Importanța hemoglobinei
Oxigenul este transportat în sânge prin două mecanisme distincte: dizolvarea sa în plasmă și legarea sa de hemoglobina conținută în celulele roșii din sânge sau eritrocite.
Deoarece oxigenul este greu solubil în soluții apoase, supraviețuirea organismului uman depinde de prezența unor cantități adecvate de hemoglobină. De fapt, la un individ sănătos mai mult de 98% din oxigenul prezent într-un anumit volum de sânge este legat de hemoglobină și transportat de eritrocite.
Legătura dintre hemoglobină și oxigen
Legarea oxigenului de hemoglobină este reversibilă și depinde de presiunea parțială a acestui gaz (PO2): în capilarele pulmonare, unde PO2 plasmatic crește datorită difuziei oxigenului din alveole, hemoglobina se leagă de oxigen; în periferie, unde oxigenul este utilizat în metabolismul celular și în scăderea PO2 din plasmă, hemoglobina transferă oxigenul în țesuturi.
Dar ce este PO2?
Presiunea parțială a oxigenului
Presiunea parțială a unui gaz, cum ar fi oxigenul, în interiorul unui spațiu limitat (plămâni) care conține un amestec de gaze (aerul atmosferic), este definită ca presiunea pe care ar avea-o acest gaz dacă ar ocupa singur spațiul luat în considerare.
Pentru a simplifica conceptul, să ne imaginăm presiunea parțială ca cantitate de oxigen: cu cât este mai mare presiunea parțială a oxigenului, cu atât este mai mare concentrația sa.Acesta este un aspect foarte important dacă avem în vedere că un gaz tinde să difuzeze de la un punct cu o concentrație mai mare (presiune parțială mai mare) la un punct cu o concentrație mai mică (presiune parțială mai mică).
Această lege guvernează schimbul de gaze în plămâni și țesuturi.
De fapt, la nivel pulmonar, unde aerul alveolelor este în contact strâns cu pereții foarte subțiri ai capilarelor sanguine, moleculele de oxigen trec în sânge deoarece presiunea parțială a oxigenului din aerul alveolar este mai mare decât PO2 a sângelui.
Date pe mână, PO2 al sângelui venos care ajunge la pomon în condiții de repaus este aproximativ egal cu 40mmHg, în timp ce la nivelul mării PO2 alveolar este egal cu aproximativ 100 mmHg; în consecință, oxigenul difuzează în funcție de gradientul său de concentrație (presiune parțială) din alveole către capilare. Conceptual, trecerea se va opri atunci când PO2 din sângele arterial care iese din plămâni a egalat-o pe cea atmosferică din alveole (100 mmHg).
Pe măsură ce sângele arterial ajunge la capilarele țesuturilor, gradientul de concentrație se inversează. De fapt, într-o celulă în repaus PO2 intracelular este în medie de 40 mmHg; Deoarece, așa cum am văzut, sângele de la capătul arterial al capilarului are un PO2 de 100 mmHg, oxigenul difuzează din plasmă către celule. Difuzia se oprește atunci când sângele capilar venos atinge aceeași presiune parțială de oxigen ca sângele. mediu intracelular, adică 40 mmHg (în condiții de repaus). În timpul efortului fizic concentrația de oxigen din mediul celular scade și odată cu acesta presiunea parțială a gazului (chiar până la 20 mmHg); în consecință, eliberarea de oxigen din plasmă are loc mai rapid și mai consecvent.
După cum am văzut, aportul adecvat de oxigen de către sângele care curge în capilarele pulmonare depinde strict de presiunea parțială a aerului ambalat în sacii alveolari; am mai văzut cum aici PO2 alveolar este în mod normal (la nivelul mării) egal cu 100 mmHg; dacă această valoare este redusă excesiv, difuzia oxigenului din aer în sânge este insuficientă și apare o stare periculoasă cunoscută sub numele de hipoxie.
Hipoxie: puțin oxigen din sânge
Presiunea parțială a aerului alveolar poate scădea la altitudini mari (deoarece presiunea atmosferică este redusă) sau atunci când ventilația pulmonară este inadecvată (așa cum se întâmplă în prezența bolilor pulmonare, cum ar fi bronșita obstructivă cronică, astmul, afecțiunile pulmonare fibrotice, edemul pulmonar și emfizem).
Aceeași situație apare atunci când peretele alveolelor se îngroașă sau suprafața lor este redusă. Viteza de difuzie a oxigenului din aer în sânge este de fapt direct proporțională cu aria suprafeței alveolare disponibile și invers proporțional cu grosimea.membranei alveolare.
Emfizemul, o boală pulmonară degenerativă cauzată în principal de fumul de țigară, distruge alveolele reducând suprafața disponibilă pentru schimbul de gaze; în cazul fibrozei pulmonare, pe de altă parte, depunerea țesutului cicatricial crește grosimea membranei alveolare. În ambele cazuri, difuzia oxigenului prin pereții alveolari este mult mai lentă decât în mod normal.
Hipoxia poate rezulta și dintr-o concentrație redusă de hemoglobină în sângele arterial. Bolile care scad cantitatea de hemoglobină din globulele roșii sau numărul acestora afectează negativ capacitatea sângelui de a transporta oxigenul. În cazuri extreme, cum ar fi la subiecții care au pierdut cantități semnificative de sânge, concentrația de hemoglobină poate fi insuficientă pentru a satisface cerințele de oxigen ale celulelor; în aceste cazuri, singura soluție pentru salvarea vieții pacientului este transfuzia de sânge.
Curba de disociere a hemoglobinei
Relația fizică dintre PO2 plasmatic și cantitatea de oxigen legată de hemoglobină a fost studiată in vitro și este reprezentată de caracteristica curba de disociere a hemoglobinei.
Observând curba prezentată în figură, se poate observa că la un PO2 egal cu 100 mmHg (valoare înregistrată în mod normal în zona alveolară) 98% din hemoglobină este legată de oxigen.
Rețineți că la valori mai mari de 100 mmHg procentul de saturație a hemoglobinei nu crește în continuare, dovadă fiind aplatizarea curbei; din același motiv, atâta timp cât PO2 alveolar rămâne peste 60 mmHg, hemoglobina este saturată mai mult de 90%, prin urmare menține o capacitate aproape normală de a transporta oxigen în sânge. Pentru informații suplimentare, consultați articolul dedicat hemoglobinei și efectului Bohr.
Toți factorii enumerați în articol pot fi evaluați prin teste de sânge simple, cum ar fi numărul de celule roșii din sânge, dozarea hemoglobinei și saturația oxigenului din sânge (procentul de hemoglobină saturată de oxigen comparativ cu cantitatea totală de hemoglobină prezentă în sânge).
.jpg)
