Veren happi

Hemoglobiinin merkitys

Happi kuljetetaan veressä kahden erillisen mekanismin avulla: sen liukeneminen plasmaan ja sen yhteys hemoglobiiniin, joka sisältää punasoluja tai erytrosyyttejä.

Koska happi liukenee tuskin vesiliuoksiin, ihmisen elimistön eloonjääminen on alistettu riittävien hemoglobiinimäärien läsnäololle. Itse asiassa terveessä yksilössä yli 98% tietyssä määrässä veressä olevaa happea sitoutuu hemoglobiiniin ja siirretään erytrosyytteihin.

Hemoglobiinin ja hapen välinen yhteys

Hapen sitoutuminen hemoglobiiniin on palautuva ja riippuvainen tämän kaasun (PO ₂ ) osapaineesta: pulmonaarisissa kapillaareissa, joissa plasman PO2 lisääntyy hapen diffuusion vuoksi alveoleista, hemoglobiini sitoutuu happeen ; lähiöissä, joissa happea käytetään solujen aineenvaihdunnassa ja plasman PO ₂ tippaa, hemoglobiini siirtää happea kudoksiin.

Mutta mikä on PO ₂ ?

Osittainen happipaine

Kaasun, kuten hapen, osapaine, rajoitetussa tilassa (keuhkoissa), joka sisältää kaasuseoksen (ilmakehän ilma), määritellään paineeksi, jonka tämä kaasu voisi saada, jos se käytti yksinään pidettyä tilaa.

Käsitteen yksinkertaistamiseksi kuvitamme osapaineen hapen määränä: mitä korkeampi on hapen osapaine, sitä suurempi sen pitoisuus. Tämä on erittäin tärkeä näkökohta, jos katsomme, että kaasu pyrkii leviämään suuremmasta pitoisuudesta (korkeammasta osapaineesta) pisteeseen, jossa on pienempi pitoisuus (alempi osapaine).

Tämä laki säätelee kaasunvaihtoa keuhkojen ja kudosten tasolla.

Itse asiassa keuhkojen tasolla, jossa alveolien ilma on läheisessä kosketuksessa veren kapillaarien hyvin ohuisiin seiniin, happimolekyylit kulkeutuvat veriin, koska hapen osapaine alveolaarisessa ilmassa on korkeampi kuin veren PO ₂ .

Kädessä olevat tiedot, laskimoveren PO2, joka saavuttaa pomonin lepo-olosuhteissa, on noin 40 mmHg, kun taas merenpinnalla alveolaarinen PO2 on noin 100 mmHg; näin ollen happi diffundoituu sen pitoisuusgradientin (osapaine) mukaan alveoleista kohti kapillaareja. Käsitteellisesti kanava pysähtyy, kun keuhkoista lähtevässä valtimoveressä oleva PO2 on tasoittanut alveolien ilmakehän (100 mmHg).

Kun valtimoveri saavuttaa kudoskapillaarit, pitoisuusgradientti käännetään. Itse asiassa leposolussa intrasellulaarinen PO2 on keskimäärin 40 mmHg; koska, kuten olemme nähneet, veren kapillaarin valtimon pään PO ₂ on 100 mmHg, happi diffundoituu plasmasta soluihin, ja diffuusio pysähtyy, kun laskimainen kapillaariveri saavuttaa saman osittaisen hapen paineen. solunsisäinen ympäristö, eli 40 mmHg (lepo-olosuhteissa). Fyysisen ponnistuksen aikana hapen pitoisuus solukeskuksessa pienenee ja kaasun osapaine (jopa 20 mmHg); näin ollen hapen siirtyminen plasmasta tapahtuu nopeammin ja johdonmukaisemmin.

Kuten olemme nähneet, pulmonaarisissa kapillaareissa virtaavan veren riittävä hapen saanti riippuu tiukasti ilman osapaineesta alveolaarisissa pusseissa; olemme myös nähneet, miten tässä paikassa PO ₂ -alveolaari on normaalisti (merenpinnalla) 100 mmHg; jos tämä arvo pienenee liian paljon, hapen diffuusio ilmaa verelle on riittämätön ja vaarallinen tila, joka tunnetaan hypoksialla .

Hypoksi: alhainen veren happi

Alveolaarisen ilman osapaine voi laskea suurella korkeudella (koska ilmakehän paine on pienentynyt) tai kun keuhkojen ilmanvaihto on riittämätöntä (kuten tapahtuu keuhkosairauksien, kuten kroonisen obstruktiivisen keuhkoputkentulehduksen, astman, fibroottisten keuhkosairauksien, läsnä ollessa, keuhkopöhö ja keuhkolaajentuma).

Sama tilanne ilmenee, kun alveolin seinämä paksuu tai pienentää pinta-alaansa. Hapen diffuusionopeus ilmassa verelle on itse asiassa suoraan verrannollinen käytettävissä olevan alveolaarisen pinnan alueeseen ja käänteisesti verrannollinen alveolaarisen kalvon paksuuteen.

Emfyseema, degeneratiivinen keuhkosairaus, joka johtuu pääasiassa tupakansavusta, tuhoaa alveolit, mikä vähentää kaasunvaihtoon käytettävissä olevan pinnan aluetta; keuhkofibroosissa toisaalta arpikudoksen kerääntyminen lisää alveolaarisen kalvon paksuutta. Molemmissa tapauksissa hapen diffuusio alveolaaristen seinien läpi on tavallista hitaampaa.

Hypoksi voi johtua myös veren veren veren hemoglobiinipitoisuuden alenemisesta. Sairaudet, jotka vähentävät hemoglobiinin määrää punasoluissa tai niiden lukumäärässä, vaikuttavat negatiivisesti veren kykyyn kuljettaa happea. Äärimmäisissä tapauksissa, kuten potilailla, jotka ovat menettäneet merkittäviä määriä verta, hemoglobiinin pitoisuus voi olla riittämätön solun hapen kysynnän tyydyttämiseksi; näissä tapauksissa ainoa ratkaisu potilaan elämän säästämiseksi on verensiirto.

Hemoglobiinin hajoamiskäyrä

Plasman PO2: n ja hemoglobiiniin liittyvän hapen määrän välinen fyysinen suhde on tutkittu in vitro, ja sitä edustaa tyypillinen hemoglobiinidoslauskäyrä .

Kuviossa esitettyä käyrää tarkasteltaessa voidaan nähdä, että PO _{2: ssa,} joka on 100 mmHg (arvo, joka on normaalisti tallennettu alveolaariseen alueeseen), 98% hemoglobiinista sitoutuu happeen.

Huomaa, että yli 100 mmHg: n arvoissa hemoglobiinisaturaation prosenttiosuus ei kasva enempää, kuten käyrän litistyminen osoittaa; samasta syystä, kunhan alveolaarinen PO ₂ pysyy yli 60 mmHg, hemoglobiini on kyllästetty yli 90%, joten se säilyttää lähes normaalin kapasiteetin kuljettaa happea veressä. Lisätietoja on hemoglobiinia ja Bohr-vaikutusta käsittelevässä artikkelissa.

Kaikkia artikkelissa lueteltuja tekijöitä voidaan arvioida yksinkertaisilla verikokeilla, kuten punasolujen lukumäärällä, hemoglobiiniannoksella ja hapen kyllästymisellä veressä (hapen kanssa kyllästetyn hemoglobiinin prosenttiosuus verrattuna hemoglobiinin kokonaismäärään) veressä).