Процесс обмена газов в организме очень сложен. Углекислота в крови содержится в растворенном, и в связанном состоянии: в виде углекислых солей — бикарбонатов и соединения с гемоглобином, называемого карбогемоглобином. Соединение это непрочное, в капиллярах легких оно распадается, а освободившаяся углекислота попадает в альвеолярный воздух и удаляется из организма.
В 1933 году было сделано важное открытие, которое значительно обогатило понимание обмена углекислого газа. Два английских исследователя Мельдрум и Рафтан установили, что красные кровяные тельца — эритроциты — содержат очень активный ускоритель химических процессов, катализатор — фермент карбоангидразу. Он-то и обеспечивает весьма быструю химическую реакцию соединения углекислого газа с водой. Для наглядности приведем формулу этой реакции:
СO>2 + Н>2O <=> Н>2СO>3
углекислый газ + вода <=> угольная кислота
Реакция слева направо происходит в кровеносных капиллярах различных тканей. В таком связанном виде бóльшая часть углекислоты доставляется кровью к легким, где ташке очень быстро происходит обратная химическая реакция с выделением углекислого газа (СO>2).
Кислород, поступающий вместе с атмосферным воздухом в альвеолы, переходит в кровь и связывается с гемоглобинам, который находится в эритроцитах. Один грамм гемоглобина способен присоединить 1,36 кубического сантиметра кислорода, превращаясь в окай гемоглобин. Каждые 100 кубических сантиметров крови содержат около 14 граммов гемоглобина, которые присоединяют примерно 19 кубических сантиметров кислорода. В артериальной крови почти весь гемоглобин соединен с кислородом, поэтому и цвет ее алый, ярко-красный.
Распад оксигемоплобина на гемоглобин и кислород происходит в мельчайших кровеносных капиллярах, пронизывающих все ткани и органы тела человека. Причем на скорость реакции влияют многие факторы и, в частности, температура. Повышение температуры, например, в сокращающейся мышце или секретирующей железе обусловливает лучшее снабжение их кислородом.
Мы кратко, в общих чертах, рассказали о процессах, происходящих в капиллярах легких, о химии легочного дыхания. Но, как мы знаем, во всех тканях и органах, в каждой клетке организма человека непрерывно происходят процессы обмена веществ и энергии. Кровь доставляет клеткам питательные вещества и кислород, а уносит от них продукты обмена веществ и углекислоту. Дыхание обеспечивает газообмен не только в наших легких, но и в тканях. Здесь происходят очень сложные химические процессы окисления. Стенки клеток, из которых построен весь наш организм, представляют собой полупроницаемые мембраны. Через них легко проходят молекулы различных веществ и газов.
