не только вещество, разжижающее кровь (гирудин), но и другие белки своей слюны, на которые у человека может быть обратная (провоспалительная или аллергическая реакция). Как итог – развитие гематом, инфицирование зоны укуса, развитие тромбофлебита в варикозном узле и в результате поездка на скорой в больницу с диагнозом «восходящий тромбофлебит» венозной системы. Надо ли так рисковать? «Вылечит» ли пиявка ваш варикоз? Уменьшаться ли ваши вены, уйдут ли варикозные узлы после укуса пиявки? Конечно нет.

Здесь мы плавно переходим к основному вопросу нашей статьи и собственно современным проверенным и доказанным методикам.

Надо ли лечить варикозную болезнь? Этот вопрос имел значение, когда способы лечения были травматичными (удаление вены) и для их проведения требовался наркоз, надо было делать разрезы на ногах, накладывать швы и лежать в больнице. Именно этого боится любой пациент с варикозом. В настоящее время для лечения варикоза используются малоинвазивные методики, не требующие наркоза, разрезов, наложения швов, госпитализации. Процедура проводится под местной анестезией, занимает не более 1-1,5 часов. Сразу после лечения пациент может идти домой.  Раннее выявление варикоза с помощью ультразвукового исследования позволяет выполнить наиболее щадящий и малотравматичный вариант лечения и не допустить развития осложнений, связанных с варикозом. Не верите? Читайте дальше!

«Золотым стандартом» лечения варикоза на сегодняшний день являются методы эндовенозной термооблитерации. Как следует из названия, эндовенозная, (т.е. внутривенная) термооблитерация (т.е. свзязанная с термическим повреждением) – это процедура, предложенная около 20 лет назад. В основе ее лежит концепция о том, что больную варикозную вену не обязательно удалять (выдергивать) из организма, а достаточно заблокировать кровоток по ней и убрать рефлюкс крови (сброс сверху вниз). Методы эндовенозной термооблитерации отличаются по типу воздействия на вену. Самыми популярными (проверенными, изученными) сегодня являются методы эндовенозной лазерной облитерации (ЭВЛО или ЭВЛК), а так же радиочастотной облитерации (РЧО, РЧА). Как видно из названия, методики отличаются по типу физического воздействия. В результате процедуры происходит склейка (коагуляция, запаивание или облитерация) расширенной варикозной вены и прекращение кровотока по ней. Сама облитерированная (запаянная) вена полностью резорбируется (рассасывается) из организма примерно в течение 6 месяцев, но сам пациент никак не ощущает этот процесс.  То есть эффект от операции такой же, как и при классическом удалении вены. Процедуры эндовенозной термооблитерации (лазерной или радиочастотной) рекомендованы ВСЕМИ флебологическими и сосудистыми сообществами во всем мире как метод выбора при лечении варикоза. В 2018 году эти методики вошли в список рекомендаций по лечению варикозной болезни Российского флебологического сообщества (опубликованы в журнале «Флебология» 2018;12(3): 146-240). Полный текст статьи «Российские клинические рекомендации по диагностике и лечению хронических заболеваний вен» можно найти здесь:

https://www.mediasphera.ru/issues/flebologiya/2018/3/1199769762018031146

Как проводится сама процедура эндовенозной лазерной или радиочастотной облитерации? Для начала, врач-флеболог выясняет особенности болезни, тк у некоторых пациентов варикоз развивается вследствие блокирования оттока крови по глубоким венам (например при ранее перенесенном тромбозе бедренной или подвздошных вен, компрессии подвзошных вен артерией при синдроме Мейо-Тернера). При сборе анамнеза (истории болезни), так же необходимо обратить внимание на заболевания сердца, легких, почек и печени, тромбофилию (повышенную свертываемость крови) и ряд других моментов. Перед планируемой процедурой в обязательном порядке выполняется уза вен (и артерий!) чтобы подтвердить диагноз варикоза и спланировать оперативное лечение. В данном случае, врач-флеболог выясняет где находится источник рефлюкса (вена, которая не работает и не поднимает кровь наверх), по каким венам идет обратный сброс и где он заканчивается. Это необходимо для выбора оптимальной точки доступа во время оперативного лечения. Сама операция эндовенозной лазерной или радиочастотной облитерации проводится под местной анестезией (подкожные уколы) и не требует специальной предоперационной подготовки.

Для проведения эндовенозной лазерной облитерации в больную варикозную вену через микропрокол кожи под контролем ультразвукового сканнера вводится специальный световод. Затем выполняется анестезия (заморозка) вены, чтобы процедура прошла безболезненно.

Эндовенозная лазерная облитерация (фото)

После этого световод подключается к лазерному генератору, на рабочий конец световода подается высокоэнергетическое лазерное излучение и световод медленно извлекается, запаивая варикозную вену изнутри. Чтобы представить себе механизм работы лазера – попробуйте поводить горящей зажигалкой под коктейльной трубочкой – она начнет плавится и в итоге вы не сможете через нее пить. Примерно так же работает лазер в вене.

Запаивание больной вены лазером.

После процедуры врач одевает на пациента компрессионный чулок. В нем надо будет ходить в течение 2-3 недель днем (можно снимать на ночь). Сразу после процедуры можно ходить, сгибать ногу, наступать на нее. Некоторые пациенты стараются «беречь» ногу, не наступать на нее. Это неправильно. Нога должна работать, все движения должны быть безболезненны. Все, можно идти домой!

Больно ли это? Сама процедура абсолютно безболезненна, но для ее выполнения требуется местное обезболивание (заморозка вены на ноге), примерно такое же как при лечении зубов. Но если для заморозки 1 зубика требуется сделать 1-2 укола, т.к. он маленький, то для чтобы сделать качественную заморозку вены на ноге – 5-8 уколов, некоторые из которых могут быть  чувствительными, но в целом, все терпимо и пациенты хорошо переносят эту процедуру. 

Сама процедура эндовенозной лазерной облитерации (ЭВЛО) требует от 1 до 1,5 часов времени (в сложных случаях до 2х часов). Сразу после процедуры пациент может ходить, сгибать ногу, наступать на нее. Реабилитационного периода как такового в принципе нет, но при такой манипуляции возможно получение листа нетрудоспособности на срок от 2 дней до 2 недель.

Почему новые методы дорогие? Современные лазерные и радиочастотные генераторы, а также ультразвуковая аппаратура, обязательно использующаяся при лечении, стоит значительные деньги. Расходный материал (световоды и радиочастотные катетеры) одноразовый. Стоимость комплекта расходного материала на одну операцию может превышать 200 евро. В связи с этим, слишком дешевое предложение по цене на такие процедуры должно скорее насторожить потенциального покупателя услуги. Если Вы хотите получить качественное и современное лечение, я рекомендую обращаться в проверенные центры флебологии, где работают известные, сертифицированные специалисты. 

Врач-флеболог Раскин В.В. с лазерным генератором Биолитек (Biolitec, Германия)

Появятся ли вены вновь? В организме очень много вен и к сожалению, варикозная болезнь достаточно часто имеет тенденцию к прогрессированию, т.е. новые вены появляются в результате ПОЛОМКИ ИСХОДНО ЗДОРОВЫХ вен и предсказать, какая из здоровых на данный момент вен сломается в принципе невозможно. К ситуации с варикозом надо относится также, как и к ситуации с кариесом. Вы пришли к доктору с кариесом на одном зубе – стоматолог вам его вылечил. Может ли он дать гарантию, что на другом (здоровом сейчас) зубе не появится кариес? Даже если вы будете правильно соблюдать все рекомендации, не есть сладкого и регулярно чистить зубы, таких гарантий вам не даст ни один специалист. С варикозом точно также. Единственный вариант – регулярно проходить обследование у флеболога, выявлять появление варикоза в новых венах на ранних этапах, т.к. сейчас это стало возможным при использовании профессиональной современной ультразвуковой аппаратуры и вовремя лечить варикоз ДО возникновения осложнений и внешних проявлений.

Результаты лечения варикоза

 

Надо ли пить таблетки, мазать ноги мазями, носить компрессионный трикотаж (чулки или гольфы), если вы прошли лечение и варикоза на сегодня у вас нет? Это вопрос непростой и требует индивидуального подхода. В целом, использование таблеток и мазей, компрессионных чулков (гольфов) по современным стандартам лечения не показано у пациентов без клинической симптоматики. Что это означает на практике? Если у вас нет жалоб на тяжесть, усталость в ногах и нет осложнений варикозной болезни (отеков, трофической экземы, язвы, тромбоза и тромбофлебита), то пить таблетки и мазать мази вам не нужно. Если ноги все-таки беспокоят иногда (редко), то можно использовать антиварикозные мази. Если ноги беспокоят часто – компрессионный трикотаж и таблетированные препараты. Если есть осложнения – трикотаж, таблетки и мази по схеме, рекомендованной флебологом.

А теперь, вернитесь к хит-листу вопросов к флебологу и проверьте, знаете ли Вы на них ответы?

Тест на газы артериальной крови (ABG)

Обзор теста

Тест газов артериальной крови (ABG) измеряет кислотность (pH), а также уровни кислорода и углекислого газа в крови из артерии. Этот тест используется, чтобы узнать, насколько хорошо ваши легкие способны перемещать кислород в кровь и удалять из крови углекислый газ.

Когда кровь проходит через легкие, кислород перемещается в кровь, а углекислый газ выходит из крови в легкие.В тесте ABG используется кровь, взятая из артерии, где можно измерить уровни кислорода и углекислого газа до того, как они попадут в ткани тела. ABG измеряет:

Парциальное давление кислорода (PaO2).

Измеряет давление кислорода, растворенного в крови, и насколько хорошо кислород может перемещаться из воздушного пространства легких в кровь.

Парциальное давление углекислого газа (PaCO2).

Измеряет давление углекислого газа, растворенного в крови, и то, насколько хорошо углекислый газ может выводиться из организма.

pH.

pH измеряет ионы водорода (H +) в крови. PH крови обычно составляет 7,35–7,45. Значение pH менее 7,0 называется кислотным, а значение pH более 7,0 — основным (щелочным). Итак, кровь немного проста.

Бикарбонат (HCO3).

Бикарбонат — это химическое вещество (буфер), которое не дает pH крови становиться слишком кислым или слишком щелочным.

Значения содержания кислорода (O2CT) и насыщения кислородом (O2Sat).

Содержание O2 измеряет количество кислорода в крови. Насыщение кислородом определяет, сколько гемоглобина в красных кровяных тельцах переносит кислород (O2).

Кровь для теста ABG берется из артерии. Большинство других анализов крови проводится на образце крови, взятой из вены, после того, как кровь уже прошла через ткани организма, в которых расходуется кислород и вырабатывается углекислый газ.

Почему это сделано

Анализ газов артериальной крови (ABG) выполняется по:

• Проверьте наличие серьезных проблем с дыханием и заболеваний легких, таких как астма, муковисцидоз или хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ).
• Посмотрите, насколько эффективно работает лечение заболеваний легких.
• Узнайте, нужен ли вам дополнительный кислород или помощь с дыханием (искусственная вентиляция легких).
• Узнайте, получаете ли вы нужное количество кислорода, когда используете кислород в больнице.
• Измерьте уровень кислотно-щелочного баланса в крови людей с сердечной недостаточностью, почечной недостаточностью, неконтролируемым диабетом, нарушениями сна, тяжелыми инфекциями или передозировками наркотиков.

Как подготовить

• Если вы принимаете аспирин или другой разжижитель крови, спросите своего врача, следует ли вам прекратить его прием до сдачи анализа. Убедитесь, что вы точно понимаете, чего хочет от вас врач. Эти лекарства увеличивают риск кровотечения.
• Сообщите своему врачу ВСЕ лекарства, витамины, добавки и лечебные травы, которые вы принимаете. Некоторые из них могут увеличить риск возникновения проблем во время теста. Ваш врач скажет вам, следует ли вам прекратить принимать какие-либо из них до обследования и как скоро это сделать.
• Не курите непосредственно перед тестом и не вдыхайте пассивный дым.

Как это делается

Если вы проходите кислородную терапию, подачу кислорода можно отключить за 20 минут до анализа крови.Это называется тестом «воздух в помещении». Но если вы не можете дышать без кислорода, кислород не отключится.

Образец крови из артерии обычно берут с внутренней стороны запястья (лучевая артерия). Но его также можно взять из артерии в паху (бедренная артерия) или на внутренней стороне руки выше локтевой складки (плечевая артерия).

Если кровь берется из запястья, вы будете сидеть, вытянув руку и положив запястье на небольшую подушку.Медицинский работник, взявший кровь, может вращать вашей рукой вперед и назад и прощупывать пульс на вашем запястье.

Чтобы убедиться, что кровоток в руке нормальный, можно провести процедуру, называемую тестом Аллена. Анализ крови на кровь не будет проводиться на руке, используемой для диализа, или при наличии инфекции или воспаления в области места прокола.

Каково это

Забор крови из артерии более болезненный, чем из вены.Это потому, что артерии глубже и окружены нервами.

• Вы можете почувствовать головокружение, слабость, головокружение или тошноту, пока кровь берется из вашей артерии.
• Большинство людей чувствуют кратковременную острую боль, когда игла для забора крови входит в артерию. Если вам сделают местный анестетик, вы можете вообще ничего не почувствовать от прокола иглой. Или вы можете почувствовать кратковременное покалывание или защемление, когда игла проходит через кожу.
• Вы можете почувствовать боль сильнее, если человеку, берущему кровь, трудно найти вашу артерию, если ваша артерия сужена или если вы очень чувствительны к боли.

Риски

При заборе крови из артерии вероятность возникновения проблем невысока.

• На этом участке может образоваться небольшой синяк. Вы можете снизить вероятность образования синяков, удерживая давление на этом месте в течение как минимум 10 минут после удаления иглы (дольше, если у вас проблемы с кровотечением или вы принимаете антикоагулянты).
• В редких случаях игла может повредить нерв или артерию. Это может привести к закупорке артерии.

