ออกซิเจนในเลือด

ความสำคัญของฮีโมโกลบิน

ออกซิเจนถูกขนส่งในเลือดผ่านกลไกที่แตกต่างกันสองอย่าง: การละลายในพลาสมาและการจับกับฮีโมโกลบินที่มีอยู่ในเซลล์เม็ดเลือดแดงหรือเม็ดเลือดแดง

เนื่องจากออกซิเจนละลายได้ไม่ดีในสารละลายน้ำความอยู่รอดของสิ่งมีชีวิตของมนุษย์จึงขึ้นกับปริมาณฮีโมโกลบินในปริมาณที่เพียงพอ ในความเป็นจริงในบุคคลที่มีสุขภาพดีกว่า 98% ของออกซิเจนที่มีอยู่ในปริมาณเลือดที่กำหนดจะถูกผูกไว้กับฮีโมโกลบินและขนส่งโดยเม็ดเลือดแดง

เชื่อมโยงระหว่างเฮโมโกลบินกับออกซิเจน

ออกซิเจนที่จับกับฮีโมโกลบินนั้นสามารถย้อนกลับได้และขึ้นอยู่กับความดันบางส่วนของก๊าซนี้ (PO ₂ ): ในเส้นเลือดฝอยในปอดซึ่งพลาสมา PO ₂ เพิ่มขึ้นเนื่องจากการแพร่ของออกซิเจนจากถุงลม ; ในบริเวณรอบนอกซึ่งมีการใช้ออกซิเจนในการเผาผลาญเซลลูลาร์และพลาสมา PO ₂ หยดฮีโมโกลบินจะปล่อยออกซิเจนไปยังเนื้อเยื่อ

แต่ PO ₂ คืออะไร

ความดันออกซิเจนบางส่วน

ความดันบางส่วนของก๊าซเช่นออกซิเจนภายในพื้นที่ จำกัด (ปอด) ที่มีส่วนผสมของก๊าซ (อากาศบรรยากาศ) ถูกกำหนดให้เป็นความดันที่ก๊าซนี้จะมีถ้ามันอยู่คนเดียวในพื้นที่ที่มีปัญหา

เพื่อให้แนวคิดง่ายขึ้นเราจินตนาการว่าความดันบางส่วนนั้นเป็นปริมาณออกซิเจน: ยิ่งความดันออกซิเจนบางส่วนยิ่งสูงความเข้มข้นก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น นี่เป็นสิ่งสำคัญหากเราพิจารณาว่าก๊าซมีแนวโน้มที่จะแพร่กระจายจากจุดที่มีความเข้มข้นสูงกว่า (ความดันบางส่วนที่สูงกว่า) ไปยังจุดที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า (ความดันบางส่วนที่ต่ำกว่า)

กฎหมายฉบับนี้ควบคุมการแลกเปลี่ยนก๊าซในระดับปอดและเนื้อเยื่อ

ในความเป็นจริงในระดับปอดที่อากาศในถุงลมสัมผัสกับผนังบางของเส้นเลือดฝอยโมเลกุลออกซิเจนส่งผ่านเข้าไปในเลือดเนื่องจากความดันบางส่วนของออกซิเจนในอากาศถุงสูงกว่า PO ₂ ของเลือด

ข้อมูลในมือค่า PO2 ของเลือดดำถึงลูกบิดในสภาพพักอยู่ที่ประมาณ 40mmHg ในขณะที่ระดับน้ำทะเลถุง PO ₂ มีค่าเท่ากับ 100 mmHg; ดังนั้นออกซิเจนจะกระจายไปตามระดับความเข้มข้น (ความดันบางส่วน) จาก alveoli ไปทางเส้นเลือดฝอย โดยทั่วไปแล้วทางเดินจะหยุดเมื่อ PO ₂ ในเลือดแดงที่ออกจากปอดจะเท่ากับหนึ่งในบรรยากาศในถุงลม (100 mmHg)

เมื่อเลือดแดงมาถึงหลอดเลือดฝอยเนื้อเยื่อความลาดชันของความเข้มข้นจะลดลง ในความเป็นจริงในเซลล์ที่พักตัวเซลล์ที่อยู่ในเซลล์ PO ₂ นั้นมีค่าเฉลี่ย 40mmHg ตั้งแต่ที่เราเห็นเลือดที่ปลายหลอดเลือดแดงของเส้นเลือดฝอยมีค่า PO _{2 ที่} 100 mmHg ออกซิเจนจะกระจายจากพลาสมาไปยังเซลล์การแพร่กระจายจะหยุดลงเมื่อเส้นเลือดฝอยดำถึงความดันออกซิเจนบางส่วนของ สภาพแวดล้อมภายในเซลล์เช่น 40 mmHg (ในสภาพพัก) ในระหว่างความพยายามทางกายภาพความเข้มข้นของออกซิเจนในสภาพแวดล้อมของเซลล์ลดลงและด้วยความดันบางส่วนของก๊าซ (แม้ถึง 20 mmHg); ดังนั้นการถ่ายโอนออกซิเจนจากพลาสม่าจึงเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วและสม่ำเสมอ

