Oksigen Darah

Kepentingan hemoglobin

Oksigen diangkut dalam darah melalui dua mekanisme yang berbeza: pembubarannya di plasma dan pautannya ke hemoglobin yang terkandung dalam sel darah merah atau eritrosit.

Oleh kerana oksigen jarang larut dalam larutan berair, kelangsungan hidup organisma manusia adalah subordinat dengan kehadiran jumlah hemoglobin yang mencukupi. Malah, dalam individu yang sihat lebih daripada 98% oksigen hadir dalam jumlah darah yang diberikan terikat kepada hemoglobin dan dipindahkan oleh eritrosit.

Pautan antara hemoglobin dan oksigen

Pengikatan oksigen ke hemoglobin dapat diterbalikkan dan bergantung kepada tekanan separa gas ini (PO2): dalam kapilari pulmonari, di mana plasma PO2 meningkat akibat penyebaran oksigen dari alveoli, hemoglobin mengikat oksigen ; di pinggir bandar, di mana oksigen digunakan dalam metabolisme sel dan plasma PO ₂ drop, hemoglobin memindahkan oksigen ke tisu.

Tetapi apa itu PO ₂ ?

Tekanan oksigen separa

Tekanan separa gas seperti oksigen, dalam ruang yang terhad (paru-paru) yang mengandungi campuran gas (udara atmosfera), ditakrifkan sebagai tekanan gas ini jika ia menduduki ruang yang dipertimbangkan sendiri.

Untuk mempermudahkan konsep yang kita bayangkan tekanan separa sebagai kuantiti oksigen: semakin tinggi tekanan separa oksigen, semakin besar kepekatannya. Ini adalah aspek yang sangat penting jika kita menganggap bahawa gas cenderung merebak dari titik kepekatan yang lebih besar (tekanan separa lebih tinggi) ke titik dengan kepekatan yang lebih rendah (tekanan separa bawah).

Undang-undang ini mengawal pertukaran gas di paras paru-paru dan tisu.

Malah, pada paras paru-paru, di mana udara alveoli berada dalam hubungan rapat dengan dinding kapilari darah yang sangat nipis, molekul oksigen masuk ke dalam darah kerana tekanan separa oksigen dalam udara alveolar lebih tinggi daripada PO ₂ darah.

Data di tangan, PO ₂ darah vena yang mencapai pomone dalam keadaan berehat kira-kira sama dengan 40mmHg, manakala di paras laut PO alveolar adalah sama dengan kira-kira 100 mmHg; Oleh itu, oksigen berlainan mengikut kecerunan kepekatannya (tekanan separa) dari alveoli ke arah kapilari. Secara konseptual, laluan itu akan berhenti apabila PO2 dalam darah arteri meninggalkan paru-paru akan menyamai atmosfera dalam alveoli (100 mmHg).

Apabila darah arteri mencapai kapilari tisu, kecerunan tumpuan diterbalikkan. Malah, dalam sel resting, PO ₂ intraselular adalah purata 40mmHg; kerana, seperti yang telah kita lihat, darah di akhir arteri kapilari mempunyai PO ₂ dari 100 mmHg, oksigen membekalkan dari plasma ke sel-sel. Penyebaran berhenti apabila darah kapilari vena mencapai tekanan oksigen separa yang sama persekitaran intraselular, iaitu 40 mmHg (dalam keadaan berehat). Semasa usaha fizikal, kepekatan oksigen dalam persekitaran selular berkurangan dan dengan itu tekanan separa gas (walaupun sehingga 20 mmHg); akibatnya pemindahan oksigen dari plasma berlaku dengan lebih cepat dan konsisten.

Seperti yang telah kita lihat, pengambilan oksigen yang mencukupi oleh darah yang mengalir dalam kapilari pulmonari bergantung tegas pada tekanan separa udara dalam kantung alveolar; kita juga melihat bagaimana di tempat ini alveolar PO ₂ biasanya (di paras laut) bersamaan dengan 100 mmHg; jika nilai ini berkurangan, penyebaran oksigen dari udara ke dalam darah tidak mencukupi dan keadaan berbahaya yang dikenali sebagai hipoksia timbul.

Hypoxia: Oksigen Darah Rendah

Tekanan separa udara alveolar dapat turun di ketinggian yang tinggi (karena tekanan atmosfera berkurang) atau ketika ventilasi paru-paru tidak mencukupi (seperti yang terjadi pada kehadiran penyakit paru-paru, seperti bronkitis obstruktif kronik, asma, penyakit paru-paru fibrotik, edema pulmonari dan emfisema).

Keadaan yang sama berlaku apabila dinding alveoli menebal atau mengurangkan kawasan permukaannya. Kelajuan penyebaran oksigen dari udara ke dalam darah sebenarnya berkadaran langsung dengan kawasan permukaan alveolar yang ada dan berkadar songsang dengan ketebalan membran alveolar.

Emfisema, penyakit paru-paru degeneratif yang disebabkan terutamanya oleh asap rokok, memusnahkan alveoli yang mengurangkan kawasan permukaan yang terdapat untuk pertukaran gas; dalam fibrosis paru, di sisi lain, pemendapan tisu parut meningkatkan ketebalan membran alveolar. Dalam kedua-dua kes, penyebaran oksigen melalui dinding alveolar jauh lebih perlahan daripada biasa.

Hypoxia juga boleh disebabkan oleh kepekatan hemoglobin yang dikurangkan dalam darah arteri. Penyakit yang mengurangkan jumlah hemoglobin dalam sel darah merah atau bilangan mereka secara negatif mempengaruhi keupayaan darah untuk membawa oksigen. Dalam kes yang teruk, seperti dalam subjek yang kehilangan jumlah darah penting, kepekatan hemoglobin mungkin tidak mencukupi untuk memenuhi permintaan sel untuk oksigen; Dalam kes ini, satu-satunya penyelesaian untuk menyelamatkan nyawa pesakit adalah pemindahan darah.

Keluk Dissociasi Hemoglobin

Hubungan fizikal antara plasma PO ₂ dan jumlah oksigen yang dikaitkan dengan hemoglobin telah dikaji dalam vitro dan diwakili oleh lengkung pemisahan hemoglobin ciri.

Mengamati lengkung yang ditunjukkan dalam gambar itu dapat dilihat bahawa pada PO ₂ bersamaan dengan 100 mmHg (nilai yang biasanya direkodkan di kawasan alveolar) 98% hemoglobin terikat kepada oksigen.

Perhatikan bahawa pada nilai melebihi 100 mmHg peratusan tepu hemoglobin tidak meningkat dengan lebih lanjut, seperti yang dibuktikan oleh lengkungan yang meratakan; Atas sebab yang sama, asalkan PO ₂ alveolar kekal di atas 60 mmHg, hemoglobin tepu lebih dari 90%, oleh itu ia mengekalkan keupayaan hampir normal untuk membawa oksigen dalam darah. Untuk maklumat lanjut, lihat artikel mengenai hemoglobin dan kesan Bohr.

Semua faktor yang disenaraikan dalam artikel boleh dinilai melalui ujian darah mudah, seperti kiraan sel darah merah, dosis hemoglobin dan ketepuan oksigen dalam darah (peratusan hemoglobin tepu dengan oksigen berbanding dengan jumlah hemoglobin hadir dalam darah).