Результаты

Нормальный

В каждой лаборатории свой диапазон нормальных значений. В вашем лабораторном отчете должен быть указан диапазон, который ваша лаборатория использует для каждого теста. Нормальный диапазон — это просто ориентир. Ваш врач также рассмотрит ваши результаты в зависимости от вашего возраста, состояния здоровья и других факторов. Значение, выходящее за пределы нормального диапазона, может быть для вас нормальным.

Результаты обычно доступны сразу.

Также обычно указывается концентрация вдыхаемого кислорода, называемая долей вдыхаемого кислорода (FiO2).Это полезно только в том случае, если вы получаете кислородную терапию из баллона или находитесь на аппарате искусственной вентиляции легких.

Многие состояния могут изменять уровень газов в крови. Ваш врач поговорит с вами о любых отклонениях от нормы, которые могут быть связаны с вашими симптомами и состоянием здоровья в прошлом.

Кредиты

Текущий по состоянию на: 26 октября 2020 г.

Автор: Healthwise Staff
Медицинский обзор:
E.Грегори Томпсон, врач-терапевт
Адам Хусни, доктор медицины, семейная медицина
Элизабет Т. Руссо, врач-терапевт

По состоянию на: 26 октября 2020 г.

Автор: Здоровый персонал

Медицинское обозрение: E. Грегори Томпсон, врач-терапевт, Адам Хусни, доктор медицины, семейная медицина, и Элизабет Т. Руссо, врач-терапевт,

22.5 Транспортировка газов — анатомия и физиология

Другая важная активность легких — это процесс дыхания, процесс газообмена. Функция дыхания заключается в обеспечении кислородом для использования клетками организма во время клеточного дыхания и в выведении из организма углекислого газа, побочного продукта клеточного дыхания. Чтобы произошел обмен кислорода и углекислого газа, оба газа должны транспортироваться между местами внешнего и внутреннего дыхания. Хотя углекислый газ более растворим в крови, чем кислород, оба газа требуют специальной транспортной системы для перемещения большинства молекул газа между легкими и другими тканями.

Несмотря на то, что кислород транспортируется через кровь, вы можете вспомнить, что кислород не очень хорошо растворяется в жидкостях. Небольшое количество кислорода растворяется в крови и транспортируется с кровотоком, но это всего лишь около 1,5% от общего количества. Большинство молекул кислорода переносятся из легких в ткани тела специальной транспортной системой, которая зависит от эритроцитов — красных кровяных телец. Эритроциты содержат металлопротеин, гемоглобин, который служит для связывания молекул кислорода с эритроцитом (Рисунок 22.5.1). Гем — это часть гемоглобина, содержащая железо, и именно гем связывает кислород. Одна молекула гемоглобина содержит железосодержащие молекулы гема, и благодаря этому каждая молекула гемоглобина способна переносить до четырех молекул кислорода. Когда кислород диффундирует через дыхательную мембрану от альвеолы ​​к капилляру, он также диффундирует в красные кровяные тельца и связывается гемоглобином. Следующая обратимая химическая реакция описывает образование конечного продукта, оксигемоглобина (Hb – O ₂ ), который образуется, когда кислород связывается с гемоглобином.Оксигемоглобин — это молекула ярко-красного цвета, которая придает ярко-красный цвет насыщенной кислородом крови.

Hb + O ₂ ↔ Hb — O ₂

В этой формуле Hb представляет собой восстановленный гемоглобин, то есть гемоглобин, с которым не связан кислород. Есть несколько факторов, влияющих на то, насколько легко гем связывается с кислородом и диссоциирует от него, которые будут обсуждаться в следующих разделах.

Рисунок 22.5.1 — Эритроциты и гемоглобин: Гемоглобин состоит из четырех субъединиц, каждая из которых содержит одну молекулу железа.

Функция гемоглобина

Гемоглобин состоит из субъединиц, белковой структуры, называемой четвертичной структурой. Каждая из четырех субъединиц, составляющих гемоглобин, расположена кольцеобразно, с атомом железа, ковалентно связанным с гемом в центре каждой субъединицы. Связывание первой молекулы кислорода вызывает конформационное изменение гемоглобина, которое позволяет второй молекуле кислорода связываться более легко. Поскольку каждая молекула кислорода связана, это дополнительно облегчает связывание следующей молекулы, пока все четыре гемовых сайта не будут заняты кислородом.Также происходит обратное: после того, как первая молекула кислорода диссоциирует и «падает» на ткани, следующая молекула кислорода диссоциирует быстрее. Когда все четыре гемовых сайта заняты, гемоглобин считается насыщенным. Когда заняты от одного до трех гемовых участков, гемоглобин считается частично насыщенным. Следовательно, при рассмотрении крови в целом процент доступных гемовых единиц, которые связаны с кислородом в данный момент времени, называется насыщением гемоглобина. 100-процентное насыщение гемоглобина означает, что каждая единица гема во всех эритроцитах тела связана с кислородом.У здорового человека с нормальным уровнем гемоглобина насыщение гемоглобина обычно составляет от 95 до 99 процентов.

Диссоциация кислорода от гемоглобина

Парциальное давление — важный аспект связывания кислорода с гемом и отделения от него. Кривая диссоциации кислород-гемоглобин представляет собой график, который описывает отношение парциального давления к связыванию кислорода с гемом и его последующей диссоциации от гема (рис. 22.5.2). Помните, что газы перемещаются из области с более высоким парциальным давлением в область с более низким парциальным давлением.Кроме того, сродство молекулы кислорода к гему увеличивается по мере связывания большего количества молекул кислорода. Следовательно, на кривой насыщения кислород-гемоглобин, когда парциальное давление кислорода увеличивается, пропорционально большее количество молекул кислорода связывается гемом. Неудивительно, что кривая насыщения / диссоциации кислород-гемоглобин также показывает, что чем ниже парциальное давление кислорода, тем меньше молекул кислорода связано с гемом. В результате парциальное давление кислорода играет важную роль в определении степени связывания кислорода с гемом на участке дыхательной мембраны, а также степени диссоциации кислорода от гема на участке тканей тела.

Рисунок 22.5.2 — Диссоциация кислород-гемоглобин и влияние pH и температуры: Эти три графика показывают (a) взаимосвязь между парциальным давлением кислорода и насыщением гемоглобина, (b) влияние pH на диссоциацию кислород-гемоглобин кривая; в) влияние температуры на кривую диссоциации кислород – гемоглобин.

Механизмы, лежащие в основе кривой насыщения / диссоциации кислород-гемоглобин, также служат в качестве механизмов автоматического контроля, которые регулируют, сколько кислорода доставляется в различные ткани по всему телу.Это важно, потому что в одних тканях скорость метаболизма выше, чем в других. Высокоактивные ткани, такие как мышцы, быстро используют кислород для производства АТФ, снижая парциальное давление кислорода в ткани примерно до 20 мм рт. Парциальное давление кислорода внутри капилляров составляет около 100 мм рт. Ст., Поэтому разница между ними становится довольно большой, около 80 мм рт. В результате большее количество молекул кислорода отделяется от гемоглобина и попадает в ткани. Обратное верно для тканей, таких как жировая ткань (телесный жир), которые имеют более низкую скорость метаболизма.Поскольку эти клетки используют меньше кислорода, парциальное давление кислорода в таких тканях остается относительно высоким, что приводит к тому, что меньшее количество молекул кислорода диссоциирует от гемоглобина и попадает в интерстициальную жидкость ткани. Хотя считается, что венозная кровь деоксигенирована, некоторое количество кислорода все еще связано с гемоглобином в ее красных кровяных тельцах. Это обеспечивает запас кислорода, который можно использовать, когда тканям внезапно требуется больше кислорода.

Факторы, отличные от парциального давления, также влияют на кривую насыщения / диссоциации кислород-гемоглобин.Например, более высокая температура способствует более быстрой диссоциации гемоглобина и кислорода, тогда как более низкая температура препятствует диссоциации (см. Рис. 22.5.2 , середина ). Однако человеческий организм жестко регулирует температуру, поэтому этот фактор не может влиять на газообмен по всему телу. Исключение составляют высокоактивные ткани, которые могут выделять больше энергии, чем выделяется в виде тепла. В результате кислород легко отделяется от гемоглобина, что является механизмом, который помогает снабжать активные ткани большим количеством кислорода.

Некоторые гормоны, такие как андрогены, адреналин, гормоны щитовидной железы и гормон роста, могут влиять на кривую насыщения / диссоциации кислород-гемоглобин, стимулируя выработку соединения, называемого 2,3-бисфосфоглицератом (BPG), эритроцитами. БПГ является побочным продуктом гликолиза. Поскольку эритроциты не содержат митохондрий, гликолиз — единственный метод, с помощью которого эти клетки производят АТФ. БПГ способствует отделению кислорода от гемоглобина. Следовательно, чем выше концентрация БПГ, тем легче кислород диссоциирует от гемоглобина, несмотря на его парциальное давление.

pH крови — еще один фактор, влияющий на кривую насыщения / диссоциации кислород-гемоглобин (см. Рисунок 22.5.2). Эффект Бора — это явление, которое возникает из-за взаимосвязи между pH и сродством кислорода к гемоглобину: более низкий, более кислый pH способствует диссоциации кислорода из гемоглобина. Напротив, более высокий или более щелочной pH ингибирует диссоциацию кислорода из гемоглобина. Чем больше количество углекислого газа в крови, тем больше молекул должно быть преобразовано, что, в свою очередь, генерирует ионы водорода и, таким образом, снижает pH крови.Кроме того, pH крови может стать более кислым, когда некоторые побочные продукты клеточного метаболизма, такие как молочная кислота, углекислота и диоксид углерода, попадают в кровоток.

Гемоглобин плода

Плод имеет собственное кровообращение с собственными эритроцитами; однако кислород зависит от матери. Кровь к плоду поступает по пуповине, которая соединяется с плацентой и отделяется от материнской крови хорионом. Механизм газообмена в хорионе аналогичен газообмену на дыхательной мембране.Однако парциальное давление кислорода в материнской крови в плаценте ниже, примерно на 35-50 мм рт. Ст., Чем в материнской артериальной крови. Разница в парциальных давлениях между материнской кровью и кровью плода невелика, так как парциальное давление кислорода в крови плода у плаценты составляет около 20 мм рт. Следовательно, в кровоснабжение плода не так много кислорода. Гемоглобин плода решает эту проблему, обладая большим сродством к кислороду, чем материнский гемоглобин (Рисунок 22.5.3). И эмбриональный, и взрослый гемоглобин имеют четыре субъединицы, но две субъединицы эмбрионального гемоглобина имеют различную структуру, которая заставляет эмбриональный гемоглобин иметь большее сродство к кислороду, чем взрослый гемоглобин.

Рисунок 22.5.3. Кривые диссоциации кислород-гемоглобин у плода и взрослого: Гемоглобин плода имеет большее сродство к кислороду, чем гемоглобин взрослого.

Двуокись углерода переносится тремя основными механизмами. Первый механизм транспорта углекислого газа — это плазма крови, так как некоторые молекулы углекислого газа растворяются в крови.Второй механизм — транспорт в виде бикарбоната (HCO ₃ ^— ), который также растворяется в плазме. Третий механизм переноса углекислого газа аналогичен переносу кислорода эритроцитами (рис. 22.5.4).

Рисунок 22.5.4 — Транспорт двуокиси углерода: Двуокись углерода переносится тремя различными способами: (а) в эритроцитах; (б) после образования угольной кислоты (H ₂ CO ₃ ), которая растворяется в плазме; (в) и в плазме.

Диоксид углерода растворенный

Хотя углекислый газ не считается хорошо растворимым в крови, небольшая часть — от 7 до 10 процентов — углекислого газа, который диффундирует в кровь из тканей, растворяется в плазме. Затем растворенный диоксид углерода перемещается в кровоток, и когда кровь достигает легочных капилляров, растворенный диоксид углерода диффундирует через дыхательную мембрану в альвеолы, откуда он затем выдыхается во время легочной вентиляции.

Бикарбонатный буфер

Большая часть — около 70 процентов — молекул углекислого газа, которые диффундируют в кровь, переносится в легкие в виде бикарбоната. Большая часть бикарбоната вырабатывается в эритроцитах после диффузии углекислого газа в капилляры, а затем в эритроциты. Карбоангидраза (CA) заставляет диоксид углерода и воду образовывать угольную кислоту (H ₂ CO ₃ ), которая диссоциирует на два иона: бикарбонат (HCO ₃ ^—) и водород (H ⁺ ). ).Следующая формула описывает эту реакцию:

CO ₂ + H ₂ O CA ↔ H ₂ CO ₃ ↔H ⁺ + HCO ₃ ^—

Бикарбонат имеет тенденцию накапливаться в эритроцитах, поэтому концентрация бикарбоната в эритроцитах выше, чем в окружающей плазме крови. В результате часть бикарбоната покидает эритроциты и перемещается вниз по градиенту концентрации в плазму в обмен на ионы хлорида (Cl ^— ).Это явление называется сдвигом хлорида и возникает потому, что при замене одного отрицательного иона на другой отрицательный ион не изменяется ни электрический заряд эритроцитов, ни заряд крови.

В легочных капиллярах происходит обратная химическая реакция, в результате которой образуется бикарбонат (показанный выше), и образуются углекислый газ и вода. Большая часть бикарбоната в плазме повторно попадает в эритроциты в обмен на ионы хлора. Ионы водорода и ионы бикарбоната соединяются с образованием угольной кислоты, которая превращается в углекислый газ и воду под действием угольной ангидразы.Углекислый газ диффундирует из эритроцитов в плазму, где он может далее диффундировать через дыхательную мембрану в альвеолы ​​для выдоха во время легочной вентиляции.

