Транспортування кисню під час тренувань: відмінності між версіями

Версія за 10:14, 27 червня 2024

Связывание и транспорт кислорода в крови

Гемоглобин (Нb) - это белок красных кровяных клеток с молекулярной массой 64 500 кДа, осуществляющий транспорт O₂. Нb участвует также в транспорте СO₂ и является важным рН-буфером. НЬ представляет собой тетрамер, состоящий из 4 субъединиц (у взрослых: 98%: 2а + 2b = НМ; 2%: 2а + 2d = HbA2), каждая со своим гемом. Гем состоит из порфирина и Fe(ll). Каждый из четырех атомов Fe(ll) (связанный с одним гистидиновым остатком гемоглобина) обратимо связывается с молекулой O₂. Этот процесс называется оксигенацией (не окислением!). НЬ в оксигемоглобин (Оху-Hb). Количество O₂, связанного с НЬ, зависит от парциального давления O₂ (PO₂): кривая диссоциации кислорода (А, красная линия). Кривая имеет сигмоидальную форму, поскольку первоначально связанные молекулы O₂ меняют конформацию тетрамера НЬ (положительная кооперативность) и таким образом увеличивают аффинность гемоглобина к O₂-

При насыщении кислородом 1 моль тетрамерного НЬ соединяется с 4 молекулами O₂, т. е. 64 500 г НЬ соединяется с 4 • 22,4 л O₂. Таким образом, 1 г НЬ теоретически может транспортировать in vivo 1,39 мл O₂, или 1,35 мл (число Хюфнера). Общая концентрация НЬ в крови ([Hb]total) в среднем составляет 150 г/л (с. 94), что соответствует максимальной концентрации O₂ 9,1 ммоль/л или 0,203 л O₂А1 крови. Транспортная емкость крови по кислороду является функцией [Hb]tote/(A).

Содержание O₂ в крови практически эквивалентно количеству О2, связанному с гемоглобином, поскольку только 1,4% O₂ находится в растворе в виде свободных молекул кислорода при Pq2 13,3 кПа (А, оранжевая линия). Коэффициент растворимости кислорода (аO₂) равен 10 мкмоль * л^-1 • кПа^-1, что в 22 раза меньше, чем асог.

Файл:Naglydnay fiziologiya127.jpg

Б. Кривая «диссоциация O₂-насыщение O₂»

Насыщение кислородом (SO₂) - это доля Оху-Hb от [Нb]total, или отношение реальной концентрации O₂ к транспортной емкости по O₂. В норме для артериальной крови (PaO₂ = 12,6 кПа или 95 мм рт. ст.) SO₂ достигнет плато насыщения примерно при 0,97, тогда как для смешанной венозной крови [PvO₂ = 5,33 кПа или 40 мм рт. ст.) SO₂ все еще только 0,73. SO₂ для вен в разных органах сильно варьирует.

Файл:Naglydnay fiziologiya128.jpg

В. Кривые диссоциации O₂ и угарного газа (СО)

Диссоциация O₂ не зависит от общего содержания гемоглобина, что видно из графика (Б). Изменения сродства O₂ к гемоглобину можно легко оценить по смещению кривой диссоциации O₂. Смещение кривой вправо означает уменьшение сродства, а смещение влево - его увеличение (плато удлиняется, а кривая вначале имеет большую крутизну). Смещение влево вызывается увеличением pH (со снижением/без снижения PСO₂) и/или уменьшением РСO₂, температуры и содержания 2,3-бис-фосфоглицерата (БФГ; в норме 1 моль БФГ/моль тетрамера НЬ). Смещение вправо происходит из-за уменьшения pH и/или увеличения РСO₂, температуры и 2,3-БФГ (Б). Давление полунасыщения 5 или P50) O₂ (Б, прерывистая линия) - это такое давление PO₂, при котором SO₂ = 0,5, или 50%. P0.5, в норме составляющее 3,6 кПа или 27 мм рт. ст., является критерием того, произойдет сдвиг кривой вправо (P0,5↑) или влево (P0,5↓)- Смещение кривой диссоциации O₂ из-за изменений pH и РСO₂ называется эффектом Бора. Сдвиг кривой вправо означает, что из периферической крови (pH↓, РСO₂ ↑) могут поглощаться большие количества O₂ без снижения PO₂, что является движущей силой диффузии O₂ (Б, прерывистая линия). Высокое сродство к O₂ в легочных капиллярах затем устанавливается заново (pH ↑, РСO₂↓) - Сдвиг кривой влево бывает полезен, когда снижено PAO₂ (например, при высотной гипоксии), т. е. в ситуации, когда насыщение артерий кислородом наблюдается левее плато SO₂.

