Объем газов, находящихся в крови в состоянии физического растворения, можно определить по формуле, приведенной здесь.
Вычисления показывают, что в 100 мл артериальной крови содержание растворенного кислорода должно бы быть равно 0,3 об. %, углекислого газа — 2,5 об.% и азота — 0,95 об.%. Однако из крови описанными способами можно извлечь значительно больше кислорода и углекислого газа. Это свидетельствует, что кислород и углекислый газ находятся не только в физически растворенном, но и в химически связанном состоянии. Кислород в крови связан с гемоглобином. Углекислый же газ только частично связан с гемоглобином, большая же часть его находится в крови в виде бикарбоната.
Извлечение газов из крови. Из крови газы были впервые полностью извлечены в 1859 г. И. М. Сеченовым, который сконструировал для этой цели ртутный насос, основанный на принципе возобновляемой торичеллиевой пустоты.
В аппарате Сеченова пробу крови, взятой непосредственно из кровеносного сосуда, помещают в приемник, который отделен краном от стеклянного баллона. В последнем посредством ртутного насоса создают вакуум (торичеллиеву пустоту) и, открыв кран, соединяют баллон с приемником, в котором находится кровь. Из крови немедленно начинают выделяться газы (кровь как бы закипает). Выход газов вскоре прекращается, поскольку устанавливается равновесие между газами, оставшимися в кров, и газами, перешедшими в баллон. Тогда кран закрывают, газы из баллона с помощью того же ртутного насоса переводят в мерный сосуд, служащий для измерения их количества, и в баллоне вновь создают торичеллиеву пустоту и вновь открывают кран, соединяющий с баллоном приемник с кровью. Из крови в баллон переходит новая порция газов (до наступления нового равновесия). Повторяя несколько раз эту процедуру, можно извлечь из крови практически все газы.
Для извлечения газов из крови употребляют также аппараты, основанные принципе химического вытеснения. Наиболее употребителен прибор Баркрофта с помощью которого измеряют количество кислорода, вытесняемого из крови добавлением к ней раствора железосинеродистого калия, и количество углекислого газа, вытесняемого из крови добавлением виннокаменной кислоты.
Широко используется аппарат ван Слайка, который сочетает принципы, положенные в основу приборов Сеченова и Баркрофта. В этом аппарате используется вытеснение газов химическими соединениями, так и их извлечение путем создания вакуума с помощью ртутного насоса.
Кислородная емкость крови. Наряду с исследованием содержания в крови определяют кислородную емкость крови, т. е. то максимальное количество кислорода, которое может быть поглощено 100 мл крови. Для определения кислородной емкости крови взятую из кровеносного сосуда кровь приводят в соприкосновение с воздухом, чтобы она полностью насытилась кислородом.
Кислородная емкость крови зависит от содержания в ней гемоглобина. Каждый грамм гемоглобина может связать 1,34 мл кислорода. Если в крови содержится 14% гемоглобина, то 100 мл крови могут связать 14x1,34 мл кислорода, т. е. 19 мл. Это число (19 об.%) и составляет нормальную кислородную емкость крови. Зная кислородную емкость крови и содержание кислорода в крови, взятой из сосуда и не находившейся в соприкосновении с воздухом, можно определить степень насыщения крови кислородом, иначе говоря, отношение содержания кислорода в исследуемой крови к ее кислородной емкости.
Для определения содержания газов в крови, находящейся в кровеносном сосуде кровь, взятую шприцем из сосуда, выпускают под слой вазелинового масла или аммиака для того, чтобы она, не соприкасаясь с воздухом, сохранила то количество газа которое в ней было.
Содержание газов в артериальной и венозной крови. В артериальной крови здорового человека содержится 18—20 об.% кислорода, 50—52 об.% углекислого газа и около 1 об.% азота. В венозной крови содержится 12 об.% кислорода, 55—57 об. % углекислого газа и около 1 об. % азота. Из этих цифр следует, что венозная кровь, пройдя по легочным капиллярам, обогащается кислородом и отдает часть содержащегося в ней углекислого газа. Артериальная кровь, поступая в капилляры большого круга, отдает часть своего кислорода и насыщается углекислым газом. Одинаковое содержание азота в артериальной и венозной крови показывает, что он в газообмене не участвует.