Карбаминогемоглобин

Около 20 процентов углекислого газа связывается гемоглобином и транспортируется в легкие. Углекислый газ не связывается с железом, как кислород; вместо этого диоксид углерода связывает аминокислотные фрагменты глобиновых частей гемоглобина с образованием карбаминогемоглобина , который образуется при связывании гемоглобина и диоксида углерода.Когда гемоглобин не переносит кислород, он имеет тенденцию иметь голубовато-пурпурный оттенок, создавая более темный бордовый цвет, типичный для дезоксигенированной крови. Следующая формула описывает эту обратимую реакцию:

CO ₂ + Hb ↔ HbCO ₂

Подобно переносу кислорода гемом, связывание и диссоциация диоксида углерода в и из гемоглобина зависит от парциального давления диоксида углерода. Поскольку углекислый газ выделяется из легких, кровь, которая покидает легкие и достигает тканей тела, имеет более низкое парциальное давление углекислого газа, чем в тканях.В результате углекислый газ покидает ткани из-за более высокого парциального давления, попадает в кровь, а затем перемещается в эритроциты, связываясь с гемоглобином. Напротив, в легочных капиллярах парциальное давление углекислого газа выше, чем в альвеолах. В результате углекислый газ легко отделяется от гемоглобина и диффундирует через дыхательную мембрану в воздух.

Помимо парциального давления диоксида углерода, насыщение гемоглобина кислородом и парциальное давление кислорода в крови также влияют на сродство гемоглобина к диоксиду углерода.Эффект Холдейна — это явление, которое возникает из-за взаимосвязи между парциальным давлением кислорода и сродством гемоглобина к диоксиду углерода. Гемоглобин, насыщенный кислородом, плохо связывает углекислый газ. Однако, когда кислород не связан с гемом и парциальное давление кислорода низкое, гемоглобин легко связывается с диоксидом углерода.

Внешний веб-сайт

Посмотрите это видео, чтобы увидеть перенос кислорода из легких в ткани.Почему насыщенная кислородом кровь ярко-красного цвета, тогда как дезоксигенированная кровь имеет тенденцию быть более пурпурного цвета?

Обзор главы

Кислород в основном переносится через кровь эритроцитами. Эти клетки содержат металлопротеин, называемый гемоглобином, который состоит из четырех субъединиц с кольцевой структурой. Каждая субъединица содержит один атом железа, связанный с молекулой гема. Гем связывает кислород так, что каждая молекула гемоглобина может связывать до четырех молекул кислорода. Когда все гемовые единицы в крови связаны с кислородом, гемоглобин считается насыщенным.Гемоглобин частично насыщен, когда с кислородом связаны только некоторые гемовые звенья. Кривая насыщения / диссоциации кислород-гемоглобин — это распространенный способ изобразить взаимосвязь того, насколько легко кислород связывается с гемоглобином или диссоциирует от него в зависимости от парциального давления кислорода. Чем выше парциальное давление кислорода, тем легче гемоглобин связывается с кислородом. В то же время, как только одна молекула кислорода связывается гемоглобином, дополнительные молекулы кислорода легче связываются с гемоглобином.Другие факторы, такие как температура, pH, парциальное давление диоксида углерода и концентрация 2,3-бисфосфоглицерата, также могут усиливать или ингибировать связывание гемоглобина и кислорода. Гемоглобин плода имеет другую структуру, чем гемоглобин взрослого, в результате чего гемоглобин плода имеет большее сродство к кислороду, чем гемоглобин взрослого.

Двуокись углерода переносится кровью по трем различным механизмам: в виде растворенного диоксида углерода, в виде бикарбоната или карбаминогемоглобина.Остается небольшая часть углекислого газа. Наибольшее количество переносимого углекислого газа в виде бикарбоната образуется в эритроцитах. Для этого преобразования углекислый газ объединяется с водой с помощью фермента, называемого карбоангидраза. Эта комбинация образует угольную кислоту, которая самопроизвольно диссоциирует на ионы бикарбоната и водорода. По мере того, как бикарбонат накапливается в эритроцитах, он перемещается через мембрану в плазму в обмен на ионы хлора по механизму, называемому сдвигом хлоридов.В легочных капиллярах бикарбонат повторно попадает в эритроциты в обмен на ионы хлорида, и реакция с карбоангидразой меняется на противоположную, восстанавливая углекислый газ и воду. Затем углекислый газ диффундирует из эритроцита через дыхательную мембрану в воздух. Промежуточное количество диоксида углерода связывается непосредственно с гемоглобином с образованием карбаминогемоглобина. Парциальное давление углекислого газа и кислорода, а также насыщение гемоглобина кислородом влияют на то, насколько легко гемоглобин связывает углекислый газ.Чем менее насыщен гемоглобин и чем ниже парциальное давление кислорода в крови, тем легче гемоглобин связывается с углекислым газом. Это пример эффекта Холдейна.

Транспорт углекислого газа | BJA Education

Ключевые моменты

Двуокись углерода транспортируется в крови тремя путями: (i) растворяется в растворе; (ii) забуференный водой в виде угольной кислоты; (iii) связаны с белками, особенно с гемоглобином.

При концентрации гемоглобина 15 г дл ^-1 , смешанная венозная

\ (P \ mbox {\textc {\ mathrm {co}}} _ {2} \)

6.1 кПа содержит 52 мл для ^-1 диоксида углерода; артериальная кровь

\ (P \ mbox {\textc {\ mathrm {co}}} _ {2} \)

5,3 кПа содержит 48 мл дл ^-1 .

Эффекты производства углекислого газа в тканях включают: повышенный уровень Cl ^— в плазме; увеличение среднего корпускулярного объема эритроцитов; и гемоглобин становится менее ацидозным, чем оксигенированный гемоглобин.

Углекислый газ вырабатывается клеточным метаболизмом в митохондриях. Производимое количество зависит от скорости метаболизма и относительного количества метаболизируемых углеводов, жиров и белков.Количество составляет около 200 мл мин. ⁻¹ в состоянии покоя и при смешанном питании; при этом используется 80% потребляемого кислорода, что дает коэффициент дыхания 0,8 (коэффициент дыхания = скорость производства углекислого газа, деленная на скорость потребления кислорода). Углеводная диета дает коэффициент 1, а жирная — 0,7.

Транспорт углекислого газа в крови

Двуокись углерода переносится с кровью из тканей в легкие тремя путями: ¹ (i) растворенным в растворе; (ii) забуференный водой в виде угольной кислоты; (iii) связаны с белками, особенно с гемоглобином.

Примерно 75% углекислого газа переносится в красных кровяных тельцах и 25% — в плазме. Относительно небольшое количество в плазме объясняется отсутствием карбоангидразы в плазме, поэтому связь с водой происходит медленно; плазма играет небольшую роль в буферизации, и комбинация с белками плазмы оставляет желать лучшего.

Существует разница между процентом общего количества углекислого газа, переносимого в каждой форме, и процентом выдыхаемого из них. Например, 5% от общего количества находится в растворе, но 10% выдыхаемого углекислого газа поступает из этого источника; 10% связано с белками, особенно с гемоглобином, но это составляет 30% выдыхаемого количества.

Растворенный диоксид углерода

Углекислый газ в 20 раз более растворим, чем кислород; он подчиняется закону Генри, который гласит, что количество молекул в растворе пропорционально парциальному давлению на поверхности жидкости. Коэффициент растворимости диоксида углерода составляет 0,0308 ммоль литр ^-1 мм рт.ст. ^-1 или 0,231 ммоль литр ^-1 кПа ^-1 при 37 ° C. (Растворимость увеличивается с понижением температуры.) Это соответствует 0.5 мл кПа ^-1 углекислого газа в 100 мл крови при 37 ° C. Парциальное давление углекислого газа составляет 5,3 пКа в артериальной крови и 6,1 кПа в смешанной венозной крови; следовательно, артериальная кровь будет содержать около 2,5 мл на 100 мл растворенного углекислого газа, а венозная кровь — 3 мл на 100 мл. Сердечный выброс в 5 литров мин. ^-1 доставит 150 мл растворенного углекислого газа в легкие, из которых 25 мл будет выдыхаться. Из-за этой высокой растворимости и способности к диффузии парциальное давление углекислого газа в альвеолярной и легочной крови в конце капилляра практически одинаково.Даже большой шунт в 50% вызовет градиент углекислого газа в конце легочных капилляров / артериальной крови около 0,4 кПа.

Угольная кислота

Углекислый газ соединяется с водой с образованием угольной кислоты — реакции, ускоренной карбоангидразой. {{-}} \ end {eqnarray *}

Фермент карбоангидраза присутствует в ряде органов тела, включая глаз, почки и мозг; однако для этой цели важна карбоангидраза красных кровяных телец.{{-}}} \ = \ \ frac {1} {20} \]

Углекислый газ и вода свободно диффундируют в красные кровяные тельца и превращаются в угольную кислоту, которая диссоциирует на ионы водорода и бикарбоната. Ионы водорода не проходят через клеточные мембраны, но углекислый газ проходит легко. Эта ситуация не может поддерживаться, поскольку концентрация внутриклеточных ионов водорода и бикарбонат-иона, осмолярность и размер клетки будут расти и разрушать клетку. Ион бикарбоната диффундирует в плазму для обмена на ионы хлора.{{-}} \)

способствует сдвигу хлоридов.

Накопление иона водорода в эритроците также предотвратит дальнейшее преобразование и производство иона бикарбоната. Однако ионы водорода легко связываются с восстановленным гемоглобином, который становится доступным при высвобождении кислорода; следовательно, свободные ионы водорода удаляются из раствора. Восстановленный гемоглобин менее кислый, чем оксигенированный гемоглобин. Это еще один способ описать эффект Холдейна, который объясняет, что при любом заданном

\ (P \ mbox {\textc {\ mathrm {co}}} _ {2} \)

⁠ содержание углекислого газа в деоксигенированной крови больше, чем у насыщенной кислородом крови.

В результате перемещения ионов хлора в эритроциты и буферизации ионов водорода на восстановленный гемоглобин, межклеточная осмолярность незначительно увеличивается, и вода проникает, вызывая набухание клетки. Это можно измерить как увеличение среднего корпускулярного объема (MCV). Обратный процесс происходит, когда эритроцит проходит через легкие.

Связано с гемоглобином и другими белками

Двуокись углерода быстро соединяется с концевыми незаряженными аминогруппами (R-NH ₂ ) с образованием карбаминовых соединений.{+} \]

В большинстве белков только терминальная аминокислотная группа соединяется с углекислым газом. Гемоглобин отличается при образовании карбаминогемоглобина. Восстановленный гемоглобин является единственным эффективным белковым буфером иона водорода при физиологическом pH из-за высокого содержания в нем аминокислоты гистидина. Ионы водорода присоединяются к имидазольной группе гистидина. Около 30% выдыхаемого углекислого газа было связано с белком гемоглобина.

Количество углекислого газа, содержащегося в крови в карбамино-форме, невелико, но на него приходится треть разницы между содержанием углекислого газа в венах и артериях.Эффект Холдейна отражает разницу в содержании углекислого газа между насыщенным кислородом и восстановленным гемоглобином при одинаковом

\ (P \ mbox {\textc {\ mathrm {co}}} _ {2} \)

⁠. Этот эффект частично объясняется способностью гемоглобина буферизовать ионы водорода, а частично — тем фактом, что восстановленный гемоглобин в 3,5 раза более эффективен в сочетании с диоксидом углерода, чем оксигемоглобин.

Различные гемоглобины различаются по своему сродству к двуокиси углерода, окиси углерода и кислороду.Углекислый газ легко соединяется с гемоглобином с образованием карбаминовой связи при более низком парциальном давлении, чем кислород, но гемоглобин переносит менее четверти количества углекислого газа по сравнению с кислородом. Напротив, гемоглобин плода, благодаря замене β-цепи на γ-цепи, соединяется с кислородом при более низком парциальном давлении. Окись углерода имеет большее сродство к гемоглобину и поэтому вытесняет кислород.

Транспорт углекислого газа в тканях

Транспорт углекислого газа в тканях представлен на Рисунке 1.{{-}} \)

выходит наружу. Ионы водорода поглощаются восстановленным гемоглобином. Имидазольная группа аминокислоты гистидина придает гемоглобину очень значительную буферную способность, которой нет у других аминокислот. Эта буферная способность стала возможной благодаря тому факту, что каждый тетрамер гемоглобина содержит 38 остатков гистидина, и на константу диссоциации имидазольных групп четырех остатков гистидина, к которым присоединены гем-группы, влияет состояние оксигенации гема. .В кислотном состоянии кислородная связь ослабляется, в то время как уменьшение гемоглобина заставляет имидазольную группу становиться более основной. В тканях кислая форма имидазольной группы ослабляет прочность кислородной связи, в то время как ионы водорода буферируются более основным гемоглобином.

Рис. 1

Движение газов на тканевом уровне.

Рис. 1

Движение газов на тканевом уровне.

Транспорт углекислого газа в легких

Сочетание кислорода с гемоглобином облегчается за счет того, что гистидиновая группа становится более основной, что увеличивает сродство гемовой группы к кислороду по мере потери углекислого газа (уравнение 4).{{-}} \) Концентрация

уменьшается по мере образования и удаления углекислого газа (рис. 2).

Рис. 2

Движение газов на альвеолярном уровне.

Рис. 2

Движение газов на альвеолярном уровне.

Кривые диссоциации диоксида углерода

Кривые диссоциации углекислого газа соотносят

\ (P \ mathrm {a} _ {\ mbox {\ textc {\ mathrm {co}}} _ {2}} \)

(кПа или мм рт. Ст.) К количеству углекислого газа (мл) переносится с кровью (рис.3). Количество растворенного углекислого газа и бикарбоната варьируется от

\ (P \ mbox {\ textc {\ mathrm {co}}} _ {2} \)

⁠, но на них мало влияет состояние гемоглобина. Однако на количество карбаминогемоглобина сильно влияет состояние оксигенации гемоглобина, в меньшей степени

\ (P \ mbox {\textc {\ mathrm {co}}} _ {2} \)

⁠.

