Važnost hemoglobina
Kisik se transportira u krvi kroz dva različita mehanizma: njegovo otapanje u plazmi i njegova veza s hemoglobinom sadržanim u crvenim krvnim stanicama ili eritrocitima.
Budući da je kisik slabo topljiv u vodenim otopinama, preživljavanje ljudskog organizma podređeno je prisutnosti odgovarajućih količina hemoglobina. U stvari, kod zdravih pojedinaca više od 98% kisika prisutnog u određenom volumenu krvi vezano je za hemoglobin i transponirano pomoću eritrocita.
Veza između hemoglobina i kisika
Vezanje kisika na hemoglobin je reverzibilno i ovisno o parcijalnom tlaku tog plina (PO 2 ): u plućnim kapilarama, gdje se plazma PO 2 povećava zbog difuzije kisika iz alveola, hemoglobin se veže na kisik. ; u predgrađu, gdje se kisik koristi u staničnom metabolizmu i plazmi PO 2 kapi, hemoglobin prenosi kisik u tkiva.
Ali što je PO 2 ?
Djelomični tlak kisika
Parcijalni tlak plina kao što je kisik, unutar ograničenog prostora (pluća) koji sadrži mješavinu plina (atmosferski zrak), definira se kao tlak koji bi taj plin imao da zauzima prostor koji se razmatra sam.
Da bismo pojednostavili koncept, djelomični tlak zamišljamo kao količinu kisika: što je veći parcijalni tlak kisika, to je njegova koncentracija veća. Ovo je vrlo važan aspekt ako uzmemo u obzir da se plin nastoji širiti od točke veće koncentracije (veći parcijalni tlak) do točke s nižom koncentracijom (niži parcijalni tlak).
Ovaj zakon regulira izmjenu plina na razinama pluća i tkiva.
Zapravo, na razini pluća, gdje je zrak alveola u bliskom kontaktu s vrlo tankim stijenkama krvnih kapilara, molekule kisika ulaze u krv jer je parcijalni tlak kisika u alveolarnom zraku veći od PO 2 krvi.
Podaci u ruci, PO 2 venske krvi koja doseže pomone u uvjetima mirovanja je približno jednaka 40mmHg, dok je na razini mora alveolarni PO 2 jednak oko 100 mmHg; dakle, kisik difundira prema gradijentu koncentracije (parcijalni tlak) od alveola prema kapilarama. Konceptualno, prolaz će se zaustaviti kada se PO 2 u arterijskoj krvi koja izlazi iz pluća izjednači s atmosferskim u alveolama (100 mmHg).
Kada arterijska krv dosegne kapilare tkiva, gradijent koncentracije se obrće. U stvari, u stanici za odmor intracelularni PO2 je u prosjeku 40mmHg; budući da, kao što smo vidjeli, krv na arterijskom kraju kapilare ima PO 2 od 100 mmHg, kisik difundira iz plazme u stanice.Difuzija prestaje kada venska kapilarna krv dosegne isti parcijalni tlak kisika intracelularno okruženje, tj. 40 mmHg (u uvjetima mirovanja). Tijekom fizičkog napora koncentracija kisika u staničnom okruženju se smanjuje, a time i parcijalni tlak plina (čak i do 20 mmHg); stoga se prijenos kisika iz plazme odvija brže i dosljednije.
Kao što smo vidjeli, adekvatan unos kisika krvlju u plućne kapilare ovisi isključivo o parcijalnom tlaku zraka u alveolarnim vrećicama; također smo vidjeli kako je na ovom mjestu alveolar PO 2 normalno (na razini mora) jednak 100 mmHg; ako se ova vrijednost prekomjerno smanji, difuzija kisika iz zraka u krv je nedovoljna i javlja se opasno stanje poznato kao hipoksija .
Hipoksija: Kisik niske krvi
| Normalne vrijednosti arterijske PO 2 | |
| Dob (godine) | mmHg |
| 20-29 | 94 (84-104) |
| 30-39 | 91 (81-101) |
| 40-49 | 88 (78-98) |
| 50-59 | 84 (74-94) |
| 60-69 | 81 (71-91) |
Parcijalni tlak alveolarnog zraka može pasti na velikoj nadmorskoj visini (jer se smanjuje atmosferski tlak) ili kada je plućna ventilacija neadekvatna (kao što se događa u prisutnosti plućnih bolesti, kao što su kronični opstruktivni bronhitis, astma, fibrozne bolesti pluća)., plućni edem i emfizem).
Ista situacija se događa kada se zid alveola zgusne ili smanji površina njihove površine. Brzina difuzije kisika iz zraka u krv je zapravo izravno proporcionalna površini alveolarne površine koja je dostupna i obrnuto proporcionalna debljini alveolarne membrane.
Emfizem, degenerativna bolest pluća koja je uglavnom uzrokovana dimom cigareta, uništava alveole smanjujući površinu površine dostupne za razmjenu plinova; kod plućne fibroze, s druge strane, taloženje ožiljnog tkiva povećava debljinu alveolarne membrane. U oba slučaja, difuzija kisika kroz alveolarne stijenke mnogo je sporija od normalne.
Hipoksija također može biti posljedica smanjene koncentracije hemoglobina u arterijskoj krvi. Bolesti koje smanjuju količinu hemoglobina u crvenim krvnim stanicama ili njihov broj negativno utječu na sposobnost krvi da prenosi kisik. U ekstremnim slučajevima, poput onih kod osoba koje su izgubile važne količine krvi, koncentracija hemoglobina može biti nedovoljna da zadovolji potražnju za kisikom; u tim slučajevima jedino rješenje za spašavanje života pacijenta je transfuzija krvi.
Krivulja disocijacije hemoglobina
Fizički odnos između plazme PO 2 i količine kisika povezanog s hemoglobinom ispitan je in vitro i predstavljen je karakterističnom krivuljom disocijacije hemoglobina .
Promatrajući krivulju prikazanu na slici, može se vidjeti da se na PO 2 jednakom 100 mmHg (vrijednost normalno zabilježena u alveolarnom području) 98% hemoglobina veže na kisik.
Treba primijetiti da se kod vrijednosti preko 100 mmHg postotak zasićenja hemoglobina ne povećava dalje, što je vidljivo iz ravnine krivulje; iz istog razloga, sve dok alveolarni PO 2 ostaje iznad 60 mmHg, hemoglobin je zasićen više od 90%, stoga održava gotovo normalnu sposobnost prenošenja kisika u krvi. Za više informacija pogledajte članak o hemoglobinu i Bohrovom učinku.
Svi čimbenici navedeni u članku mogu se procijeniti jednostavnim krvnim testovima, kao što su broj crvenih krvnih stanica, doziranje hemoglobina i zasićenje kisikom u krvi (postotak hemoglobina zasićenog kisikom u usporedbi s ukupnom količinom hemoglobina). prisutne u krvi).
