Значај хемоглобина
Кисеоник се преноси у крв кроз два различита механизма: његовим растварањем у плазми и везивањем за хемоглобин који се налази у црвеним крвним зрнцима или еритроцитима.
Пошто је кисеоник слабо растворљив у воденим растворима, опстанак људског организма зависи од присуства одговарајућих количина хемоглобина. У ствари, код здравог појединца више од 98% кисеоника присутног у датој количини крви везано је за хемоглобин и транспортовано еритроцитима.
Веза између хемоглобина и кисеоника
Везивање кисеоника за хемоглобин је реверзибилно и зависи од парцијалног притиска овог гаса (ПО2): у плућним капиларама, где се ПО2 у плазми повећава услед дифузије кисеоника из алвеола, хемоглобин се везује за кисеоник; на периферији, где се кисеоник користи у ћелијском метаболизму и пада ПО2 у плазми, хемоглобин преноси кисеоник у ткива.
Али шта је ПО2?
Делимични притисак кисеоника
Парцијални притисак гаса, попут кисеоника, унутар ограниченог простора (плућа) који садржи мешавину гасова (атмосферски ваздух), дефинише се као притисак који би овај гас имао да заузима сам простор који се разматра.
Да поједноставимо концепт, замислимо парцијални притисак као количину кисеоника: што је већи парцијални притисак кисеоника, већа је његова концентрација. Ово је веома важан аспект ако узмемо у обзир да гас има тенденцију да дифундује из тачке са већом концентрацијом (већи парцијални притисак) у тачку са нижом концентрацијом (нижи парцијални притисак).
Овај закон уређује размену гасова у плућима и ткивима.
Заправо, на плућном нивоу, где је ваздух алвеола у блиском контакту са врло танким зидовима крвних капилара, молекули кисеоника прелазе у крв јер је парцијални притисак кисеоника у алвеоларном ваздуху већи од ПО2 крви.
Подаци на руци, ПО2 венске крви која доспева у помоне у условима мировања приближно је једнака 40 ммХг, док је на нивоу мора алвеоларни ПО2 једнак приближно 100 ммХг; последично, кисеоник дифундује према сопственом градијенту концентрације (парцијални притисак) из алвеола према капиларама.Концептуално, пролаз ће се зауставити када се ПО2 у артеријској крви која напушта плућа изједначи са атмосферским у алвеолама (100 ммХг).
Како артеријска крв стиже до капилара ткива, градијент концентрације се мења. У ствари, у ћелији у мировању унутарћелијски ПО2 је у просеку 40 ммХг; Пошто, као што смо видели, крв на артеријском крају капиларе има ПО2 од 100 ммХг, кисеоник дифундује из плазме у ћелије.Дифузија престаје када венска капиларна крв достигне исти парцијални притисак кисеоника као и крв. унутарћелијско окружење, односно 40 ммХг (у условима мировања) .При физичком напору концентрација кисеоника у ћелијском окружењу опада, а са њим и парцијални притисак гаса (чак и до 20 ммХг); последично се ослобађање кисеоника из плазме дешава брже и доследније.
Као што смо видели, одговарајући унос кисеоника крвљу која тече кроз плућне капиларе строго зависи од парцијалног притиска ваздуха упакованог у алвеоларне врећице; такође смо видели како је овде алвеоларни ПО2 нормално (на нивоу мора) једнак 100 ммХг; ако се ова вредност прекомерно смањи, дифузија кисеоника из ваздуха у крв је недовољна и јавља се опасно стање познато као хипоксија.
Хипоксија: мало кисеоника у крви
Парцијални притисак алвеоларног ваздуха може пасти на великој надморској висини (јер је атмосферски притисак смањен) или када је плућна вентилација неадекватна (као што се дешава у присуству плућних болести, као што су хронични опструктивни бронхитис, астма, фибротичне плућне болести, плућни едем) и емфизем).
Иста ситуација настаје када се стијенка алвеола задебља или се смањи површина њихове површине.Брзина дифузије кисеоника из ваздуха у крв је у ствари директно пропорционална површини алвеоларне површине која је на располагању и обрнуто пропорционална дебљини.алвеоларне мембране.
Емфизем, дегенеративна болест плућа углавном узрокована димом цигарета, уништава алвеоле смањујући површину доступну за измјену плинова; код плућне фиброзе, с друге стране, таложењем ожиљкастог ткива повећава се дебљина алвеоларне мембране. У оба случаја, дифузија кисеоника кроз зидове алвеола је много спорија од нормалне.
Хипоксија такође може бити резултат смањене концентрације хемоглобина у артеријској крви.Болести које смањују количину хемоглобина у црвеним крвним зрнцима или њихов број негативно утичу на способност крви да преноси кисеоник. У екстремним случајевима, на пример код субјеката који су изгубили значајне количине крви, концентрација хемоглобина може бити недовољна да задовољи потребе ћелија за кисеоником; у овим случајевима једино решење за спас живота пацијента је трансфузија крви.
Крива дисоцијације хемоглобина
Физички однос између ПО2 у плазми и количине кисеоника везаног за хемоглобин проучаван је ин витро и представљен је карактеристичним карактеристикама крива дисоцијације хемоглобина.
Посматрајући криву приказану на слици, може се видети да је при ПО2 једнаком 100 ммХг (вредност која се нормално бележи у алвеоларном подручју) 98% хемоглобина везано за кисеоник.
Имајте на уму да се при вредностима већим од 100 ммХг проценат засићења хемоглобином не повећава даље, што доказује равнање криве; из истог разлога, све док алвеоларни ПО2 остане изнад 60 ммХг, хемоглобин је засићен за више од 90%, стога одржава скоро нормалан капацитет транспорта кисеоника у крви. За додатне информације погледајте чланак посвећен хемоглобину и Боровом ефекту.
Сви фактори наведени у чланку могу се проценити једноставним крвним тестовима, као што су број црвених крвних зрнаца, доза хемоглобина и засићеност крви кисеоником (проценат хемоглобина засићеног кисеоником у односу на укупну количину хемоглобина присутну у крви).
