Význam hemoglobinu
Kyslík je v krvi transportován dvěma odlišnými mechanismy: jeho rozpuštěním v plazmě a jeho vazbou na hemoglobin obsažený v červených krvinkách nebo erytrocytech.
Jelikož je kyslík ve vodných roztocích málo rozpustný, závisí přežití lidského organismu na přítomnosti adekvátního množství hemoglobinu. Ve skutečnosti je u zdravého jedince více než 98% kyslíku přítomného v daném objemu krve vázáno na hemoglobin a transportováno erytrocyty.
Spojení mezi hemoglobinem a kyslíkem
Vazba kyslíku na hemoglobin je reverzibilní a závisí na parciálním tlaku tohoto plynu (PO2): v plicních kapilárách, kde se díky difúzi kyslíku z alveol zvyšuje plazma PO2, hemoglobin se váže na kyslík; na periferii, kde je kyslík využíván v buněčném metabolismu a plazmatické kapky PO2, hemoglobin přenáší kyslík do tkání.
Ale co je PO2?
Částečný tlak kyslíku
Parciální tlak plynu, jako je kyslík, uvnitř omezeného prostoru (plíce) obsahujícího směs plynů (atmosférický vzduch), je definován jako tlak, který by tento plyn měl, kdyby sám zabíral uvažovaný prostor.
Pro zjednodušení pojmu si představme parciální tlak jako množství kyslíku: čím vyšší je parciální tlak kyslíku, tím vyšší je jeho koncentrace. Toto je velmi důležitý aspekt, pokud vezmeme v úvahu, že plyn má tendenci difundovat z bodu s vyšší koncentrací (vyšší parciální tlak) do bodu s nižší koncentrací (nižší parciální tlak).
Tento zákon upravuje výměnu plynů v plicích a tkáních.
Ve skutečnosti na plicní úrovni, kde je vzduch alveol v těsném kontaktu s velmi tenkými stěnami krevních kapilár, molekuly kyslíku procházejí do krve, protože parciální tlak kyslíku v alveolárním vzduchu je vyšší než PO2 krve.
Data na ruce, PO2 venózní krve, která dosáhne pomonu v klidových podmínkách, je přibližně rovna 40 mmHg, zatímco na úrovni moře je alveolární PO2 přibližně 100 mmHg; v důsledku toho kyslík difunduje podle svého vlastního koncentračního gradientu (parciálního tlaku) z plicních sklípků do kapilár. Koncepčně se průchod zastaví, když se PO2 v arteriální krvi opouštějící plíce vyrovná atmosférickému v alveolách (100 mmHg).
Když se arteriální krev dostane do kapilár tkáně, gradient koncentrace se obrátí. Ve skutečnosti je v klidové buňce intracelulární PO2 v průměru 40 mmHg; Protože, jak jsme viděli, krev na arteriálním konci kapiláry má PO2 100 mmHg, kyslík difunduje z plazmy do buněk. Difúze se zastaví, když žilní kapilární krev dosáhne stejného parciálního tlaku kyslíku jako krev. intracelulární prostředí, tj. 40 mmHg (v klidových podmínkách) .Při fyzické námaze klesá koncentrace kyslíku v buněčném prostředí a s tím i parciální tlak plynu (dokonce až 20 mmHg); v důsledku toho dochází k rychlejšímu a důslednějšímu uvolňování kyslíku z plazmy.
Jak jsme viděli, adekvátní příjem kyslíku krví proudící v plicních kapilárách striktně závisí na parciálním tlaku vzduchu zabaleného do alveolárních vaků; také jsme viděli, jak se zde alveolární PO2 normálně (na hladině moře) rovná 100 mmHg; pokud je tato hodnota nadměrně snížena, difúze kyslíku ze vzduchu do krve je nedostatečná a vzniká nebezpečný stav známý jako hypoxie.
Hypoxia: Malý kyslík v krvi
Částečný tlak alveolárního vzduchu může klesat ve vysokých nadmořských výškách (protože je snížen atmosférický tlak) nebo při nedostatečné plicní ventilaci (jak je tomu v případě plicních onemocnění, jako je chronická obstrukční bronchitida, astma, fibrotická plicní onemocnění, plicní edém a rozedma plic).
Stejná situace nastává, když se stěna alveol zesiluje nebo se zmenšuje plocha jejich povrchu. Rychlost difúze kyslíku ze vzduchu do krve je ve skutečnosti přímo úměrná dostupné ploše alveolárního povrchu a nepřímo úměrné tloušťce alveolární membrány.
Emfyzém, degenerativní plicní onemocnění způsobené zejména cigaretovým kouřem, ničí plicní sklípky a zmenšuje povrchovou plochu, která je k dispozici pro výměnu plynu; u plicní fibrózy naopak ukládání jizevnaté tkáně zvyšuje tloušťku alveolární membrány. V obou případech je difúze kyslíku alveolárními stěnami mnohem pomalejší než obvykle.
Hypoxie může také vyplývat ze snížené koncentrace hemoglobinu v arteriální krvi Nemoci, které snižují množství hemoglobinu v červených krvinkách nebo jejich počet, negativně ovlivňují schopnost krve přenášet kyslík. V extrémních případech, například u subjektů, které ztratily značné množství krve, může být koncentrace hemoglobinu nedostatečná ke splnění požadavků buněk na kyslík; v těchto případech je jediným řešením záchrany života pacienta transfuze krve.
Disociační křivka hemoglobinu
Fyzikální vztah mezi plazmou PO2 a množstvím kyslíku spojeného s hemoglobinem byl studován in vitro a je reprezentován charakteristikou disociační křivka hemoglobinu.
Pozorováním křivky zobrazené na obrázku je vidět, že při PO2 rovném 100 mmHg (hodnota běžně zaznamenaná v alveolární oblasti) je 98% hemoglobinu vázáno na kyslík.
Všimněte si, že při hodnotách vyšších než 100 mmHg se procento saturace hemoglobinu dále nezvyšuje, což dokazuje zploštění křivky; ze stejného důvodu, dokud alveolární PO2 zůstane nad 60 mmHg, je hemoglobin nasycen více než 90%, a proto si zachovává téměř normální kapacitu pro transport kyslíku v krvi. Další informace naleznete v článku věnovaném hemoglobinu a Bohrovu efektu.
Všechny faktory uvedené v článku lze vyhodnotit pomocí jednoduchých krevních testů, jako je počet červených krvinek, dávkování hemoglobinu a saturace krve kyslíkem (procento hemoglobinu nasyceného kyslíkem ve srovnání s celkovým množstvím hemoglobinu přítomného v krvi).
.jpg)