Рис. 3

Общий транспорт углекислого газа в цельной крови.

Рис. 3

Общий транспорт углекислого газа в цельной крови.

В смешанной венозной крови

\ (P \ mbox {\textc {\ mathrm {co}}} _ {2} \)

составляет 6,1 кПа (46 мм рт. Ст.), А в артериальной крови

\ (P \ mbox { \textc {\ mathrm {co}}} _ {2} \)

составляет 5,3 кПа (40 мм рт. {{-}} \ + \ \ mathrm {O } _ {2} \]

Фиг.5

Парциальное давление кислорода и углекислого газа.

Рис. 5

Парциальное давление кислорода и углекислого газа.

Таблица 1

Сводка нормальных значений pH и углекислого газа, содержащихся в артериальной и венозной крови (1 ммоль = 22,32 мл) ²

+

03 мм мл дл ^-1 9050 9050 углекислый газ незначительная 9050 90500 9050 9050 углерода

.	Артериальная кровь .		.	Смешанная венозная кровь .		.	Артериальная / венозная разница .		.
Цельная кровь
pH	7,4		7,36 −										mbox {\textc {\ mathrm {co}}} _ {2} \) кПа	5.3		6,1		+0,8
мм рт.	21,5		23,3		+1,8
мл для -1	48		52
0
Плазма	ммоль литр −1	мл дл −1	ммоль литр −1	мл дл −1
Растворенный диоксид углерода	1,2	2,5	1,4	3,0	+0,2	+0,5
Углекислый газ	Углекислый газ 0.0017		0,002		+0,0003
Бикарбонат-ион	24,4		26,2			+1,8		незначительная
Всего	25,6		27.6		+2.0
Фракция эритроцитов
0,5 Растворенный углекислый газ
Бикарбонат-ион	5,88	13,0	5,92	13,2	+0,04
Карбамино диоксид углерода 1
2,5	1,70	3,8	+0,6	+1,3
Плазменная фракция													0,76	1,8	0,1	+0,3
Бикарбонат-ион	13,42	30,0	14.41	32,0	0,99	+2,0
Общий диоксид углерода в 1 литре крови (ммоль литр −1 )	21,5	48	23,30	52	4,0

+

03 мм мл дл ^-1 9050 9050 углекислый газ незначительная 9050 90500 9050 9050 углерода

.	Артериальная кровь .		.	Смешанная венозная кровь .		.	Артериальная / венозная разница .		.
Цельная кровь
pH	7,4		7,36 −										mbox {\textc {\ mathrm {co}}} _ {2} \) кПа	5.3		6,1		+0,8
мм рт.	21,5		23,3		+1,8
мл для -1	48		52
0
Плазма	ммоль литр −1	мл дл −1	ммоль литр −1	мл дл −1
Растворенный диоксид углерода	1,2	2,5	1,4	3,0	+0,2	+0,5
Углекислый газ	Углекислый газ 0.0017		0,002		+0,0003
Бикарбонат-ион	24,4		26,2			+1,8		незначительная
Всего	25,6		27.6		+2.0
Фракция эритроцитов
0,5 Растворенный углекислый газ
Бикарбонат-ион	5,88	13,0	5,92	13,2	+0,04
Карбамино диоксид углерода 1
2,5	1,70	3,8	+0,6	+1,3
Плазменная фракция													0,76	1,8	0,1	+0,3
Бикарбонат-ион	13,42	30,0	14.41	32,0	0,99	+2,0
Общий диоксид углерода в 1 литре крови (ммоль литр −1 )	21,5	48	23,30	52	4.0

Таблица 1

Сводка нормальных значений pH и углекислого газа, содержащихся в артериальной и венозной крови (1 ммоль = 22,32 мл) ²

Растворенный диоксид углерода 50502505050 9050 9050 9050 9050 9050 9050 9050 9050 9050 9050 9050 9050 9050 9050

.	Артериальная кровь .		.	Смешанная венозная кровь .		.	Артериальная / венозная разница .		.
Цельная кровь
pH	7,4		7.36		−0,033
\ (P \ mbox {\textc {\ mathrm {co}}} _ {2} \) кПа	5,3		6,1	+0,8
мм рт.3		+1,8
мл дл −1	48		52		+4.0
	мл дл −1	ммоль литр −1	мл дл −1	ммоль литр −1	мл дл −1
	2,5	1,4	3,0	+0,2	+0,5
Угольная кислота	0,0017		0,002		+0,0003			+0,0003		26,2		+1,8
Карбамино диоксид углерода	незначительное		незначительное		незначительное	9050 Всего		27,6		+2,0
Фракция эритроцитов																9050 9050 1,2	+0,07
Бикарбонат-ион	5,88	13,0	5,92	13.2	+0.04
Карбамино диоксид углерода	1,10	2,5	1,70	3,8	+0,6	+1,3
Растворяет диоксид углерода	0,66	1,5	0,76	1,8	0,1	+0.3
Бикарбонат-ион	13,42	30,0	14,41	32,0	0,99	+2,0
Всего диоксида углерода в 1 литре крови 183 90 −650 9018	48	23,30	52	+1,8	+4,0

+

03 мм мл дл ^-1 9050 9050 углекислый газ незначительная 9050 90500 9050 9050 углерода

