Hemoglobino svarba
Deguonis kraujyje pernešamas dviem skirtingais mechanizmais: jo ištirpimu plazmoje ir prisijungimu prie raudonųjų kraujo kūnelių arba eritrocitų esančio hemoglobino.
Kadangi deguonis vandeniniuose tirpaluose beveik netirpsta, žmogaus organizmo išgyvenimas priklauso nuo pakankamo hemoglobino kiekio. Tiesą sakant, sveikam žmogui daugiau nei 98% deguonies, esančio tam tikrame kraujo tūryje, yra susietas su hemoglobinu ir pernešamas eritrocitų.
Ryšys tarp hemoglobino ir deguonies
Deguonies prisijungimas prie hemoglobino yra grįžtamas ir priklauso nuo šių dujų dalinio slėgio (PO2): plaučių kapiliaruose, kur PO2 koncentracija plazmoje padidėja dėl deguonies difuzijos iš alveolių, hemoglobinas prisijungia prie deguonies; periferijoje, kur deguonis naudojamas ląstelių metabolizmui ir plazmos PO2 lašai, hemoglobinas perneša deguonį į audinius.
Bet kas yra PO2?
Dalinis deguonies slėgis
Dalinis dujų, pvz., Deguonies, slėgis ribotoje erdvėje (plaučiuose), kuriame yra dujų mišinys (atmosferos oras), apibrėžiamas kaip slėgis, kurį šios dujos turėtų, jei jos vien tik užimtų nagrinėjamą erdvę.
Norėdami supaprastinti koncepciją, įsivaizduokime dalinį slėgį kaip deguonies kiekį: kuo didesnis dalinis deguonies slėgis, tuo didesnė jo koncentracija. Tai labai svarbus aspektas, jei atsižvelgsime į tai, kad dujos linkusios difunduoti iš taško, kuriame yra didesnė koncentracija (didesnis dalinis slėgis), į tašką, kuriame yra mažesnė koncentracija (mažesnis dalinis slėgis).
Šis įstatymas reglamentuoja dujų mainus plaučiuose ir audiniuose.
Tiesą sakant, plaučių lygyje, kai alveolių oras glaudžiai liečiasi su labai plonomis kraujo kapiliarų sienelėmis, deguonies molekulės patenka į kraują, nes dalinis deguonies slėgis alveoliniame ore yra didesnis nei PO2 kraujo.
Duomenys apie ranką, veninio kraujo PO2, kuris ramybės sąlygomis pasiekia pomoną, yra maždaug 40 mmHg, o jūros lygyje alveolių PO2 yra maždaug 100 mmHg; todėl deguonis pagal savo koncentracijos gradientą (dalinį slėgį) difunduoja iš alveolių link kapiliarų. Konceptualiai praėjimas sustos, kai PO2 arteriniame kraujyje, išeinančiame iš plaučių, bus lygus atmosferos alveolėms (100 mmHg).
Arteriniam kraujui pasiekus audinių kapiliarus, koncentracijos gradientas pasikeičia. Tiesą sakant, ramybės būsenos ląstelėje vidinis ląstelės PO2 yra vidutiniškai 40 mmHg; Kadangi, kaip matėme, kraujo kapiliarų arteriniame gale PO2 yra 100 mmHg, deguonis iš plazmos pasiskirsto į ląsteles. Difuzija sustoja, kai veninis kapiliarų kraujas pasiekia tokį pat dalinį deguonies slėgį kaip ir kraujas. tarpląstelinė aplinka, ty 40 mmHg (ramybės sąlygomis) Fizinio krūvio metu sumažėja deguonies koncentracija ląstelinėje aplinkoje, o kartu ir dalinis dujų slėgis (net iki 20 mmHg); todėl deguonis iš plazmos išsiskiria greičiau ir nuosekliau.
Kaip matėme, plaučių kapiliaruose tekančio kraujo pakankamas deguonies suvartojimas griežtai priklauso nuo dalinio oro, supakuoto į alveolinius maišelius, slėgio; mes taip pat matėme, kaip čia alveolinis PO2 paprastai (jūros lygyje) yra lygus 100 mmHg; jei ši vertė yra pernelyg sumažinta, deguonies difuzija iš oro į kraują yra nepakankama ir atsiranda pavojinga būklė, vadinama hipoksija.
Hipoksija: mažai deguonies kraujyje
Dalinis alveolių oro slėgis gali sumažėti dideliame aukštyje (nes sumažėja atmosferos slėgis) arba kai plaučių ventiliacija yra nepakankama (kaip tai atsitinka sergant plaučių ligomis, tokiomis kaip lėtinis obstrukcinis bronchitas, astma, fibrozinės plaučių ligos, plaučių edema). ir emfizema).
Tokia pati situacija susidaro, kai alveolių sienelė sustorėja arba sumažėja jų paviršiaus plotas. Deguonies difuzijos iš oro į kraują greitis iš tikrųjų yra tiesiogiai proporcingas turimam alveolių paviršiaus plotui ir atvirkščiai proporcingas alveolių membranos storiui.
Emfizema, degeneracinė plaučių liga, kurią daugiausia sukelia cigarečių dūmai, naikina alveoles, sumažindama dujų mainų paviršių; Kita vertus, sergant plaučių fibroze, randų audinio nusėdimas padidina alveolių membranos storį. Abiem atvejais deguonies difuzija per alveolių sienas yra daug lėtesnė nei įprasta.
Hipoksija taip pat gali atsirasti dėl sumažėjusios hemoglobino koncentracijos arteriniame kraujyje. Kraštutiniais atvejais, pavyzdžiui, tiriamiesiems, kurie neteko daug kraujo, hemoglobino koncentracija gali būti nepakankama, kad būtų patenkintas ląstelių deguonies poreikis; tokiais atvejais vienintelis sprendimas išgelbėti paciento gyvybę yra kraujo perpylimas.
Hemoglobino disociacijos kreivė
Fizinis ryšys tarp PO2 plazmos ir deguonies kiekio, susieto su hemoglobinu, buvo ištirtas in vitro ir apibūdinamas charakteristika hemoglobino disociacijos kreivė.
Stebint paveikslėlyje parodytą kreivę, matyti, kad esant PO2, lygiam 100 mmHg (įprastai užfiksuota alveolių srityje), 98% hemoglobino yra surišti su deguonimi.
Atkreipkite dėmesį, kad esant didesnėms nei 100 mmHg reikšmėms, hemoglobino prisotinimo procentas toliau nedidėja, tai patvirtina kreivės išlyginimas; dėl tos pačios priežasties tol, kol alveolinis PO2 išlieka didesnis nei 60 mmHg, hemoglobinas yra prisotintas daugiau nei 90%, todėl išlaiko beveik normalų gebėjimą pernešti deguonį į kraują. Daugiau informacijos rasite straipsnyje, skirtame hemoglobinui ir Bohr efektui.
Visi straipsnyje išvardyti veiksniai gali būti įvertinti atliekant paprastus kraujo tyrimus, tokius kaip raudonųjų kraujo kūnelių skaičius, hemoglobino dozė ir prisotinimas deguonimi kraujyje (deguonimi prisotinto hemoglobino procentinė dalis, palyginti su visu kraujyje esančiu hemoglobino kiekiu).