ดังที่เราได้เห็นปริมาณออกซิเจนที่เพียงพอจากเลือดที่ไหลเข้าสู่เส้นเลือดฝอยในปอดนั้นขึ้นอยู่กับความดันบางส่วนของอากาศในถุงลม เราได้เห็นด้วยว่าถุง PO ₂ เป็นปกติ (ที่ระดับน้ำทะเล) เท่ากับ 100 mmHg อย่างไร ถ้าค่านี้ลดลงมากเกินไปการกระจายของออกซิเจนจากอากาศสู่เลือดไม่เพียงพอและภาวะอันตรายที่เรียกว่า ภาวะขาดออกซิเจน เกิดขึ้น

Hypoxia: ออกซิเจนในเลือดน้อย

ความกดอากาศบางส่วนของถุงลมสามารถลดลงได้ที่ระดับความสูง (เนื่องจากความดันบรรยากาศลดลง) หรือเมื่อการระบายอากาศของปอดไม่เพียงพอ, อาการบวมน้ำที่ปอดและถุงลมโป่งพอง)

สถานการณ์เดียวกันนี้เกิดขึ้นเมื่อผนังของถุงลมหนาหรือลดพื้นที่ผิวของพวกเขา อัตราการแพร่ของออกซิเจนจากอากาศสู่เลือดนั้นแท้จริงแล้วเป็นสัดส่วนโดยตรงกับพื้นที่ของพื้นผิวถุงที่มีอยู่และแปรผกผันกับความหนาของเยื่อหุ้มเซลล์

Emphysema ซึ่งเป็นโรคปอดเสื่อมที่เกิดจากการสูบบุหรี่เป็นที่แพร่หลายทำลายถุงลมโดยการลดพื้นที่ผิวสำหรับการแลกเปลี่ยนก๊าซ ในปอดพังผืดอย่างไรการสะสมของเนื้อเยื่อแผลเป็นเพิ่มความหนาของเยื่อหุ้มเซลล์ ในทั้งสองกรณีการกระจายของออกซิเจนผ่านผนังถุงนั้นช้ากว่าปกติมาก

ภาวะ Hypoxia อาจส่งผลให้ฮีโมโกลบินในเลือดแดงลดลง โรคที่ลดปริมาณของเฮโมโกลบินในเซลล์เม็ดเลือดแดงหรือจำนวนของพวกเขาส่งผลเสียต่อความสามารถของเลือดในการพกพาออกซิเจน ในกรณีที่รุนแรงเช่นในผู้ที่เสียเลือดจำนวนมากความเข้มข้นของฮีโมโกลบินอาจไม่เพียงพอต่อความต้องการออกซิเจนของเซลล์ ในกรณีเหล่านี้ทางออกเดียวที่จะช่วยชีวิตผู้ป่วยคือการถ่ายเลือด

เส้นโค้งการแตกตัวของฮีโมโกล

ความสัมพันธ์ทางกายภาพระหว่างพลาสมา PO2 และปริมาณของออกซิเจนที่จับกับฮีโมโกลบินได้รับการศึกษาในหลอดทดลองและแสดงโดย เส้นโค้งการแยกความสัมพันธ์ ลักษณะ ของเฮโมโกลบิน

จากการสังเกตกราฟที่แสดงในภาพเราสังเกตว่าที่ PO ₂ เท่ากับ 100 mmHg (ค่าปกติที่บันทึกในไซต์ถุง) 98% ของฮีโมโกลบินเชื่อมโยงกับออกซิเจน

ควรสังเกตว่าที่ค่าสูงกว่า 100 mmHg เปอร์เซ็นต์ของความอิ่มตัวของฮีโมโกลบินไม่เพิ่มขึ้นอีกเท่าที่เห็นจากการแบนของเส้นโค้ง; ด้วยเหตุผลเดียวกันตราบใดที่ถุง PO ₂ ยังคงสูงกว่า 60 มม. ปรอทฮีโมโกลบินจะอิ่มตัวมากกว่า 90% ดังนั้นจึงมีความสามารถเกือบปกติในการลำเลียงออกซิเจนเข้าสู่กระแสเลือด สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมดูบทความเกี่ยวกับเฮโมโกลบินและเอฟเฟกต์โบรอน

ปัจจัยทั้งหมดที่ระบุในบทความสามารถประเมินได้ผ่านการตรวจเลือดอย่างง่ายเช่นจำนวนเม็ดเลือดแดงปริมาณฮีโมโกลบินและความอิ่มตัวของออกซิเจนในเลือด (ร้อยละของฮีโมโกลบินอิ่มตัวกับออกซิเจนเมื่อเทียบกับปริมาณทั้งหมดของฮีโมโกลบิน อยู่ในเลือด)