.	Артериальная кровь .		.	Смешанная венозная кровь .		.	Артериальная / венозная разница .		.
Цельная кровь
pH	7,4		7,36 −										mbox {\textc {\ mathrm {co}}} _ {2} \) кПа	5.3		6,1		+0,8
мм рт.	21,5		23,3		+1,8
мл для -1	48		52
0
Плазма	ммоль литр −1	мл дл −1	ммоль литр −1	мл дл −1
Растворенный диоксид углерода	1,2	2,5	1,4	3,0	+0,2	+0,5
Углекислый газ	Углекислый газ 0.0017		0,002		+0,0003
Бикарбонат-ион	24,4		26,2			+1,8		незначительная
Всего	25,6		27.6		+2.0
Фракция эритроцитов
0,5 Растворенный углекислый газ
Бикарбонат-ион	5,88	13,0	5,92	13,2	+0,04
Карбамино диоксид углерода 1
2,5	1,70	3,8	+0,6	+1,3
Плазменная фракция													0,76	1,8	0,1	+0,3
Бикарбонат-ион	13,42	30,0	14.{{-}} \) или Cl — ионы. Следовательно, красные кровяные тельца увеличиваются в размерах, а гематокрит венозной крови примерно на 3% больше, чем артериальной крови. Концентрация хлорид-иона в плазме ниже, но концентрация бикарбонат-иона выше. pH эритроцитов Общее снижение всего гемоглобина приведет к повышению pH крови на 0,03. При понижении насыщения на 25% pH увеличивается на 0,007 (при постоянном значении \ (P \ mbox {\textc {\ mathrm {co}}} _ {2} \) ⁠).Если \ (P \ mbox {\ textc {\ mathrm {co}}} _ {2} \) повысится на 0,8 кПа (6 мм рт. Ст.), То есть разницу между смешанной венозной и артериальной кровью, pH снизится на 0,04. Чистый эффект — снижение pH на 0,033 с 7,4 до 7,36. Изменения эритроцитов при прохождении через легкие В легочной капиллярной крови красные кровяные тельца выделяют углекислый газ, и сродство гемоглобина к кислороду увеличивается. Оксигенированный гемоглобин связывает меньше ионов водорода, что делает его более кислым, но падение \ (P \ mbox {\ textc {\ mathrm {co}}} _ {2} \) , а также сдвиг хлорид- и бикарбонат-ионов, делает эритроциты менее кислыми.Смещение воды наружу дает меньшую MCV и снижение гематокрита. Кривая диссоциации кислорода сместится влево (эффект Бора). Концентрация хлорид-иона в плазме крови выше в артериальной, чем в венозной; концентрация бикарбоната ниже. Роль диоксида углерода в удалении кислоты Каждую минуту выдыхается 200 мл углекислого газа; это эквивалентно 12–13 моль ионов водорода за 24 ч. 1 pH мочи колеблется от 4.От 5 до 8.0. Значение pH 4,0 соответствует 10 -4 моль-литр -1 ионов водорода. Таким образом, на прохождение 3 литров мочи приходится относительно небольшое количество элиминированных ионов водорода за 24 часа; однако сюда входят ионы фосфата и сульфата, которые не могут быть преобразованы в диоксид углерода. Эффект апноэ Общее содержание в организме диоксида углерода, включая ионы бикарбоната, составляет 120 литров, что в 100 раз больше, чем кислорода. Если есть апноэ и весь углекислый газ задерживается в организме, \ (P \ mbox {\textc {\ mathrm {co}}} _ {2} \) повысится на 0.От 4 до 0,8 кПа мин. –1 (3–6 мм рт. Ст.). Альвеолярный газ быстро сравняется с венозной кровью, давая альвеолярный \ (P \ mbox {\ textc {\ mathrm {co}}} _ {2} \) повышается с 5,3 до 6,1 кПа и \ (P \ mbox {\textc {\ mathrm {o}}} _ {2} \) падает с 14 до 5,3 кПа за 1 мин. Следовательно, у пациента быстро развивается гипоксемия. Если пациент предварительно оксигенирован 100% кислородом, артериальное давление кислорода останется выше 13 кПа и 100% насыщение будет поддерживаться в течение нескольких минут, поскольку 250 мл мин. -1 кислорода используется из-за высокого парциального давления в легких. .Однако \ (P \ mathrm {a} _ {\ mbox {\textc {\ mathrm {co}}} _ {2}} \) будет неуклонно расти; через 5 минут оно приблизится к 10 кПа с соответствующим падением pH. Список литературы 1. Ganong WF. Обзор медицинской физиологии , 21-е изд. Lange Medical Books, 2003 2. Nunn JF. Респираторная физиология , 5-е изд. Баттерворт Хайнеманн, 1999 3. West JB. Респираторная физиология , 7-е изд.Липпинкотт Уильямс и Уилкинс, 2004 Повышение квалификации в области анестезии, интенсивной терапии и боли | Том 5, номер 6, 2005 г. © Правление и попечители Британского журнала анестезии [2005]. Все права защищены. Для получения разрешений обращайтесь по электронной почте: [email protected] . Гиперкапния — Физиопедия Введение Гиперкапния — это когда в крови слишком много углекислого газа (CO2). Обычно это вызвано гиповентиляцией тела, которая приводит к задержке СО2. Гиперкапния — это повышение парциального давления углекислого газа (PaCO2) выше 45 мм рт.ст. по показаниям газов артериальной крови. [1] Гиперкапния может в конечном итоге вызвать гипоксемию из-за снижения дыхательной активности. Гиперкапния, наоборот, может быть вызвана длительной гипоксемией, которая заставляет организм компенсировать это, что приводит к увеличению содержания CO2 в крови. Это называется дыхательной недостаточностью 2 типа. Легочная система обычно отлично удаляет избыток CO2 из организма.Большинство причин гиперкапнии связаны с неспособностью легочной системы вентилировать должным образом, удаляя CO2. BiPAP, CPAP и интубация с механической вентиляцией легких — это поддерживающие меры, направленные на оптимизацию оксигенации при удалении CO2 из организма, но лечение гиперкапнии должно быть сосредоточено на выявлении индуцирующей этиологии и целевой терапии. [2] Эпидемиология Гиперкапния — это синдром болезни, а не заболевание отдельной этиологии.Таким образом, точная эпидемиология связана со специфической патологией, вызывающей заболевание. [2] Дыхательная недостаточность 2 типа Дыхательная недостаточность 2-го типа определяется как: PaCO2 более 4,2 кПа и PaO2 менее 8 кПа. [1] (эти диапазоны могут незначительно отличаться в зависимости от книги или статьи). [3] Это вызвано снижением респираторного драйва, которое обычно возникает из-за неврологического нарушения. Эти неврологические нарушения могут иметь травматический или коварный характер. Дыхательная недостаточность 2 типа также часто встречается у пациентов с прогрессирующей ХОБЛ из-за: длительной гипоксемии или отсутствия газообмена в альвеолах из-за плохого качества тканей. [4] В отличие от гипоксемии, пациент будет сонливым и с низкой частотой дыхания из-за повышенного содержания CO2 в головном мозге. [1] Клинические признаки При острой стадии у пациента с гиперкапнией могут наблюдаться некоторые или все из следующих симптомов [1] [5] : Знак Клиническая характеристика Наблюдение Тахикардия Учащение пульса ЧСС> 100 уд / мин Одышка Нарушение частоты дыхания RR несоответствующий брадипноэ Низкая частота дыхания ЧД <12 уд / мин Покрасневшая кожа Покраснение лица или тела Может быть гипертермическим (не всегда) Горячий калор Теплые конечности Может быть гипертермическим (не всегда) Измененное психическое состояние спутанность сознания, сонливость, трудно проснуться Astrexis взмах руки Подергивание рук, неспособность оставаться на месте Tachypnoae Учащение дыхания и поверхностное / апикальное дыхание, усиление использования дополнительных мышц RR> 20 ударов в минуту При хронических респираторных заболеваниях эти симптомы могут развиваться со временем, однако симптомы могут стать серьезными, что может привести к коме или смерти, если их не лечить. Патология Гиперкапния имеет следующую патологию: [6] Повышенное содержание CO2 в организме может быть вызвано метаболической компенсацией или дыхательной недостаточностью Повреждение ЦНС (центральной нервной системы), такое как синдром Гийена-Барре или черепно-мозговая травма, может привести к снижению респираторного влечения Пониженная частота дыхания приводит к снижению дыхательного объема и гиповентиляции Причина плохого газообмена в альвеолах Это вызывает задержку CO2 и, следовательно, гиперкапнию или дыхательную недостаточность 2 типа [7] Причины гиперкапнии Дыхательная недостаточность Плохое соответствие вентиляции / перфузии (V / Q) приводит к снижению газообмена O2 и CO2. Задержка мокроты — означает меньшую площадь поверхности для обмена газов Неисправность вентиляционного насоса Гиперинфляция легких [5] Задержка CO2 — неконтролируемая кислородная терапия или получение слишком большого количества кислорода может заставить людей, которые обычно имеют более высокий уровень CO2, удерживать больше, пока он не достигнет опасного уровня. [8] Острая задержка CO2 не является причиной для снижения FiO2, если пациенты не имеют доказательств острой или хронической задержки CO2, вторичной по отношению к хроническим респираторным заболеваниям Это может быть диагностировано путем интерпретации недавних результатов анализа газов крови, оценки pH по отношению к PaCO2 Метаболическая компенсация Пациенты с почечной недостаточностью могут проявлять повышенную работу дыхания. ABGs покажут метаболический ацидоз, как правило, с некоторой формой респираторной компенсации, например Снижение O2 Также может присутствовать отек легких и плевральный выпот Сепсис [9] Увеличение использования стероидов [9] Лечение Первоначальное лечение гиперкапнии — кислородная терапия с целью увеличения объема вдыхаемого кислорода. [5] Если не лечить или недостаточно лечить, высока вероятность возникновения гипоксии и гипоксемии. Если низкий PaO2 и высокий PaCO2 сохраняются, может потребоваться какая-либо форма вентиляции: CPAP, неинвазивная (NIPPV) или инвазивная, в зависимости от тяжести или риска для жизни. [10] [5] Целью лечения является предотвращение дальнейшей дыхательной недостаточности и гипоксемии тканей, особенно головного мозга. Хроническая гиперкапния Хроническая гиперкапния наблюдается у пациентов с ХОБЛ, и ее можно лечить разными способами: Фармакология: бронходилататоры длительного действия [11] , противовоспалительная терапия, системные стероиды и антибиотики в случае острой дыхательной недостаточности [5] [12] . Легочная реабилитация: лечебная физкультура для улучшения качества жизни и предотвращения мышечной деградации [12] Длительная кислородная терапия Неинвазивная вентиляция: использование NIPPV (неинвазивная вентиляция с положительным давлением) может быть полезно для пациентов с гиперкапникой в ​​ночное время или у пациентов с апоеной сна [5] CPAP (постоянное положительное давление в дыхательных путях): используется в качестве альтернативы вентиляции при лечении гиперкапии [13] Осложнения [5] Нарушение психического состояния и спутанность сознания Потеря сознания и кома [14] Сердечная аритмия Гипоксемия и гибель тканей Необратимое повреждение головного мозга Смерть Ресурсы Газы артериальной крови Дыхательная недостаточность ХОБЛ Измерение частоты дыхания и общих моделей дыхания Список литературы ↑ 1.0 1,1 1,2 1,3 Patel S, Miao JH, Majmundar SH. Физиология, задержка углекислого газа. InStatPearls [Интернет] 2020 12 февраля. StatPearls Publishing. ↑ 2.0 2.1 Hypercapnea Последнее обновление: 26 июля 2020 г. Дипа Рават; Пранав Моди; Сандип Шарма. Доступно по адресу: https: //www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK500012/ (дата обращения: 30.09.2020) ↑ Кеньон К., Кеньон Дж. Карманный справочник физиотерапевта. Важные факты у вас под рукой.2-е изд. Лондон: Черчилль Ливингстон, Эльзевир. 2009 г. ↑ Макэвой Р.Д., Пирс Р.Дж., Хиллман Д., Эстерман А., Эллис Е.Е., Кэтчесайд П.Г., О’Донохью Ф.Дж., Барнс Д.Дж., Грюнштейн Р.Р. Ночная неинвазивная вентиляция носа при стабильной гиперкапнической ХОБЛ: рандомизированное контролируемое исследование. Грудная клетка. 1 июля 2009 г .; 64 (7): 561-6. ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 5,5 5,6 Budweiser S, Jörres RA, Pfeifer M. Лечение дыхательной недостаточности при ХОБЛ.Международный журнал хронической обструктивной болезни легких. 2008 декабрь; 3 (4): 605. ↑ Eckert DJ, Jordan AS, Merchia P, Malhotra A. Центральное апноэ во сне: патофизиология и лечение. Грудь. 2007, 1 февраля; 131 (2): 595-607. ↑ MrA. Патология гиперкапнии. Доступно по адресу: https://www.youtube.com/watch?v=QrvhApnoKDM [последнее обращение 20.08.2012] ↑ West JB. Причины и компенсации гипоксемии и гиперкапнии. Комплексная физиология. 2011 Янв; 1 (3): 1541-53. ↑ 9.0 9.1 Rawat D, Sharma S. Hypercapnea. [Обновлено 4 июня 2019 г.]. В: StatPearls [Интернет]. Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing; 2020 Янв. Доступно по адресу: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK500012/ ↑ Antonelli M, Pennisi MA, Pelosi P, Gregoretti C, Squadrone V, Rocco M, Cecchini L, Chiumello D, Severgnini P, Proietti R, Navalesi P. Неинвазивная вентиляция с положительным давлением с использованием шлема у пациентов с острым обострением хронической обструктивной болезни. Легочная болезнь. Технико-экономическое обоснование.Анестезиология: Журнал Американского общества анестезиологов. 2004, 1 января; 100 (1): 16-24. ↑ Niewoehner DE, Rice K, Cote C, Paulson D, Cooper JA, Korducki L, Cassino C, Kesten S. Профилактика обострений хронической обструктивной болезни легких с помощью тиотропия, антихолинергических бронходилататоров, вводимых один раз в день: рандомизированное исследование. Анналы внутренней медицины. 2005 6 сентября; 143 (5): 317-26. ↑ 12,0 12,1 Рабе К.Ф., Херд С., Анзуэто А., Барнс П.Дж., Буист С.А., Калверли П., Фукучи И., Дженкинс С., Родригес-Ройзин Р., Ван Велл С., Зилински Дж.Глобальная стратегия диагностики, лечения и профилактики хронической обструктивной болезни легких: резюме GOLD. Американский журнал респираторной медицины и реанимации. 2007 15 сентября; 176 (6): 532-55. ↑ Dial S, Menzies D. Есть ли роль маскировки постоянного положительного давления в дыхательных путях при острой дыхательной недостаточности из-за ХОБЛ? Уроки ретроспективного аудита 3 разных когорт. Международный журнал хронической обструктивной болезни легких. 2006 Март; 1 (1): 65. ↑ Сакута Ю., Курода Н., Цуге М., Фудзита Ю.Гиперкапнический респираторный дистресс и потеря сознания: осложнение блокады надключичного плечевого сплетения. Клинические отчеты JA. 2015 декабрь 1; 1 (1): 13. Тесты для измерения уровня кислорода Тесты для проверки уровня кислорода в крови могут быть полезны при диагностике или мониторинге заболеваний легких. Используемые тесты включают: Пульсоксиметрия Что такое пульсоксиметрия? Кислород переносится в ваших эритроцитах молекулой, называемой гемоглобином.Пульсоксиметрия определяет, сколько кислорода переносит гемоглобин в крови. Это называется насыщением кислородом и выражается в процентах (оценивается по 100-балльной шкале). Это простой и безболезненный тест, в котором датчик помещается на кончик пальца или мочку уха. Для чего используется пульсоксиметрия? У людей с заболеваниями легких уровень кислорода в крови может быть ниже нормы, поэтому пульсоксиметрия может помочь диагностировать проблему. Чем сильнее повреждены легкие, тем выше вероятность проблемы с потреблением кислорода.Пульсоксиметрию также можно использовать для определения степени поражения легких. Тест может быть проведен как разовое точечное измерение. Его также можно использовать для измерения уровня кислорода в течение определенного периода времени, например, во время физических упражнений, таких как ходьба, или когда вы спите. Как я могу подготовиться к тесту пульсоксиметрии? Лак для ногтей или накладные ногти могут блокировать свет и влиять на чтение. Поэтому вам будет предложено удалить его только на одном пальце.Это поможет получить точный результат. На результаты пульсовой оксиметрии могут влиять медицинские состояния, включая анемию и синдром Рейно. Если вас это беспокоит, поговорите со своим врачом. Что происходит во время теста пульсоксиметрии? К вашему пальцу или мочке уха прикреплен небольшой прибор, называемый оксиметром. Это устройство пропускает свет через кончик пальца или мочку уха. Он определяет количество кислорода в крови. Как работает пульсоксиметр Пульсоксиметр измеряет количество света, поглощаемого вашей кровью. Это говорит нам, сколько кислорода содержится в вашей крови. Пульсоксиметр пропускает через кончик пальца или мочку уха 2 световых индикатора: один красный и один инфракрасный. Кровь, содержащая много кислорода, поглощает больше инфракрасного света и пропускает больше красного света. Кровь без достаточного количества кислорода поглощает больше красного света и пропускает больше инфракрасного света. Если вашим клеткам крови не хватает кислорода, они станут более синими. Могу ли я сделать тест пульсоксиметрии дома? Оксиметры для домашнего использования можно купить в Интернете и в аптеке. Их можно использовать для измерения уровня кислорода в крови, но иногда они дают неверные или неточные измерения. Перед тестированием дома поговорите со своим лечащим врачом. Как будут выглядеть результаты? На дисплее оксиметра отображается процентное содержание кислорода в крови.