6.2 Альвеолалар мен қан арасындағы газ алмасу

Қан мен альвеолалар арасындағы газдардың алмасуы диффузияны қолдану арқылы жүзеге асады: CO₂ қаннан альвеолаларға, O₂ альвеолалардан веноздық қанға түседі. Бұл жағдайда веноздық қан артериялық, О₂-ге қаныққан және CO₂ азайған қанға айналады.

Альвеолалардағы газ алмасуды қамтамасыз ететін қозғаушы күш – бұл газдардың парциалды қысымының градиенті – альвеолярлы газдар қоспасындағы оттегі мен көмірқышқыл газының парциалды қысымының және қандағы осы газдардың кернеуінің айырмашылығы:

1) Диффузия жылдамдығына газдың қасиеттері әсер етеді. Альвеолаларға оттегіне қарағанда көмірқышқыл газы 20–30 есе тез таралады.

2) Жұқа өкпе мембранасы арқылы газдар диффузиясының жоғары жылдамдығы.

3) Өкпе капиллярлары мен альвеолалардың үлкен жанасу беті (80–120 м²). Әрбір капилляр 5–7 альвеолалармен байланысады.

Газ алмасудағы қанның рөлі. Газдар қанмен, бастысы химиялық байланыс түрінде, аз бөлігі ғана физикалық ерітінді түрінде тасымалданады.

Оттегінің тасымалдануы. Қалыпты тыныс алу жағдайында барлық оттегі қан құрамында гемоглобинмен химиялық байланыс түзіп тасымалданады. Гемоглобин – қан өкпеде болған кезде оттегін қосып алатын, қан ағзаның барлық мүшелері мен ұлпаларының капиллярлары бойынша өткен кезде оттегін беретін қасиетке ие, эритроциттердің қан ферменті. Оттегі геммен қайтымды байланыс (оксигенация) түзеді, ал темірдің валенттілігі өзгермейді. Бұл жағдайда тотықсызданған гемоглобин оттегімен қанықтырылады. Әр гем бір оттегі молекуласын бекітеді, сондықтан бір гемоглобин молекуласы максималды 4 оттегі молекуласын байланыстырады. 1 литр қанда байланысатын оттегінің мөлшері – бұл қанның оттегі сыйымдылығы. Гемоглобинге оттек қосқанда оксигемоглобин түзіледі.

Сонымен, гемоглобиннің оттегі тасымалдаушысы ретіндегі қасиеттері келесідей: біріншіден, ол оттегіге құрылысымен қатты ұқсас болып келеді және темірдің валенттілігін өзгертпей, оттегінің парциалды қысымының жоғарылауы кезінде оттегімен тез қосылады; екіншіден, соңғысының парциальды қысымы төмендеген кезде оттегі оңай бөлінеді.

Миоглобин бұлшықеттерді оттегімен қамтамасыз етуде біршама рөл атқарады. Миоглобиннің оттегіге жақындығы гемоглобинге қарағанда көбірек. Миоглобиннің CO₂-ге жақындығы гемоглобинге қарағанда азырақ. Миоглобиннің оттекті бөлуі қиын. Сондықтан, бұл оттегі үшін қойманың бір түрі болып табылады. Миоглобин құрамындағы оттегінің қоры ағзадағы O₂ жалпы мөлшерінің 14 % құрайды. Гипоксия жағдайында миоглобин оттегіні бөледі.

Көмірқышқыл газын тасымалдау. Көмірқышқыл газы әртүрлі қосылыстардың көмегімен плазма мен эритроциттер арқылы тасымалданады.

СО₂-нің көп бөлігі қан плазмасымен тасымалданады, және плазмадағы жалпы СО₂-нің шамамен 60 %-ы натрий бикарбонаты түрінде (48 %), яғни химиялық байланыс түрінде болады, ал қалған бөлігі физикалық түрде еріген күйінде (5–10 %) және көмір қышқылы түрінде (5–15 %) болады.

Ағзада түзілетін көмірқышқыл газы негізінен өкпе арқылы (98 %), тек 0,5 % бүйрек арқылы және 2 % тері арқылы бикарбонаттар түрінде шығарылады.

Қандағы СО₂ мөлшерінің шамалы жоғарылауы ағзаға тиімді әсер етеді: ол ми мен миокардтың қанмен қамтамасыз етілуін арттырады, зақымдалған ұлпалардың биосинтезі мен регенерация процестерін белсендіреді.