@@ Рядок 1: / Рядок 1: @@
-== Зв'язування та транспорт кисню в крові ==
+== Связывание и транспорт кислорода в крови ==
-'''Гемоглобін (Нb)''' - це білок червоних кров'яних клітин з молекулярною масою 64 500 кДа, що здійснює транспорт O<sub>2</sub>. Нb бере участь також у транспорті СO<sub>2</sub> і є важливим рН-буфером. НЬ є тетрамером, що складається з 4 субодиниць (у дорослих: 98%: 2а + 2b = НМ; 2%: 2а + 2d = HbA2), кожна зі своїм гемом. Гем складається з порфірину та Fe(ll). Кожен із чотирьох атомів Fe(ll) (пов'язаний з одним гістидиновим залишком гемоглобіну) оборотно зв'язується з молекулою O<sub>2</sub>. Цей процес називається оксигенацією (не окисленням!). НЬ у оксигемоглобін (Оху-Hb). Кількість O<sub>2</sub>, пов'язаного з НЬ, залежить від парціального тиску O<sub>2</sub> (PO<sub>2</sub>): крива дисоціації кисню (А, червона лінія). Крива має сигмоїдальну форму, оскільки спочатку пов'язані молекули O<sub>2</sub> змінюють конформацію тетрамеру НЬ (позитивна кооперативність) і таким чином збільшують афінність гемоглобіну до O<sub>2</sub>-
+'''Гемоглобин (Нb)''' - это белок красных кровяных клеток с молекулярной массой 64 500 кДа, осуществляющий транспорт O<sub>2</sub>. Нb участвует также в транспорте СO<sub>2</sub> и является важным рН-буфером. НЬ представляет собой тетрамер, состоящий из 4 субъединиц (у взрослых: 98%: 2а + 2b = НМ; 2%: 2а + 2d = HbA2), каждая со своим гемом. Гем состоит из порфирина и Fe(ll). Каждый из четырех атомов Fe(ll) (связанный с одним гистидиновым остатком гемоглобина) обратимо связывается с молекулой O<sub>2</sub>. Этот процесс называется оксигенацией (не окислением!). НЬ в оксигемоглобин (Оху-Hb). Количество O<sub>2</sub>, связанного с НЬ, зависит от парциального давления O<sub>2</sub> (PO<sub>2</sub>): кривая диссоциации кислорода (А, красная линия). Кривая имеет сигмоидальную форму, поскольку первоначально связанные молекулы O<sub>2</sub> меняют конформацию тетрамера НЬ (положительная кооперативность) и таким образом увеличивают аффинность гемоглобина к O<sub>2</sub>-
-При насиченні киснем 1 моль тетрамерного НЬ з'єднується з 4 молекулами O<sub>2</sub>, тобто 64500 г НЬ з'єднується з 4 • 22,4 л O<sub>2</sub>. Таким чином, 1 г НЬ теоретично може транспортувати in vivo 1,39 мл O<sub>2</sub>, або 1,35 мл (число Хюфнера). Загальна концентрація НЬ у крові ([Hb] total) в середньому становить 150 г/л (с. 94), що відповідає максимальній концентрації O<sub>2</sub> 9,1 ммоль/л або 0,203 л O<sub> 2</sub>А1 крові. Транспортна ємність крові за киснем є функцією [Hb]tote/(A).
+При насыщении кислородом 1 моль тетрамерного НЬ соединяется с 4 молекулами O<sub>2</sub>, т. е. 64 500 г НЬ соединяется с 4 • 22,4 л O<sub>2</sub>. Таким образом, 1 г НЬ теоретически может транспортировать in vivo 1,39 мл O<sub>2</sub>, или 1,35 мл (число Хюфнера). Общая концентрация НЬ в крови ([Hb]total) в среднем составляет 150 г/л (с. 94), что соответствует максимальной концентрации O<sub>2</sub> 9,1 ммоль/л или 0,203 л O<sub>2</sub>А1 крови. Транспортная емкость крови по кислороду является функцией [Hb]tote/(A).
-Зміст O<sub>2</sub> у крові практично еквівалентний кількості О2, пов'язаної з гемоглобіном, оскільки тільки 1,4% O<sub>2</sub> знаходиться в розчині у вигляді вільних молекул кисню при Pq2 13,3 кПа (А, помаранчева лінія). Коефіцієнт розчинності кисню (аO<sub>2</sub>) дорівнює 10 мкмоль * л<sup>-1</sup> • кПа<sup>-1</sup>, що в 22 рази менше, ніж асог.
+Содержание O<sub>2</sub> в крови практически эквивалентно количеству О2, связанному с гемоглобином, поскольку только 1,4% O<sub>2</sub> находится в растворе в виде свободных молекул кислорода при Pq2 13,3 кПа (А, оранжевая линия). Коэффициент растворимости кислорода (аO<sub>2</sub>) равен 10 мкмоль * л<sup>-1</sup> • кПа<sup>-1</sup>, что в 22 раза меньше, чем асог.
+[[Image:Naglydnay_fiziologiya127.jpg|250px|thumb|right|Б. Кривая «диссоциация O<sub>2</sub>-насыщение O<sub>2</sub>»]]
