ГоловнаЗворотній зв'язок
Главная->Фізиологія та анатомія->Содержание->Глава 8. СИСТЕМА КИСЛОРОДНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОРГАНИЗМА

Возрастная физиология

Глава 8. СИСТЕМА КИСЛОРОДНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОРГАНИЗМА

 

Непрерывно идущие в каждой клетке организма окислитель­но-восстановительные реакции нуждаются в постоянном прито­ке субстратов окисления (углеводов, липидов и аминокислот) и окислителя — кислорода. В организме имеются внушительные запасы питательных веществ — углеводные и жировые депо, а также огромный запас белков в скелетных мышцах, поэтому даже сравнительно длительное (в течение нескольких суток) голода­ние не приносит человеку существенного вреда. А вот запасов кислорода в организме практически нет, если не считать неболь­шого количества, содержащегося в мышцах в форме оксимио-глобина, поэтому без его поставки человек способен выжить лишь 2—3 мин, после чего наступает так называемая «клиническая смерть». Если в течение 10—20 мин снабжение клеток мозга кис­лородом не восстановится, в них произойдут такие биохимиче­ские изменения, которые нарушат их функциональные свойства и приведут к скорой гибели всего организма. Другие клетки тела при этом могут и не пострадать в такой степени, но нервные клетки крайне чувствительны к недостатку кислорода. Вот почему одной из центральных физиологических систем организма являет­ся функциональная система кислородного обеспечения, и состоя­ние именно этой системы чаше всего используется дія оценки «здоровья».

Вентиляция

Диффузия в альвеолах

 

Перенос кровью

Диффузия в тканях

Понятие о кислородном режиме организма. Кисло­род проходит в организме достаточно длинный путь (рис. 18). Попадая внутрь в виде молекул газа, он уже в легких принимает участие н целом ряде химических реакций, обеспечивающих его дальнейшую транспор­тировку к клеткам тела. Там, попадая в митохонд­рии, кислород окисляет разнообразные органичес­кие соединения, превращая их в конечном счете в воду и углекислоту. В таком виде кислород и выводится из организма.

Что заставляет кисло­род из атмосферы прони­кать в легкие, затем — в кровь, оттуда — в ткани и клетки, где уже он вступает в биохи­мические реакции? Очевидно, что существует некая сила, опре­деляющая именно такое направление перемещения молекул этого газа. Эта сила — градиент концентраций. Содержание кислорода в атмосферном воздухе намного больше, чем в воздухе внутри-легочного пространства (альвеолярном). Содержание кислорода в альвеолах — легочных пузырьках, в которых происходит газо­обмен воздуха с кровью, — намного выше, чем в венозной кро­ви. Ткани содержат кислорода гораздо меньше, чем артериаль­ная кровь, а митохондрии содержат незначительное количество кислорода, поскольку поступающие в них молекулы этого газа немедленно вступают в цикл окислительных реакций и превра­щаются в химические соединения. Вот этот каскад постепенно понижающихся концентраций, отражающий градиенты усилия, в результате которых кислород из атмосферы проникает в клет­ки тела, и принято называть кислородным режимом организма (рис. 19). Вернее, кислородный режим характеризуется количествен­ными параметрами описанного каскада. Верхняя ступенька каска­да характеризует содержание кислорода в атмосферном воздухе, который во время вдоха проникает в легкие. Вторая ступенька — содержание 02 в альвеолярном воздухе. Третья ступенька — содер­

I

 

I

X

 

160 150 МО 130 120

110

100 40 80 70 60 50 40 ЗО

15              30

Возраст, годы

 

Рис. 19. Каскад напряжений кислорода во вдыхаемом воз­духе (1), в альвеолах (Л), арте­риях (а) и венах (V) у маль­чика 5 лет, подростка 15 лет и взрослого 30 лет

жание 02 в артериальной крови, только что обогащенной кисло­родом. И наконец, четвертая сту­пенька — напряжение кислорода в венозной крови, которая отдача со­державшийся в ней кислород тка­ням. Эти четыре ступеньки образу­ют три «пролета», которые отража­ют реальные процессы газообмена в организме. «Пролет» между 1-й и 2-й ступеньками соответствует ле­гочному газообмену, между 2-й и 3-й ступеньками — транспорту кис­лорода кровью, а между 3-й и 4-й ступеньками — тканевому газооб­мену. Чем больше высота ступень­ки, тем больше перепад концент­раций, тем выше градиент, при ко­тором кислород транспортируется на этом этапе. С возрастом увели­чивается высота первого «пролета», то есть градиент легочного газооб­мена; второго «пролета», т.е. гради­ент транспорта 07 кровью, тогда как высота третьего «пролета», отража­ющего градиент тканевого газообме­на, снижается. Возрастное уменьше­ние интенсивности тканевого окис­ления яачяется прямым следствием снижения с возрастом интен­сивности энергетического обмена.

Таким образом, усвоение кислорода организмом происходит в три стадии, которые разделены в пространстве и во времени. Пер­вая стадия — нагнетание воздуха в легкие и обмен газов в легких — носит еще название внешнего дыхания. Вторая стадия — транспорт газов кровью — осуществляется системой кровообращения. Тре­тья стадия — усвоение кислорода клетками организма — называ­ется тканевым, или внутренним дыханием.

 

 

41