Для здорового человека нормальный уровень насыщения крови кислородом составляет около 95–100%. Если уровень кислорода ниже этого, это может быть признаком проблемы с легкими. Людям с низким уровнем кислорода может потребоваться дополнительный кислород или другое лечение. Ваш лечащий врач обсудит это с вами. Текущие руководящие принципы рекомендуют направлять людей со стабильной насыщенностью кислородом в состоянии покоя на уровне 92% или менее на оценку газов крови, чтобы определить, подходит ли кислородная терапия. Обычно перед назначением кислорода вам необходимо сдать несколько анализов газов крови. Изменение уровня кислорода может означать, что состояние ваших легких ухудшилось. У людей с пневмонией и у детей с проблемами легких насыщение кислородом может помочь решить, нужно ли кому-то присматривать в больнице. Анализ газов крови Что такое анализ газов крови? Анализ газов крови используется для более точного определения количества кислорода и углекислого газа в крови.Тест называется: анализ газов артериальной крови , если образец взят с запястья a Анализ газов капиллярной крови , если образец взят из мочки уха Для чего это используется? Анализ газов крови используется для проверки того, насколько хорошо работают ваши легкие и способны ли они эффективно обменивать кислород и углекислый газ. Его можно использовать, чтобы узнать, нужна ли вам кислородная терапия. Что происходит во время анализа газов крови? Тестер возьмет небольшой образец вашей крови.Обычно они вводят это с помощью иглы и шприца в одну из артерий вашего запястья. Или они могут взять кровь с внутренней стороны вашего локтя. Иногда они используют местный анестетик. Некоторые больницы проверяют газы крови, взяв образец крови из мочки уха. Ваш тестер нанесет на мочку уха специальный крем, который способствует увеличению кровотока. От этого ухо покраснеет и станет жарко. Кровеносные сосуды в мочке уха будут содержать примерно такое же количество кислорода, как кровь, взятая из вашей артерии. Через несколько минут тестер может взять образец, уколов мочку уха и уловив образовавшуюся каплю крови. Это не больно — это похоже на то, как можно проверить уровень сахара в крови по уколу пальца. Метод мочки уха обычно нельзя использовать, если вам нужно пройти тест при плохом самочувствии (например, когда вы поступили в больницу с обострением симптомов ХОБЛ). Как будут выглядеть результаты? Результатом будет набор показаний, показывающий кислород двуокись углерода кислотность / щелочность (pH) Ненормальные результаты могут означать, что ваше тело не получает достаточно кислорода или не избавляется от достаточного количества углекислого газа. Высокий уровень углекислого газа может означать, что вы дышите поверхностно по ночам, и вам может быть полезно использовать аппарат искусственной вентиляции легких дома. Оценка долгосрочной оксигенотерапии (LTOT) Что такое оценка долгосрочной оксигенотерапии? Некоторым людям с очень низким уровнем кислорода может быть полезна кислородная терапия. Оценка долгосрочной оксигенотерапии — это набор тестов для измерения уровня кислорода в крови, чтобы определить, достаточно ли он низок для того, чтобы оксигенотерапия была полезной. Для чего это используется? Оценка долгосрочной кислородной терапии используется для определения уровня кислорода у людей с хроническими заболеваниями, такими как ХОБЛ, легочный фиброз, астма, легочная гипертензия или муковисцидоз. Результат может помочь вашему лечащему врачу решить, следует ли вам пройти кислородную терапию. Что происходит при оценке кислорода? Оценка кислорода обычно проводится, когда состояние ваших легких стабильно и у вас нет инфекции грудной клетки.Уровень кислорода может снижаться во время инфекций, но, если уровень кислорода не остается низким, обычно нет необходимости иметь кислород дома. Оценка включает в себя измерение газов крови 2 раза с интервалом в несколько недель. Ваш уровень кислорода будет проверяться, пока вы сидите. Вам предстоит пройти пульсоксиметрический тест, а также, возможно, пройти тест на функцию легких с помощью спирометра. Иногда вас просят пройти тест на ходьбу, чтобы проверить, снижается ли уровень кислорода во время тренировки и, если это происходит, означает ли дополнительный кислород, что вы можете ходить дальше. Некоторым людям, которым не нужно постоянно использовать кислород, кислород может принести пользу, когда они физически тренируются. Это называется амбулаторным кислородом. Это полезно только для людей, у которых уровень кислорода значительно падает при ходьбе. Что произойдет, если у меня низкий уровень кислорода? Если у вас низкий уровень кислорода и вам необходимо начать кислородную терапию, ваши газы крови будут снова проверяться, пока вы вдыхаете дополнительный кислород. Кислород доставляется через маленькие прозрачные трубки, известные как носовые канюли или маска для лица, закрывающая нос и рот.Эта проверка поможет определить, сколько кислорода вам нужно для повышения уровня кислорода в крови. Тест на гипоксическую нагрузку (пригодность к полетам) Что такое тест на гипоксию? Тест на гипоксию имитирует условия внутри кабины самолета во время полета. Это означает, что вы будете вдыхать пониженный уровень кислорода, как в самолете. Его иногда называют тестом на пригодность к полету , хотя он охватывает только вопрос о том, нужен ли кислород. Для чего это используется? Используется, чтобы узнать, понадобится ли вам кислород во время полета. Если вы живете с заболеванием легких, ваш уровень кислорода может быть ниже нормы. Во время полета уровень кислорода в воздухе салона составляет всего около 15% по сравнению с 21% на уровне моря. Это означает, что во время полета уровень кислорода в крови может упасть еще больше, до уровня, при котором существует риск проблем с сердцем или других осложнений. Этого можно избежать, имея кислород в полете. Результаты помогут решить, понадобится ли вам дополнительный кислород во время полета. Если вы планируете полет, заранее спросите у своего лечащего врача, нужен ли вам этот тест. Это поможет вам спланировать поездку. Что происходит во время теста на гипоксию? Сидя, вы дышите смесью с низким содержанием кислорода, используя маску для лица. Ваш уровень кислорода и частота сердечных сокращений будут контролироваться. В конце теста можно взять небольшой образец крови из мочки уха или запястья. Если во время теста ваш уровень кислорода снизится, ваш лечащий врач добавит дополнительный кислород, чтобы проверить, вернется ли ваш уровень кислорода в норму. Что означают результаты? В конце теста ваш врач может принять решение о вашей потребности в кислороде во время полета. Если во время теста у вас падает кислород, даже после добавления дополнительного кислорода, вам может быть небезопасно летать. Если вашему лечащему врачу удалось довести уровень кислорода до стабильного, он будет знать, какое количество дополнительного кислорода вам необходимо для безопасного полета. Если вы уже находитесь на кислороде, вам обязательно понадобится дополнительный кислород в полете. Спросите об этом своего лечащего врача. Помогите нам продолжить борьбу людей с заболеваниями легких с COVID-19 Щедрые пожертвования от таких людей, как вы, означают, что наша благотворительная линия помощи и веб-сайт могут продолжать работать для людей с заболеваниями легких, когда они в нас больше всего нуждаются! Продолжающаяся борьба с COVID-19 означает, что люди с заболеваниями легких по-прежнему будут нуждаться в помощи и поддержке, которые позволяют нам оказывать ваши пожертвования. Чтобы помочь изменить жизнь людей с заболеваниями легких в этом году и в будущем, пожалуйста, пожертвуйте сегодня или настройте ежемесячный подарок , чтобы мы знали, что можем рассчитывать на вашу постоянную поддержку. Поддержите нас Загрузить эту информацию (154 КБ, PDF) Кислород и углекислый газ: газообмен и перенос в животных Цели обучения Применить закон парциальных давлений для прогнозирования направления движения газа в растворе Объясните функциональную адаптацию поверхностей газообмена у животных, используя закон Фика (площадь поверхности, расстояние, градиенты концентрации и перфузия). Сравните и сопоставьте структуру / функцию жабр, трахей и легких Опишите обратимое связывание O2 с гемоглобином (кривые диссоциации) Предсказать влияние pH, температуры и концентрации CO2 на сродство гемоглобина к O2 Приведенная ниже информация была адаптирована из OpenStax Biology 39.0 Информация ниже была адаптирована из OpenStax Biology 39.2 Структура любой респираторной поверхности (легкие, жабры, трахеи) увеличивает площадь ее поверхности для увеличения диффузии газа. Из-за огромного количества альвеол (примерно 300 миллионов в каждом легком человека) площадь поверхности легкого очень велика (75 м 2 ). Такая большая площадь поверхности увеличивает количество газа, который может диффундировать в легкие и из них. Респираторные поверхности также очень тонкие (обычно толщиной всего в одну клетку), что сводит к минимуму расстояние, на которое газ должен диффундировать по поверхности. Газообмен при дыхании происходит главным образом за счет диффузии. Диффузия — это процесс, в котором перенос осуществляется за счет градиента концентрации. Молекулы газа перемещаются из области высокой концентрации в область низкой концентрации. Кровь с низким содержанием кислорода и высоким содержанием углекислого газа в легких подвергается газообмену с воздухом. Воздух в легких имеет более высокую концентрацию кислорода, чем в крови, обедненной кислородом, и более низкую концентрацию углекислого газа.Этот градиент концентрации обеспечивает газообмен во время дыхания. Парциальное давление — это мера концентрации отдельных компонентов в смеси газов. Общее давление, оказываемое смесью, представляет собой сумму парциальных давлений компонентов в смеси. Скорость диффузии газа пропорциональна его парциальному давлению в общей газовой смеси. Дыхательный процесс можно лучше понять, изучив свойства газов.Газы движутся свободно, но частицы газа постоянно ударяются о стенки своего сосуда, создавая давление газа. Воздух представляет собой смесь газов, в основном азота (N 2 ; 78,6 процента), кислорода (O 2 ; 20,9 процента), водяного пара (H 2 O; 0,5 процента) и диоксида углерода (CO . 2 ; 0,04 процента). Каждый газовый компонент этой смеси оказывает давление. Давление отдельного газа в смеси — это парциальное давление этого газа. Примерно 21 процент атмосферного газа составляет кислород.Однако углекислый газ содержится в относительно небольших количествах, 0,04 процента. Парциальное давление кислорода намного больше, чем у углекислого газа. Парциальное давление любого газа можно рассчитать по: P = (Patm) — (процентное содержание в смеси). P атм , атмосферное давление, представляет собой сумму всех парциальных давлений атмосферных газов, сложенных вместе, Патм = PN2 + PO2 + Ph3O + PCO2 = 760 мм рт. Ст. Давление атмосферы на уровне моря 760 мм рт.Следовательно, парциальное давление кислорода составляет: PO2 = (760 мм рт. Ст.) (0,21) = 160 мм рт. Ст. и для двуокиси углерода: PCO2 = (760 мм рт. Ст.) (0,0004) = 0,3 мм рт. На больших высотах P атм. уменьшается, но концентрация не меняется; снижение парциального давления происходит за счет снижения P атм . Когда воздушная смесь достигает легких, они увлажняются. Давление водяного пара в легких не влияет на давление воздуха, но оно должно быть включено в уравнение парциального давления.Для этого расчета давление воды (47 мм рт. Ст.) Вычитается из атмосферного давления: 760 мм рт. Ст. — 47 мм рт. Ст. = 713 мм рт. Ст. , а парциальное давление кислорода: (760 мм рт. Ст. — 47 мм рт. Ст.) —0,21 = 150 мм рт. Эти давления определяют газообмен или расход газа в системе. Кислород и углекислый газ будут течь в соответствии с их градиентом давления от высокого к низкому. Следовательно, понимание парциального давления каждого газа поможет понять, как газы движутся в дыхательной системе. Закон диффузии Фика: правила газового обмена Скорость диффузии газа по поверхности контролируется следующим: k, постоянная диффузии газа А, площадка для газообмена P2-P1, разница парциального давления газа по обе стороны от диффузионного барьера D, расстояние, на которое газ должен диффундировать (толщина диффузионного барьера) Эти члены связаны следующим уравнением: Скорость диффузии = k x A x (P2-P1) / D Газы движутся «вниз» по своему градиенту парциального давления (из областей с высокой концентрацией в области с низкой концентрацией. Подводя итог обсуждению парциальных давлений выше: Парциальное давление = Давление определенного газа в смеси газов Дробная составляющая газа x общее давление воздуха в мм рт. Ст. Газ движется вниз по градиенту парциального давления (от высокой до низкой) Атмосфера всегда на 21% состоит из кислорода. Парциальное давление — это давление определенного газа в смеси газов, которое рассчитывается путем умножения фракционного состава конкретного газа на общее давление воздуха в мм рт. Ст. Парциальное давление кислорода и углекислого газа изменяется по мере движения крови по телу. Короче говоря, изменение парциального давления от альвеол к капиллярам направляет кислород в ткани и углекислый газ в кровь из тканей. Затем кровь транспортируется в легкие, где разница в давлении в альвеолах приводит к перемещению углекислого газа из крови в легкие и кислорода в кровь. Информация ниже была адаптирована из OpenStax Biology 39.1 Для небольших многоклеточных организмов диффузии через внешнюю мембрану достаточно для удовлетворения их потребности в кислороде.Газообмен путем прямой диффузии через поверхностные мембраны эффективен для организмов диаметром менее 1 мм. У простых организмов, таких как книдарии и плоские черви, каждая клетка тела находится рядом с внешней средой. Их клетки остаются влажными, а газы быстро диффундируют за счет прямой диффузии. Плоские черви — это маленькие, буквально плоские черви, которые «дышат» путем диффузии через внешнюю мембрану. Плоская форма этих организмов увеличивает площадь поверхности для диффузии, гарантируя, что каждая клетка в теле находится близко к поверхности внешней мембраны и имеет доступ к кислороду.Если бы плоский червь имел цилиндрическое тело, то клетки в центре не могли бы получать кислород. Процесс дыхания этого плоского червя осуществляется путем диффузии через внешнюю мембрану. (кредит: Стивен Чайлдс) Дождевые черви и земноводные используют свою кожу (покровы) как орган дыхания. Плотная сеть капилляров находится чуть ниже кожи и способствует газообмену между внешней средой и кровеносной системой. Поверхность дыхательных путей должна быть влажной, чтобы газы растворялись и распространялись через клеточные мембраны. Организмам, живущим в воде, необходим кислород из воды. Кислород растворяется в воде, но в меньшей концентрации, чем в атмосфере. В атмосфере около 21 процента кислорода. В воде концентрация кислорода намного меньше. Рыбы и многие другие водные организмы развили жабры (отростки тела, используемые для газообмена), чтобы принимать растворенный кислород из воды. Жабры состоят из тонких тканевых нитей, сильно разветвленных и складчатых. Когда вода проходит через жабры, растворенный в воде кислород быстро диффундирует через жабры в кровоток.