-'''Насичення киснем (SO<sub>2</sub>)''' - це частка Оху-Hb від [Нb]total, або відношення реальної концентрації O<sub>2</sub> до транспортної ємності по O< sub>2</sub>. У нормі для артеріальної крові (PaO<sub>2</sub> = 12,6 кПа або 95 мм рт. ст.) SO<sub>2</sub> досягне плато насичення приблизно при 0,97, тоді як для змішаної венозної крові [PvO<sub>2</sub> = 5,33 кПа або 40 мм рт. ст.) SO<sub>2</sub> все ще тільки 0,73. SO<sub>2</sub> для вен у різних органах сильно варіює.
+'''Насыщение кислородом (SO<sub>2</sub>)''' - это доля Оху-Hb от [Нb]total, или отношение реальной концентрации O<sub>2</sub> к транспортной емкости по O<sub>2</sub>. В норме для артериальной крови (PaO<sub>2</sub> = 12,6 кПа или 95 мм рт. ст.) SO<sub>2</sub> достигнет плато насыщения примерно при 0,97, тогда как для смешанной венозной крови [PvO<sub>2</sub> = 5,33 кПа или 40 мм рт. ст.) SO<sub>2</sub> все еще только 0,73. SO<sub>2</sub> для вен в разных органах сильно варьирует.
+[[Image:Naglydnay_fiziologiya128.jpg|250px|thumb|right|В. Кривые диссоциации O<sub>2</sub> и угарного газа (СО)]]
-Дисоціація O<sub>2</sub> не залежить від загального вмісту гемоглобіну, що видно з графіка (Б). Зміни спорідненості O<sub>2</sub> до гемоглобіну можна легко оцінити зі зміщення кривої дисоціації O<sub>2</sub>. Усунення кривої вправо означає зменшення спорідненості, а зміщення вліво - його збільшення (плато подовжується, а крива спочатку має велику крутість). Зміщення вліво викликається збільшенням pH (зі зниженням/без зниження PCO<sub>2</sub>) та/або зменшенням РСO<sub>2</sub>, температури та вмісту 2,3-біс-фосфогліцерату (БФГ; в нормі 1 моль БФГ/моль тетрамеру НЬ). Зміщення вправо відбувається через зменшення pH та/або збільшення РСO<sub>2</sub>, температури та 2,3-БФГ (Б). Тиск напівнасичення 5 або P50) O<sub>2</sub> (Б, переривчаста лінія) - це такий тиск PO<sub>2</sub>, при якому SO<sub>2</sub> = 0,5 , або 50%. P0.5, що в нормі становить 3,6 кПа або 27 мм рт. ст., є критерієм того, чи відбудеться зсув кривої вправо (P0,5↑) або вліво (P0,5↓)- Зміщення кривої дисоціації O<sub>2</sub> через зміни pH і РСO<sub>2< /sub> називається ефектом Бора. Зсув кривої вправо означає, що з периферичної крові (pH↓, РСO<sub>2</sub> ↑) можуть поглинатися великі кількості O<sub>2</sub> без зниження PO<sub>2</sub>, що є рушійною силою дифузії O<sub>2</sub> (Б, переривчаста лінія). Висока спорідненість до O<sub>2</sub> в легеневих капілярах потім встановлюється заново (pH ↑, РСO<sub>2</sub>↓) - Зсув кривої вліво буває корисним, коли знижено PAO<sub>2</sub (наприклад, при висотній гіпоксії), тобто в ситуації, коли насичення артерій киснем спостерігається лівіше плато SO<sub>2</sub>.
+Диссоциация O<sub>2</sub> не зависит от общего содержания гемоглобина, что видно из графика (Б). Изменения сродства O<sub>2</sub> к гемоглобину можно легко оценить по смещению кривой диссоциации O<sub>2</sub>. Смещение кривой вправо означает уменьшение сродства, а смещение влево - его увеличение (плато удлиняется, а кривая вначале имеет большую крутизну). Смещение влево вызывается увеличением pH (со снижением/без снижения PСO<sub>2</sub>) и/или уменьшением РСO<sub>2</sub>, температуры и содержания 2,3-бис-фосфоглицерата (БФГ; в норме 1 моль БФГ/моль тетрамера НЬ). Смещение вправо происходит из-за уменьшения pH и/или увеличения РСO<sub>2</sub>, температуры и 2,3-БФГ (Б). Давление полунасыщения 5 или P50) O<sub>2</sub> (Б, прерывистая линия) - это такое давление PO<sub>2</sub>, при котором SO<sub>2</sub> = 0,5, или 50%. P0.5, в норме составляющее 3,6 кПа или 27 мм рт. ст., является критерием того, произойдет сдвиг кривой вправо (P0,5↑) или влево (P0,5↓)- Смещение кривой диссоциации O<sub>2</sub> из-за изменений pH и РСO<sub>2</sub> называется эффектом Бора. Сдвиг кривой вправо означает, что из периферической крови (pH↓, РСO<sub>2</sub> ↑) могут поглощаться большие количества O<sub>2</sub> без снижения PO<sub>2</sub>, что является движущей силой диффузии O<sub>2</sub> (Б, прерывистая линия). Высокое сродство к O<sub>2</sub> в легочных капиллярах затем устанавливается заново (pH ↑, РСO<sub>2</sub>↓) - Сдвиг кривой влево бывает полезен, когда снижено PAO<sub>2</sub> (например, при высотной гипоксии), т. е. в ситуации, когда насыщение артерий кислородом наблюдается левее плато SO<sub>2</sub>.