Belang van hemoglobine
Zuurstof wordt via twee verschillende mechanismen in het bloed getransporteerd: de oplossing ervan in het plasma en de binding aan de hemoglobine in rode bloedcellen of erytrocyten.
Aangezien zuurstof nauwelijks oplosbaar is in waterige oplossingen, hangt het voortbestaan van het menselijk organisme af van de aanwezigheid van voldoende hoeveelheden hemoglobine. In feite is bij een gezond persoon meer dan 98% van de zuurstof in een bepaald bloedvolume gebonden aan hemoglobine en getransporteerd door erytrocyten.
Verband tussen hemoglobine en zuurstof
De binding van zuurstof aan hemoglobine is omkeerbaar en afhankelijk van de partiële druk van dit gas (PO2): in de longcapillairen, waar de plasma-PO2 toeneemt door de diffusie van zuurstof uit de longblaasjes, bindt hemoglobine zich aan zuurstof; in de periferie, waar zuurstof wordt gebruikt in het cellulaire metabolisme en plasma-PO2-druppels, brengt hemoglobine zuurstof over naar de weefsels.
Maar wat is PO2?
Gedeeltelijke zuurstofdruk
De partiële druk van een gas zoals zuurstof, in een beperkte ruimte (longen) die een mengsel van gassen (atmosferische lucht) bevat, wordt gedefinieerd als de druk die dit gas zou hebben als het alleen de betreffende ruimte zou innemen.
Om het concept te vereenvoudigen, stellen we ons de partiële druk voor als de hoeveelheid zuurstof: hoe hoger de partiële zuurstofdruk, hoe hoger de concentratie. Dit is een zeer belangrijk aspect als we bedenken dat een gas de neiging heeft om te diffunderen van een punt met een hogere concentratie (hogere partiële druk) naar een punt met een lagere concentratie (lagere partiële druk).
Deze wet regelt de uitwisseling van gassen in de longen en weefsels.
Op longniveau, waar de lucht van de longblaasjes in nauw contact staat met de zeer dunne wanden van de bloedcapillairen, gaan de zuurstofmoleculen in het bloed omdat de partiële zuurstofdruk in de alveolaire lucht hoger is dan de PO2. van het bloed.
Gegevens aan de hand, de PO2 van het veneuze bloed dat de pomone bereikt in rusttoestand is ongeveer gelijk aan 40 mmHg, terwijl op zeeniveau de alveolaire PO2 gelijk is aan ongeveer 100 mmHg; bijgevolg diffundeert de zuurstof volgens zijn eigen concentratiegradiënt (partiële druk) van de longblaasjes naar de haarvaten.Conceptueel stopt de doorgang wanneer de PO2 in het arteriële bloed dat de longen verlaat, gelijk is aan de atmosferische in de longblaasjes (100 mmHg).
Als arterieel bloed de weefselcapillairen bereikt, keert de concentratiegradiënt om. In feite is in een cel in rust de intracellulaire PO2 gemiddeld 40 mmHg; Aangezien, zoals we hebben gezien, het bloed aan het arteriële uiteinde van het capillair een PO2 van 100 mmHg heeft, diffundeert zuurstof van het plasma naar de cellen.De diffusie stopt wanneer het veneuze capillaire bloed dezelfde partiële zuurstofdruk bereikt als het bloed. intracellulaire omgeving, dwz 40 mmHg (in rust) Tijdens lichamelijke inspanning neemt de zuurstofconcentratie in de cellulaire omgeving af en daarmee de partiële druk van het gas (zelfs tot 20 mmHg); bijgevolg vindt de afgifte van zuurstof uit het plasma sneller en consistenter plaats.
Zoals we hebben gezien, hangt de adequate opname van zuurstof door het bloed dat in de longcapillairen stroomt strikt af van de partiële druk van de lucht die in de alveolaire zakjes is verpakt; we hebben ook gezien hoe hier de alveolaire PO2 normaal (op zeeniveau) gelijk is aan 100 mmHg; als deze waarde overmatig wordt verlaagd, is de diffusie van zuurstof uit de lucht naar het bloed onvoldoende en ontstaat er een gevaarlijke toestand die bekend staat als hypoxie.
Hypoxie: weinig zuurstof in het bloed
De partiële druk van de alveolaire lucht kan op grote hoogte dalen (omdat de atmosferische druk wordt verlaagd) of wanneer de longventilatie onvoldoende is (zoals gebeurt in de aanwezigheid van longziekten, zoals chronische obstructieve bronchitis, astma, fibrotische longziekten, longoedeem en emfyseem).
Dezelfde situatie doet zich voor wanneer de wand van de longblaasjes dikker wordt of het oppervlak van hun oppervlak wordt verminderd. De snelheid van diffusie van zuurstof uit de lucht naar het bloed is in feite recht evenredig met het beschikbare oppervlak van het alveolaire oppervlak en omgekeerd evenredig met de dikte van het alveolaire membraan.
Emfyseem, een degeneratieve longziekte die voornamelijk wordt veroorzaakt door sigarettenrook, vernietigt de longblaasjes, waardoor het beschikbare oppervlak voor gasuitwisseling wordt verkleind; bij pulmonale fibrose daarentegen vergroot de afzetting van littekenweefsel de dikte van het alveolaire membraan. In beide gevallen is de diffusie van zuurstof door de alveolaire wanden veel langzamer dan normaal.
Hypoxie kan ook het gevolg zijn van een verlaagde hemoglobineconcentratie in het arteriële bloed Ziekten die de hoeveelheid hemoglobine in de rode bloedcellen of hun aantal verminderen, hebben een negatief effect op het vermogen van het bloed om zuurstof te vervoeren. In extreme gevallen, zoals bij personen die aanzienlijke hoeveelheden bloed hebben verloren, kan de hemoglobineconcentratie onvoldoende zijn om aan de zuurstofbehoefte van de cellen te voldoen; in deze gevallen is bloedtransfusie de enige oplossing om het leven van de patiënt te redden.
Dissociatiecurve van hemoglobine
De fysieke relatie tussen plasma-PO2 en de hoeveelheid zuurstof die aan hemoglobine is gekoppeld, is in vitro bestudeerd en wordt weergegeven door de eigenschap hemoglobine dissociatiecurve.
Als we de in de figuur getoonde curve bekijken, kan worden gezien dat bij een PO2 gelijk aan 100 mmHg (waarde die normaal wordt geregistreerd in het alveolaire gebied) 98% van hemoglobine is gebonden aan zuurstof.
Merk op dat bij waarden hoger dan 100 mmHg het percentage hemoglobineverzadiging niet verder toeneemt, zoals blijkt uit de afvlakking van de curve; om dezelfde reden, zolang de alveolaire PO2 boven 60 mmHg blijft, is de hemoglobine voor meer dan 90% verzadigd, daarom behoudt het een bijna normaal vermogen om zuurstof in het bloed te transporteren. Zie voor meer informatie het artikel gewijd aan hemoglobine en het Bohr-effect.
Alle factoren die in het artikel worden genoemd, kunnen worden geëvalueerd door middel van eenvoudige bloedtesten, zoals het aantal rode bloedcellen, de hemoglobinedosering en de zuurstofverzadiging in het bloed (percentage van met zuurstof verzadigde hemoglobine vergeleken met de totale hoeveelheid hemoglobine in het bloed).