Система кровообращения может переносить насыщенную кислородом кровь к другим частям тела. Из-за постоянного потока газа через газообменную мембрану и постоянных перепадов парциального давления жабры являются наиболее эффективной дыхательной системой для обмена газов. У животных, которые содержат целомическую жидкость вместо крови, кислород диффундирует через жаберные поверхности в целомическую жидкость. Жабры встречаются у моллюсков, кольчатых червей и ракообразных. У этого карпа, как и у многих других водных организмов, есть жабры, которые позволяют ему получать кислород из воды.(кредит: «Guitardude012» / Wikimedia Commons) Складчатые поверхности жабр обеспечивают большую площадь поверхности для обеспечения рыбы достаточным количеством кислорода. Диффузия — это процесс, при котором материал перемещается из областей с высокой концентрацией в области с низкой концентрацией до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие. В этом случае кровь с низкой концентрацией молекул кислорода циркулирует по жабрам. Концентрация молекул кислорода в воде выше, чем концентрация молекул кислорода в жабрах.В результате молекулы кислорода диффундируют из воды (высокая концентрация) в кровь (низкая концентрация). Точно так же молекулы углекислого газа в крови диффундируют из крови (высокая концентрация) в воду (низкая концентрация). Когда вода течет по жабрам, кислород передается крови по венам. (кредит «рыба»: модификация работы Дуэйна Рейвера, NOAA) Дыхание насекомого не зависит от его кровеносной системы; следовательно, кровь не играет прямой роли в транспорте кислорода.У насекомых есть узкоспециализированная дыхательная система, называемая трахеальной системой, которая состоит из сети небольших трубок, по которым кислород проходит по всему телу. Поскольку кровеносная система не используется в первую очередь для перемещения газов, а вместо этого газ проходит непосредственно к необходимым тканям, трахеальная система является наиболее прямой и эффективной дыхательной системой для доставки кислорода в респираторные органы. Трубки в трахеальной системе изготовлены из полимерного материала, называемого хитином. Тела насекомых имеют отверстия, называемые дыхальцами, вдоль грудной клетки и брюшка.Эти отверстия соединяются с трубчатой ​​сетью, позволяя кислороду проходить в тело и регулируя диффузию CO 2 и водяного пара. Воздух входит и выходит из трахеи через дыхальца. Некоторые насекомые могут вентилировать трахею с помощью движений тела. Насекомые дышат через трахею. У млекопитающих легочная вентиляция осуществляется путем вдыхания (дыхания), чтобы доставить воздух в легкие (вздутие горла или поверхности тела, которое окружает респираторные поверхности).Во время вдоха воздух попадает в тело через носовую полость, расположенную внутри носа. По мере прохождения воздуха через носовую полость он нагревается до температуры тела и увлажняется. Дыхательные пути покрыты слизью, защищающей ткани от прямого контакта с воздухом. Слизь с высоким содержанием воды. Когда воздух проходит через эти поверхности слизистых оболочек, он впитывает воду. Эти процессы помогают уравновесить воздух в соответствии с условиями тела, уменьшая любой ущерб, который может причинить холодный сухой воздух. Твердые частицы, плавающие в воздухе, удаляются через носовые ходы через слизь и реснички.Процессы нагревания, увлажнения и удаления частиц являются важными защитными механизмами, предотвращающими повреждение трахеи и легких. Таким образом, вдыхание служит нескольким целям в дополнение к доставке кислорода в дыхательную систему. Воздух попадает в дыхательную систему через носовую полость и глотку, а затем проходит через трахею в бронхи, которые переносят воздух в легкие. (кредит: модификация работы НЦИ) Из носовой полости воздух проходит через глотку (горло) и гортань (голосовой ящик), попадая в трахею.Основная функция трахеи — направлять вдыхаемый воздух в легкие, а выдыхаемый — обратно из тела. Трахея человека представляет собой цилиндр длиной от 10 до 12 см и диаметром 2 см, который находится перед пищеводом и простирается от гортани в грудную полость, где он разделяется на два основных бронха в средней части грудной клетки. Он состоит из неполных колец гиалинового хряща и гладкой мускулатуры. Трахея выстлана слизистыми бокаловидными клетками и мерцательным эпителием. Реснички продвигают инородные частицы, попавшие в слизь, к глотке.Хрящ обеспечивает силу и поддержку трахеи, чтобы проход оставался открытым. Гладкая мышца может сокращаться, уменьшая диаметр трахеи, в результате чего выдыхаемый воздух с огромной силой устремляется вверх из легких. Форсированный выдох помогает избавиться от слизи при кашле. Гладкие мышцы могут сокращаться или расслабляться в зависимости от стимулов внешней среды или нервной системы тела. Трахея и бронхи состоят из неполных хрящевых колец. (кредит: модификация работы Gray’s Anatomy) Легкие: бронхи и альвеолы ​​ Конец трахеи разветвляется (делится) на правое и левое легкие.Легкие не идентичны. Правое легкое больше и содержит три доли, тогда как левое легкое меньшего размера содержит две доли. Мышечная диафрагма, облегчающая дыхание, находится ниже (ниже) легких и отмечает конец грудной полости. В легких трахея разветвляется на правый и левый бронхи. Правое легкое состоит из трех долей и больше. Чтобы вместить сердце, левое легкое меньше и имеет только две доли. В легких воздух попадает в все меньшие и меньшие проходы, или бронхи.Воздух поступает в легкие через два основных (главных) бронха (единственное число: бронх). Каждый бронх делится на вторичные бронхи, а затем на третичные бронхи, которые, в свою очередь, делятся, создавая бронхиолы все меньшего и меньшего диаметра по мере того, как они разделяются и распространяются по легкому. Как и трахея, бронхи состоят из хрящей и гладких мышц. В бронхиолах хрящ заменяется эластичными волокнами. Бронхи иннервируются нервами как парасимпатической, так и симпатической нервной системы, которые контролируют сокращение мышц (парасимпатическая) или расслабление (симпатическая) в бронхах и бронхиолах, в зависимости от сигналов нервной системы.У человека бронхиолы диаметром менее 0,5 мм являются респираторными бронхиолами. У них нет хрящей, и поэтому они полагаются на вдыхаемый воздух, чтобы поддерживать их форму. По мере уменьшения диаметра проходов относительное количество гладких мышц увеличивается. Терминальные бронхиолы подразделяются на микроскопические ветви, называемые респираторными бронхиолами. Дыхательные бронхиолы подразделяются на несколько альвеолярных протоков. Многочисленные альвеолы ​​и альвеолярные мешки окружают альвеолярные протоки. Альвеолярные мешочки напоминают грозди винограда, привязанные к концам бронхиол.В ацинарной области к концу каждой бронхиолы прикрепляются альвеолярные протоки. В конце каждого протока находится примерно 100 альвеолярных мешочков, каждый из которых содержит от 20 до 30 альвеол диаметром от 200 до 300 микрон. Газообмен происходит только в альвеолах. Альвеолы ​​состоят из тонкостенных паренхиматозных клеток, обычно толщиной в одну клетку, которые выглядят как крошечные пузырьки внутри мешочков. Альвеолы ​​находятся в непосредственном контакте с капиллярами (толщиной в одну клетку) кровеносной системы. Такой тесный контакт обеспечивает диффузию кислорода из альвеол в кровь и распределение по клеткам тела.Кроме того, углекислый газ, который вырабатывается клетками в качестве отходов жизнедеятельности, будет диффундировать из крови в альвеолы ​​для выдоха. Анатомическое расположение капилляров и альвеол подчеркивает структурную и функциональную взаимосвязь дыхательной и кровеносной систем. Поскольку в каждом альвеолярном мешочке так много альвеол (~ 300 миллионов на легкое) и так много мешочков в конце каждого альвеолярного протока, легкие имеют губчатую консистенцию. Эта организация производит очень большую площадь поверхности, доступную для газообмена.Площадь поверхности альвеол в легких составляет примерно 75 м 2 2 . Эта большая площадь поверхности в сочетании с тонкостенной природой альвеолярных паренхиматозных клеток позволяет газам легко диффундировать по клеткам. Терминальные бронхиолы связаны респираторными бронхиолами с альвеолярными протоками и альвеолярными мешочками. Каждый альвеолярный мешок содержит от 20 до 30 сферических альвеол и имеет вид грозди винограда. Воздух поступает в предсердие альвеолярного мешка, затем циркулирует в альвеолах, где происходит газообмен с капиллярами.Слизистые железы выделяют слизь в дыхательные пути, сохраняя их влажными и гибкими. (кредит: модификация работы Марианы Руис Вильярреал) Птичьи легкие Информация ниже была адаптирована из OpenStax Biology 39.3 Птицы сталкиваются с уникальной проблемой в отношении дыхания: они летают. Полет потребляет много энергии; Таким образом, птицам требуется много кислорода для поддержания метаболических процессов. Птицы развили дыхательную систему, которая снабжает их кислородом, необходимым для полета.Как и у млекопитающих, у птиц есть легкие — органы, специализирующиеся на газообмене. Кислородный воздух, вдыхаемый во время вдоха, диффундирует через поверхность легких в кровоток, а углекислый газ диффундирует из крови в легкие и выводится во время выдоха. Детали дыхания у птиц и млекопитающих существенно различаются. Помимо легких, у птиц внутри тела есть воздушные мешки. Воздух течет в одном направлении от задних воздушных мешков к легким и из передних воздушных мешков.Поток воздуха противоположен потоку крови, и газообмен происходит гораздо эффективнее. Этот тип дыхания позволяет птицам получать необходимый кислород даже на больших высотах, где концентрация кислорода низкая. Эта направленность воздушного потока требует двух циклов впуска и выдоха, чтобы полностью удалить воздух из легких. Десятилетия исследований палеонтологов показали, что птицы произошли от тераподов, динозавров, питающихся мясом. Фактически, ископаемые свидетельства показывают, что динозавры-мясоеды, которые жили более 100 миллионов лет назад, имели аналогичную проточную дыхательную систему с легкими и воздушными мешками.Например, Archeopteryx и Xiaotingia были летающими динозаврами и считаются ранними предшественниками птиц. (a) Птицы имеют проточную дыхательную систему, в которой воздух течет в одном направлении из задних мешочков в легкие, а затем в передние воздушные мешочки. Воздушные мешки соединяются с отверстиями в полых костях. (б) Динозавры, от которых произошли птицы, имеют похожие полые кости и, как полагают, имели аналогичную дыхательную систему. (кредит b: модификация работы Зины Дерецкой, Национальный научный фонд) Большинство из нас считает, что динозавры вымерли.Однако современные птицы являются потомками птичьих динозавров. Дыхательная система современных птиц развивалась на протяжении сотен миллионов лет. На видео ниже представлен обзор дыхательной системы человека: Информация ниже была адаптирована из OpenStax Biology 39.4 Как только кислород диффундирует через альвеолы, он попадает в кровоток и транспортируется к тканям, где он разгружается, а углекислый газ диффундирует из крови в альвеолы ​​и выводится из организма.Хотя газообмен — это непрерывный процесс, кислород и углекислый газ переносятся разными механизмами. Хотя кислород растворяется в крови, таким образом транспортируется лишь небольшое количество кислорода. Только 1,5 процента кислорода в крови растворяется непосредственно в самой крови. Большая часть кислорода, около 98,5 процента, связана с белком, называемым гемоглобином, и переносится в ткани. Гемоглобин Гемоглобин, или Hb, представляет собой молекулу белка, обнаруженную в красных кровяных тельцах (эритроцитах), состоящую из четырех субъединиц: двух альфа-субъединиц и двух бета-субъединиц.Каждая субъединица окружает центральную группу гема, которая содержит железо и связывает одну молекулу кислорода, позволяя каждой молекуле гемоглобина связывать четыре молекулы кислорода. Молекулы с большим количеством кислорода, связанного с гемовыми группами, имеют ярко-красный цвет. В результате насыщенная кислородом артериальная кровь, в которой гемоглобин переносит четыре молекулы кислорода, становится ярко-красной, а деоксигенированная венозная кровь — более темно-красной. Белок внутри (а) эритроцитов, который переносит кислород к клеткам и углекислый газ в легкие, — это (б) гемоглобин.Гемоглобин состоит из четырех симметричных субъединиц и четырех гемовых групп. Железо, связанное с гемом, связывает кислород. Это железо в гемоглобине, которое придает крови красный цвет. Вторую и третью молекулу кислорода легче связать с Hb, чем первую молекулу. Это связано с тем, что молекула гемоглобина меняет свою форму или конформацию при связывании кислорода. ** Из-за некоторых изменений конформации можно сказать, что четвертый кислород немного сложнее связать, но в целом совместное связывание увеличивает способность кислорода связываться с гемоглобином и достигать большего насыщения.** Связывание кислорода с гемоглобином можно изобразить как функцию парциального давления кислорода в крови (ось x) в зависимости от относительного насыщения Hb-кислородом (ось y). Полученный график, кривая диссоциации кислорода, имеет сигмоидальную или S-образную форму. По мере увеличения парциального давления кислорода гемоглобин становится все более насыщенным кислородом. Кривая диссоциации кислорода показывает, что по мере увеличения парциального давления кислорода большее количество кислорода связывает гемоглобин.Однако сродство гемоглобина к кислороду может сдвигаться влево или вправо в зависимости от условий окружающей среды. Почки отвечают за удаление избытка ионов H + из крови. Если почки откажутся, что произойдет с pH крови и сродством гемоглобина к кислороду? Факторы, влияющие на связывание кислорода Переносимость кислорода гемоглобином определяет, сколько кислорода переносится кровью. Помимо PO2, другие факторы окружающей среды и заболевания могут влиять на способность переносить кислород и его доставку. Уровень углекислого газа, pH крови и температура тела влияют на способность переносить кислород. Когда диоксид углерода находится в крови, он реагирует с водой с образованием бикарбоната (HCO3-) и ионы водорода (H + ). По мере увеличения уровня углекислого газа в крови вырабатывается больше H + и снижается pH. Это увеличение углекислого газа и последующее снижение pH снижает сродство гемоглобина к кислороду. Кислород диссоциирует от молекулы Hb, сдвигая кривую диссоциации кислорода вправо.Следовательно, для достижения такого же уровня насыщения гемоглобина, как при более высоком pH, требуется больше кислорода. Подобный сдвиг кривой также является следствием повышения температуры тела. Повышенная температура, например, из-за повышенной активности скелетных мышц, вызывает снижение сродства гемоглобина к кислороду. Молекулы углекислого газа переносятся в крови из тканей организма в легкие одним из трех способов: растворением непосредственно в крови, связыванием с гемоглобином или переносом в виде бикарбонат-иона.Некоторые свойства углекислого газа в крови влияют на его транспорт. Во-первых, углекислый газ более растворим в крови, чем кислород. В плазме растворяется от 5 до 7 процентов всего углекислого газа. Во-вторых, углекислый газ может связываться с белками плазмы или может проникать в эритроциты и связываться с гемоглобином. Эта форма переносит около 10 процентов углекислого газа. Когда углекислый газ связывается с гемоглобином, образуется молекула, называемая карбаминогемоглобином. Связывание углекислого газа с гемоглобином обратимо.Следовательно, когда он достигает легких, углекислый газ может свободно отделяться от гемоглобина и выводиться из организма. В-третьих, большинство молекул диоксида углерода (85 процентов) переносятся как часть бикарбонатной буферной системы. В этой системе углекислый газ диффундирует в красные кровяные тельца. Карбоангидраза (КА) в красных кровяных тельцах быстро превращает углекислый газ в угольную кислоту (H 2 CO 3 ). Угольная кислота представляет собой нестабильную промежуточную молекулу, которая немедленно диссоциирует на ионы бикарбоната (HCO-3) и ионы водорода (H + ).