Кисень у крові знаходиться у двох станах: фізичному розчиненні (незначно) і в хімічному зв’язку з Нв. Нв утворює з киснем нестійке, легко дисоційоване з’єднання – оксигемоглобін. Кожна молекула Нв здатна приєднати 4 молекули кисню, що в перерахунку на 1 грам Нв - 1,34 мл О2.
Кількість кисню, що може окислити 100 мл крові при повному насиченні гемоглобіном, називають кисневою ємкістю крові (КЄК)(= кількість О2, яке зв’язується кров’ю до повного насичення Нв; або - максимальна кількість кисню, яке може бути зв’язаним 100 мл крові).
КЄК= Нв х1,34
Беручи до уваги, що в 100 мл крові вміщується лише 0,3 мл розчиненого О 2 можна зробити висновок, що основна кількість транспортуємого кров’ю кисню – у вигляді хімічного зв’язку з гемоглобіном.
При середній концентрації гемоглобіну (15%) у чоловіків КЄК дорівнює 20 мл, у жінок – 18 мл О2 /100 мл крові. При фізичних навантаженнях КЄК збільшується до 24%, тому що в циркулюючу кров виходять еритроцити з депо.
Насичення Нв киснем близько 97%. Ступень насичення Нв киснем і дисоціація оксиНв (утворення відновленого Нв) не знаходять в прямій пропорційній залежності від напруження кисню (парціального тиску). Інтенсивність утворення оксигемоглобіну обумовлена парціальним тиском О2 в крові: чим вище рівень Р О2, тим більше утворюється НвО2. Це не прямо пропорційна залежність у графічному виразі називають кривою дисоціації оксигемоглобіну. Крива дисоціації оксигемоглобіну має S-подібну форму.
При аналізі цієї залежності можна зазначити, що зменшення парціального тиску кисню у крові спричинює дисоціацію оксигемоглобіну – звільнення гемоглобіну від О2(відновлений Нв). Відсотковий вміст оксигемоглобіну зменшується, а відновленого – збільшується. Отже, при зниженні парціального тиску кисню в крові ступінь насичення гемоглобіну киснем зменшується. що відображає властивості гемоглобіну, який майже повністю насичується киснем при значних коливаннях його парціального тиску в альвеолярному повітрі. Дихання чистим киснем може збільшити оксигенацію крові тільки на 3%. Таким чином, плоска верхня частина S-подібної кривої дисоціації оксигемоглобіну свідчить про те, що організм має надійний захист від значного зниження парціального тиску кисню в альвеолах. Крута частина кривої показує, що при зниженні тиску кисню (у капілярах тканин) дисоціація оксигемоглобіну відбувається дуже швидко, і тканини мають надійний «захист» від нестачі кисню (гіпоксії). Швидкість дисоціації оксигемоглобіну збільшується при зниженні рН крові, підвищенні її температури і збільшенні кількості СО2.
При відсутності кисню у крові (РО2=0) оксигемоглобіну в крові немає, а при РО2 =10 мм рт.ст. 10% Нв переходить в оксигемоглобін, то при РО2=20 мм рт.ст. НвО2 вже складає 30%. Максимальна кількість Нв (45-80%) зв’язується з киснем при його напруженні 30- 40 мм рт.ст. (утворюється біля 80% НвО2). Подальше підвищення напруження кисню приводить до зниження швидкості утворення окси Нв.
Спорідненість Нв до кисню значно знижується при зрушенні реакції крові в кислий бік (ацидоз), що спостерігається в тканинах організму внаслідок утворення СО2. Ця властивість Нв має важливе значення для організму. В капілярах тканин, де концентрація СО2 в крові збільшена, здатність Нв утримувати О2 зменшується, що полегшує його віддачу клітинам. В альвеолах легень, де частина СО2 переходить в альвеолярне повітря, здатність Нв зв’язувати кисень знову зростає.
Перехід Нв в оксиНв та з нього в відновлений залежить від температури. При одному ж тому тиску О2 в оточуючому середовищі при температурі тіла 37-38 градусів найбільша кількість оксиНв переходить в відновлений Нв.
Отже:
Транспорт О2 забезпечується в основному за рахунок зв’язку з Нв.
Насиченість Нв киснем залежить в першу чергу від парціального тиску газу в атмосферному і альвеолярному повітрі.
Основна причина віддачі кисню гемоглобіном є зсув реакції в тканинах в кислий бік.
Транспорт вуглекислого газу відбувається фізичним (розчинення) і хімічним шляхами. Розчинений у плазмі крові СО2 становить близько 5% загальної кількості вуглекислого газу, що транспортується; 95% його переноситься у хімічно зв’язаному стані. Спрощено процес транспорту СО2 можна уявити так: СО2 потрапляючи у кров, приєднує воду, внаслідок чого утворюєтьсявугільна кислота, яка відразу з’єднується з білками плазми:
Nа (білка) +Н2СО3 =NаНСО3+Н (білка). У легенях NаНСО3 дисоціює, і звільнений СО2 виходить в альвеоли. Процес утворення вугільної кислоти і її дисоціація прискорюються ферментом карбоангідразою, який міститься в еритроцитах. Залежно від напруження СО2 карбоангідраза каталізує утворення вугільної кислоти і її розщеплення на СО2 і воду (у капілярах легень). Частина молекули СО2 сполучається в еритроцитах з гемоглобіном, утворюючи карбгемоглобін НвСО2 . У капілярах тканин гемоглобін віддає кисень, чим полегшує насичення крові СО2.
