Kepentingan hemoglobin
Oksigen diangkut dalam darah melalui dua mekanisme yang berbeza: pembubarannya dalam plasma dan pengikatannya dengan hemoglobin yang terkandung dalam sel darah merah atau eritrosit.
Oleh kerana oksigen hampir tidak larut dalam larutan berair, kelangsungan hidup organisma manusia bergantung pada kehadiran jumlah hemoglobin yang mencukupi. Sebenarnya, pada individu yang sihat lebih daripada 98% oksigen yang ada dalam jumlah darah tertentu terikat ke hemoglobin dan diangkut oleh eritrosit.
Hubungan antara hemoglobin dan oksigen
Pengikatan oksigen ke hemoglobin boleh diterbalikkan dan bergantung pada tekanan separa gas ini (PO2): di kapilari pulmonari, di mana plasma PO2 meningkat kerana penyebaran oksigen dari alveoli, hemoglobin mengikat oksigen; di pinggiran, di mana oksigen digunakan dalam metabolisme sel dan penurunan PO2 plasma, hemoglobin memindahkan oksigen ke tisu.
Tetapi apa itu PO2?
Tekanan Oksigen Separa
Tekanan separa gas seperti oksigen, di dalam ruang terhad (paru-paru) yang mengandungi campuran gas (udara atmosfera), didefinisikan sebagai tekanan yang akan dimiliki oleh gas ini jika hanya menggunakan ruang yang dipertimbangkan.
Untuk mempermudah konsepnya, mari kita bayangkan tekanan separa sebagai jumlah oksigen: semakin tinggi tekanan separa oksigen, semakin tinggi kepekatannya.Ini adalah aspek yang sangat penting jika kita menganggap bahawa gas cenderung meresap dari titik dengan kepekatan yang lebih tinggi (tekanan separa lebih tinggi) ke titik dengan kepekatan yang lebih rendah (tekanan separa bawah).
Undang-undang ini mengatur pertukaran gas di paru-paru dan tisu.
Sebenarnya, pada tahap paru, di mana udara alveoli bersentuhan rapat dengan dinding kapilari darah yang sangat tipis, molekul oksigen masuk ke dalam darah kerana tekanan separa oksigen di udara alveolar lebih tinggi daripada PO2 darah.
Data di tangan, PO2 darah vena yang mencapai pomone dalam keadaan rehat kira-kira sama dengan 40mmHg, sementara di permukaan laut PO2 alveolar sama dengan kira-kira 100 mmHg; akibatnya oksigen meresap mengikut kecerunan kepekatannya sendiri (tekanan separa) dari alveoli menuju kapilari.Konseptualnya, laluan akan berhenti apabila PO2 dalam darah arteri yang meninggalkan paru-paru telah menyamai satu atmosfera di alveoli (100 mmHg).
Apabila darah arteri mencapai kapilari tisu, kecerunan kepekatan akan berubah. Sebenarnya, dalam sel rehat PO2 intraselular rata-rata 40mmHg; Oleh kerana, seperti yang telah kita lihat, darah di hujung arteri kapilari memiliki PO2 100 mmHg, oksigen menyebar dari plasma ke sel.Penyebaran berhenti apabila darah kapilari vena mencapai tekanan separa oksigen yang sama dengan darah. persekitaran intraselular, iaitu 40 mmHg (dalam keadaan rehat). Semasa latihan fizikal, kepekatan oksigen di persekitaran selular menurun dan dengan itu tekanan separa gas (bahkan hingga 20 mmHg); akibatnya pembebasan oksigen dari plasma berlaku dengan lebih cepat dan konsisten.
Seperti yang telah kita lihat, pengambilan oksigen yang mencukupi oleh darah yang mengalir di kapilari pulmonari sangat bergantung pada tekanan separa udara yang dimasukkan ke dalam kantung alveolar; kita juga telah melihat bagaimana di sini PO2 alveolar biasanya (di permukaan laut) sama dengan 100 mmHg; jika nilai ini dikurangkan secara berlebihan, penyebaran oksigen dari udara ke darah tidak mencukupi dan keadaan berbahaya yang dikenali sebagai hipoksia timbul.
Hipoksia: Oksigen Sedikit dalam Darah
Tekanan separa udara alveolar boleh turun pada ketinggian tinggi (kerana tekanan atmosfera berkurang) atau apabila pengudaraan paru tidak mencukupi (seperti yang berlaku di hadapan penyakit paru-paru, seperti bronkitis obstruktif kronik, asma, penyakit paru-paru fibrotik, edema paru) dan emfisema).
Situasi yang sama timbul apabila dinding alveoli menebal atau luas permukaannya berkurang.Kelajuan penyebaran oksigen dari udara ke darah sebenarnya berkadar langsung dengan luas permukaan alveolar yang ada dan berkadar songsang dengan ketebalan membran alveolar.
Emfisema, penyakit paru-paru degeneratif yang disebabkan terutamanya oleh asap rokok, merosakkan alveoli yang mengurangkan kawasan permukaan yang tersedia untuk pertukaran gas; pada fibrosis pulmonari, sebaliknya, pemendapan tisu parut meningkatkan ketebalan membran alveolar. Dalam kedua kes tersebut, penyebaran oksigen melalui dinding alveolar jauh lebih perlahan daripada biasa.
Hipoksia juga boleh disebabkan oleh penurunan kepekatan hemoglobin dalam darah arteri.Penyakit yang menurunkan jumlah hemoglobin dalam sel darah merah atau jumlahnya secara negatif mempengaruhi kemampuan darah untuk membawa oksigen. Dalam kes yang melampau, seperti pada subjek yang kehilangan banyak darah, kepekatan hemoglobin mungkin tidak mencukupi untuk memenuhi keperluan oksigen sel; dalam kes ini, satu-satunya jalan keluar untuk menyelamatkan nyawa pesakit adalah perjalanan darah.
Keluk Pemisahan Hemoglobin
Hubungan fizikal antara PO2 plasma dan jumlah oksigen yang dihubungkan dengan hemoglobin telah dikaji secara in vitro dan ditunjukkan oleh ciri keluk pemisahan hemoglobin.
Dengan melihat lekukan yang ditunjukkan dalam gambar, dapat dilihat pada PO2 sama dengan 100 mmHg (nilai biasanya dicatat di kawasan alveolar) 98% hemoglobin terikat dengan oksigen.
Perhatikan bahawa pada nilai yang lebih tinggi daripada 100 mmHg, peratusan ketepuan hemoglobin tidak meningkat lebih jauh, seperti yang dibuktikan oleh pelekapan lekukan; untuk alasan yang sama, selagi PO2 alveolar berada di atas 60 mmHg, hemoglobin tepu lebih dari 90%, oleh itu ia mengekalkan keupayaan yang hampir normal untuk mengangkut oksigen dalam darah. Untuk maklumat lebih lanjut, lihat artikel yang dikhaskan untuk hemoglobin dan kesan Bohr.
Semua faktor yang disenaraikan dalam artikel dapat dinilai melalui ujian darah sederhana, seperti jumlah sel darah merah, dos hemoglobin dan ketepuan oksigen darah (peratusan hemoglobin tepu oksigen dibandingkan dengan jumlah hemoglobin yang terdapat dalam darah).