Поскольку диоксид углерода быстро превращается в ионы бикарбоната, эта реакция позволяет продолжать поглощение диоксида углерода кровью при понижении градиента его концентрации. Это также приводит к образованию ионов H + . Если вырабатывается слишком много H + , это может изменить pH крови. Когда кровь достигает легких, ион бикарбоната переносится обратно в эритроцит в обмен на ион хлорида. Ион H + отделяется от гемоглобина и связывается с ионом бикарбоната.При этом образуется промежуточная углекислота, которая снова превращается в диоксид углерода за счет ферментативного действия СА. Производимый углекислый газ выводится через легкие во время выдоха. Преимущество бикарбонатной буферной системы состоит в том, что углекислый газ «всасывается» в кровь с небольшим изменением pH системы. Это важно, потому что требуется лишь небольшое изменение общего pH организма, чтобы вызвать серьезную травму или смерть. Наличие этой бикарбонатной буферной системы также позволяет людям путешествовать и жить на больших высотах: когда парциальное давление кислорода и углекислого газа изменяется на большой высоте, бикарбонатная буферная система регулирует регулирование содержания углекислого газа при поддержании правильного pH в организме. . На видео ниже представлен обзор переноса кислорода и углекислого газа в кровотоке человека: Текст по газам крови Дыхание и вентиляция Определение дыхания Дыхание — это общий процесс доставки кислорода к клеткам и уноса побочного продукта метаболизма, углекислого газа. Дыхание включает газообмен в легких, циркуляцию газов в кровотоке и перенос газов на клеточном уровне. Воздух втягивается в воздушные мешочки легких, где кислород из воздуха может поступать в кровь. Углекислый газ выходит из крови в альвеолярный воздух. Вторая половина дыхания происходит, когда кровь достигает тканей. Затем кислород диффундирует в клетки, а углекислый газ попадает в кровь. Затем кровь возвращается в легкие, где процесс начинается снова. Определение вентиляции Вентиляция — это процесс перемещения газов через дыхательные пути. Вдох (вдох) происходит, когда мышцы диафрагмы и грудной стенки сокращаются. Сокращение этих мышц увеличивает объем грудной полости, снижая давление внутри. Когда давление в дыхательных путях уменьшается, воздух врывается внутрь, а объем грудной клетки увеличивается. Выдох (выдох) — пассивный процесс. Когда мышцы расслабляются, упругая отдача легких оказывает давление на газы внутри. Давление в груди теперь выше, чем внешнее давление, поэтому воздух устремляется наружу.Выдох прекращается, когда отдача легкого и «пружина» ребер уравновешивают друг друга. Во время спокойного дыхания снижение давления в грудной клетке начинается примерно на 2,5 мм рт. Ст. (По сравнению с внешним давлением), снижаясь примерно до 6 мм рт. Ст. К концу вдоха. Сильные дыхательные усилия могут вызвать снижение давления (разрежение) в груди до 30 мм рт. Ст. Мышцы грудной стенки, включая диафрагму, сокращаются, увеличивая объем грудной клетки. Этот «вакуум» передается через заполненное жидкостью плевральное пространство, снижая давление в воздушных мешочках легких.Это втягивает воздух. Когда мышцы расслабляются, упругая отдача легких выталкивает воздух обратно. Наверх Анатомия легких Воздух может проникать через рот или нос, сливаясь в общую камеру, называемую ротоглоткой. Функция носа — увлажнять и очищать воздух. Из глотки воздух попадает в гортань, в место расположения голосовых связок. Гортань окружена щитовидным хрящом, при этом надгортанник защищает дыхательные пути от постороннего материала по верхнему краю, а перстневидный хрящ обеспечивает круговую поддержку дыхательных путей ниже. Трахея образована полукруглыми хрящевыми кольцами. Внутренняя оболочка трахеи содержит волосковые клетки, слизистые клетки, которые продолжают работу по увлажнению и очистке воздуха. От трахеи к каждому легкому ответвляется по одному крупному бронху. Далее они делятся на более мелкие бронхи. За пределами бронхов более мелкие дыхательные пути называются бронхиолами. Поскольку мельчайшие бронхиолы ответвляются и входят в группы воздушных мешков, их называют респираторными бронхиолами. Множественные воздушные мешочки, называемые альвеолами, образуют разветвляющийся комплекс в конце респираторной бронхиолы.В стенках каждой альвеолы ​​расположены капилляры. Только очень тонкая мембрана (толщиной около 0,3 микрометра) отделяет воздух от эритроцитов в капиллярах. Наверх Объемы легких Количество воздуха, которое легкие входят и выходят при дыхании, называется дыхательным объемом. С усилием при вдохе можно нагнетать дополнительный воздух, а на выдохе — выдыхать дополнительный воздух. Количество воздуха, которое можно вдохнуть сверх дыхательного объема, называется резервным объемом вдоха; воздух, который можно выдохнуть после выдоха нормального дыхательного объема, является резервным объемом выдоха. Дыхательный объем, и особенно резервные объемы вдоха и выдоха, подвержены влиянию процессов, которые снижают податливость («податливость» или гибкость) грудной клетки и легких. После того, как весь возможный воздух был принудительно выдох, оставшееся количество называется остаточным объемом. Остаточный объем увеличивается при заболеваниях, при которых воздух задерживается в груди, например, при эмфиземе. Избыточный остаточный объем снижает эффективность газообмена. Другой «объем» — это мертвое дыхательное пространство, количество воздуха в грудной клетке, которое не контактирует с альвеолярными мембранами и не может обмениваться газами с кровью.Мертвое пространство становится важным при некоторых заболеваниях легких, вызывая повышение уровня углекислого газа. Мертвое пространство в дыхательных путях — это НЕ то же самое, что остаточный объем. Остаточный объем включает мертвое дыхательное пространство плюс объем, оставшийся в альвеолах. Жизненная емкость легких часто измеряется клинически. Это максимальное количество воздуха, которое пациент может выдохнуть после полного вдоха — сумма дыхательного объема, резервного объема вдоха и резервного объема выдоха. Количество жизненной емкости легких, которое может истечь за одну секунду (иногда называемое «рассчитанная по времени жизненная емкость» или FEV1 — объем форсированного выдоха за 1 секунду), дает информацию о заболеваниях, повышающих сопротивление дыхательных путей, таких как астма. Пиковая скорость выдоха — это мера максимальной скорости выдоха в объеме газа в секунду. Он обеспечивает легкодоступный (и портативный) заменитель FEV1 при оценке тяжести и прогрессирования заболеваний дыхательных путей, таких как астма или хронический бронхит. Наверх Парциальное давление газов Сухой воздух состоит из 20,98% кислорода, 0,04% углекислого газа, 78,06% азота и 0,92% других газов, таких как аргон и гелий. Для целей анализа газов крови количество присутствующего газа выражается в терминах «парциальное давление».”Это величина общего давления газа из-за измеряемого вещества. Например, на уровне моря общее атмосферное давление составляет 760 мм рт. Величина этого давления, создаваемого кислородом, составляет 0,21 x 760 = 160 мм рт. Мы бы сказали, что парциальное давление кислорода на уровне моря в сухом воздухе составляет 160 мм рт. Если атмосферное давление ниже, парциальное давление газа будет пропорционально уменьшено. В Солт-Лейк-Сити атмосферное давление составляет 647 мм рт. Парциальное давление кислорода в сухом воздухе в Солт-Лейк-Сити равно 0.21 х 647 = 136 мм рт. Парциальное давление углекислого газа в сухом воздухе на уровне моря составляет 0,03 x 760 = 0,3 мм рт. Однако в легких углекислый газ выходит из крови, повышая содержание углекислого газа в воздухе. Парциальное давление углекислого газа в воздушных мешках легких составляет около 40 мм рт. Поскольку этот углекислый газ должен замещать кислород и азот, парциальное давление кислорода в воздушном мешке легких будет ниже, чем в наружном воздухе. Водяной пар попадает в воздух при контакте с водой.Максимальное количество водяного пара в воздухе зависит от температуры. При температуре тела (37 градусов по Цельсию) воздух может быть насыщенным до 47 мм рт. По мере того, как водяной пар попадает в воздух, остальная вода должна конденсироваться — содержание воды в воздухе ограничено до 47 мм рт. Следовательно, в легких, где воздух полностью насыщен водой, парциальное давление водяного пара будет 47 мм рт. Наверх Газообмен Во время дыхания воздух насыщается водяным паром к тому моменту, когда он входит в альвеолярный мешок.В альвеолах он также смешивается с углекислым газом. На альвеолярной мембране каждый газ диффундирует в том направлении, где парциальное давление этого газа меньше. Другими словами, кислород диффундирует в кровь и поглощается гемоглобином, а углекислый газ диффундирует к альвеолам и смешивается с воздухом. Никакого «активного процесса» здесь нет. Кислород просто диффундирует через мембрану и плазму и поглощается эритроцитами. Хотя диффузия происходит очень быстро, газы не успевают полностью уравновеситься.Для каждого газа на альвеолярной мембране будет небольшая разница давления. То есть парциальное давление кислорода в альвеолах будет несколько выше, чем в крови, а давление углекислого газа будет немного выше в крови, чем в воздухе в альвеолах. В случае кислорода эта разница давления рассчитывается для легкого в целом как «артериально-альвеолярный (Аа) градиент». Около 2% кровотока в легких проходит в обход легочных капилляров. Эта кровь не насыщена кислородом и образует «физиологический шунт».«Из-за этой крови, которая обходит альвеолы, артериальная кровь всегда будет содержать меньшее давление кислорода, чем кровь, уравновешенная кислородом в альвеолах легких. Этот «шунт» становится частью рассчитанного «градиента Aa». Когда кровь циркулирует по телу, в капиллярах большого круга кровообращения происходит противоположное изменение. Кислород диффундирует из области более высокого давления — крови — в клетки с более низким давлением. Углекислый газ диффундирует из клеток в кровь.Наверх Транспорт кислорода Гемоглобин — это молекула, состоящая из четырех субъединиц. Каждая субъединица представляет собой белковую цепь, присоединенную к порфириновому кольцу, содержащему один атом железа. Поскольку каждый атом железа может связывать одну молекулу кислорода (O2), гемоглобин может нести одну, две, три или четыре молекулы кислорода. Нормальная кровь содержит около 15-16 граммов гемоглобина на 100 мл. Каждый грамм гемоглобина может нести около 1,34 мл газообразного кислорода. Таким образом, полностью насыщенная артериальная кровь будет содержать около 20 мл кислорода на 100 куб. См.Объем кислорода в крови называется содержанием O2. Поскольку содержание O2 зависит от концентрации гемоглобина, оно не дает точного определения функции легких. Парциальное давление кислорода (PaO2), измеренное в артериальной крови, действительно дает точную картину газообмена в легких. Относительное количество кислорода в крови по сравнению с несущей способностью гемоглобина называется насыщением кислородом и выражается в процентах. Оно прямо пропорционально PaO2 — парциальному давлению кислорода.Гемоглобин артериальной крови насыщен кислородом только на 97% из-за венозной крови, которая проходит непосредственно через легкие (физиологический шунт). Венозная кровь насыщена примерно на 75%. В начало Влияние кислоты на перенос кислорода На кислородный статус влияет кислотно-щелочной статус. Кислород влияет на буферную способность гемоглобина через эффект Бора, но верно и обратное. При заданном давлении кислорода насыщение крови кислородом снижается за счет увеличения концентрации углекислого газа или ионов водорода. По мере увеличения кислотности сыворотки может связываться меньше кислорода при данном PaO2. Этот механизм помогает гемоглобину избавляться от кислорода. в капиллярах, где концентрация кислоты выше. Повышение pH, наоборот, увеличивает связывание кислорода, позволяя большему количеству кислорода переноситься — изменение, которое происходит в альвеолах по мере удаления кислоты через CO2. Наверх Транспорт углекислого газа Газообразный углекислый газ транспортируется через кровоток путем преобразования в угольную кислоту, которая диссоциирует на ион водорода и бикарбонат.Ион водорода связывается с гемоглобином и транспортируется в легкие. В этом случае гемоглобин действует как буфер для кислоты, но также действует как эффективное «транспортное средство» для переноса углекислого газа в легкие. Гемоглобин и бикарбонат действуют как буферы для кислоты, вырабатываемой в процессе метаболизма, эффективно транспортируя эту кислоту в легкие для выведения. Подробнее о буферах читайте в разделе «кислотно-щелочной». Когда диоксид углерода образуется в клетках (в результате аэробного метаболизма), он диффундирует в плазму капилляров.Попадая в красные кровяные тельца (содержащие карбоангидразу), он быстро превращается в h3CO3, который распадается на H + и HCO3-. Около двух третей HCO3- диффундирует в плазму (и замещается хлоридом в эритроцитах). Лишь небольшое количество углекислого газа остается растворенным или присоединяется к другим соединениям. Около 50 мл газообразного CO2 содержится в каждых 100 мл артериальной крови, почти все в виде HCO3-. По мере того, как кровь проходит по капиллярам, ​​она собирает около 5 мл дополнительного CO2.При добавлении кислого CO2 pH снижается с 7,4 до 7,36. Достигнув легких, процесс обратный, и 5 мл CO2 превращается обратно из H + и HCO3- и выводится в альвеолы. В состоянии покоя вырабатывается около 200 мл CO2, которое выводится через легкие. За 24 часа это эквивалентно 12 500 миллиэквивалентам кислоты, вырабатываемой в процессе метаболизма и выводимой с помощью CO2. Наверх Химический контроль дыхания Специальные химические рецепторы возле аорты и сонных артерий, называемые аортальными и сонными артериями, чувствительны к увеличению концентрации углекислого газа или кислоты или к снижению давления кислорода (PaO2).Когда эти рецепторы ощущают кислотность или низкий уровень кислорода, они стимулируют дыхательный центр мозга, увеличивая скорость и глубину дыхания. Область ствола головного мозга, контролирующая дыхание, напрямую реагирует на повышение концентрации кислоты в спинномозговой жидкости, вызывая учащенное дыхание. Когда происходит накопление кислоты, например, при диабетическом кетоацидозе, возникает сильная стимуляция дыхания. Глубокое быстрое дыхание смешивает альвеолярный воздух с повышенным количеством воздуха с низким содержанием CO2, что приводит к уменьшению содержания углекислого газа в крови по мере его прохождения через альвеолы.Снижение уровня CO2 возвращает pH к норме. При повышении концентрации CO2 в сыворотке крови, например, при повышенном метаболизме при физической нагрузке, вентиляция стимулируется до тех пор, пока CO2 не вернется к нормальному уровню. Недостаток кислорода также действует как стимулятор дыхания, хотя и слабый. У здоровых людей на нормальной высоте уровень кислорода не играет роли в регулировании вентиляции. Когда артериальное давление кислорода падает, дыхание не стимулируется, пока его уровень не опустится ниже 60 мм рт.Пациенты, страдающие тяжелым хроническим бронхитом и эмфиземой, могут полагаться на «гипоксический драйв» для стимуляции дыхания, поскольку они привыкают к высоким уровням углекислого газа. Наверх Карбоксигемоглобин Окись углерода прочно связывается с гемоглобином, не позволяя ему принимать молекулы кислорода. Этот комплекс CO-гемоглобина называется карбоксигемоглобином. Небольшие количества окиси углерода обычно вырабатываются метаболизмом организма. У горожан и курящих уровень значительно повышен.У заядлых курильщиков до 10% гемоглобина может быть связано с оксидом углерода. РубрикаРазное Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт