Het belang van hemoglobine
Zuurstof wordt via twee verschillende mechanismen in het bloed getransporteerd: het oplossen in het plasma en de link met hemoglobine in rode bloedcellen of erytrocyten.
Omdat zuurstof nauwelijks oplosbaar is in waterige oplossingen, is de overleving van het menselijk organisme ondergeschikt aan de aanwezigheid van voldoende hoeveelheden hemoglobine. In feite is bij een gezond persoon meer dan 98% van de zuurstof die aanwezig is in een bepaald volume bloed gebonden aan hemoglobine en getransponeerd door erytrocyten.
Verband tussen hemoglobine en zuurstof
De binding van zuurstof aan hemoglobine is reversibel en afhankelijk van de partiële druk van dit gas (PO 2 ): in pulmonaire capillairen, waar plasma PO 2 toeneemt als gevolg van de diffusie van zuurstof uit de alveoli, bindt hemoglobine aan zuurstof ; in de buitenwijken, waar zuurstof wordt gebruikt in het celmetabolisme en plasma-PO 2 -druppels, brengt hemoglobine zuurstof naar de weefsels.
Maar wat is PO 2 ?
Gedeeltelijke zuurstofdruk
De partiële druk van een gas zoals zuurstof, binnen een beperkte ruimte (longen) die een mengsel van gas (atmosferische lucht) bevat, wordt gedefinieerd als de druk die dit gas zou hebben als het de alleen-ingenomen ruimte zou innemen.
Om het concept te vereenvoudigen stellen we de partiële druk voor als de hoeveelheid zuurstof: hoe hoger de partiële zuurstofdruk, hoe groter de concentratie. Dit is een zeer belangrijk aspect als we bedenken dat een gas de neiging heeft zich te verspreiden van een punt met een hogere concentratie (hogere partiële druk) naar een punt met een lagere concentratie (lagere partiële druk).
Deze wet regelt de gasuitwisseling op long- en weefselniveau.
In feite, 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 in de hand, de PO2 van het veneuze bloed dat de pomone bereikt in rustomstandigheden is ongeveer gelijk aan 40 mmHg, terwijl op zeeniveau de alveolaire PO2 gelijk is aan ongeveer 100 mmHg; bijgevolg diffundeert de zuurstof volgens zijn concentratiegradiënt (partiële druk) van de longblaasjes naar de haarvaten. Conceptueel zal de passage stoppen wanneer de PO 2 in het slagaderlijke bloed dat de longen verlaat, de atmosferische hoeveelheid in de longblaasjes (100 mmHg) heeft geëvenaard.
Wanneer het slagaderlijke bloed de capillaire vaten van het weefsel bereikt, is de concentratiegradiënt omgekeerd. In feite is in een rustcel de intracellulaire PO2 gemiddeld 40 mmHg; aangezien, zoals we hebben gezien, het bloed aan het slagaderlijke uiteinde van de capillair een PO2 van 100 mmHg heeft, diffundeert de zuurstof van het plasma naar de cellen.De diffusie stopt wanneer het veneuze capillaire bloed dezelfde partiële zuurstofdruk bereikt van de intracellulaire omgeving, dwz 40 mmHg (in rustomstandigheden). Tijdens een fysieke inspanning neemt de zuurstofconcentratie in de cellulaire omgeving af en daarmee de partiële druk van het gas (zelfs tot 20 mmHg); bijgevolg vindt de overdracht van zuurstof uit het plasma sneller en consistent plaats.
Zoals we hebben gezien, hangt de adequate inname van zuurstof door het bloed dat in de longcapillairen stroomt strikt af van de partiële druk van de lucht in de alveolaire zakjes; we hebben ook gezien hoe in deze plaats de alveolaire PO2 normaal (op zeeniveau) gelijk is aan 100 mmHg; als deze waarde buitensporig wordt verlaagd, is de diffusie van zuurstof uit de lucht naar het bloed onvoldoende en ontstaat een gevaarlijke toestand die bekendstaat als hypoxie .
Hypoxie: lage bloed zuurstof
| Normale waarden van arteriële PO 2 | |
| Leeftijd (jaren) | mmHg |
| 20-29 | 94 (84-104) |
| 30-39 | 91 (81-101) |
| 40-49 | 88 (78-98) |
| 50-59 | 84 (74-94) |
| 60-69 | 81 (71-91) |
De partiële druk van de alveolaire lucht kan op grote hoogte dalen (omdat de atmosferische druk wordt verminderd) of wanneer de longventilatie ontoereikend 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 het oppervlak van hun oppervlak verdikt of verkleint. De snelheid van diffusie van zuurstof van de lucht naar het bloed is in feite rechtevenredig met het oppervlak van het alveolaire oppervlak dat beschikbaar is 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 oppervlak van het oppervlak dat beschikbaar is voor gasuitwisseling wordt verminderd; bij longfibrose neemt de afzetting van littekenweefsel daarentegen de dikte van het alveolaire membraan toe. In beide gevallen is de diffusie van zuurstof door de alveolaire wanden veel langzamer dan normaal.
Hypoxie kan ook het gevolg zijn van een verminderde concentratie van hemoglobine in arterieel bloed. Ziekten die de hoeveelheid hemoglobine in de rode bloedcellen verminderen of hun aantal hebben een negatief effect op het vermogen van bloed om zuurstof te vervoeren. In extreme gevallen, zoals bij personen die belangrijke hoeveelheden bloed hebben verloren, kan de concentratie van hemoglobine onvoldoende zijn om te voldoen aan de vraag van de cel naar zuurstof; in deze gevallen is de bloedtransfusie de enige oplossing om het leven van de patiënt te redden.
Hemoglobine Dissociation Curve
De fysieke relatie tussen plasma PO 2 en de hoeveelheid zuurstof gekoppeld aan hemoglobine is in vitro bestudeerd en wordt weergegeven door de karakteristieke hemoglobinedissociatiecurve .
Bij het observeren van de in de figuur getoonde kromme kan worden gezien dat bij een PO2 gelijk aan 100 mmHg (waarde normaal opgenomen in het alveolaire gebied) 98% van het hemoglobine aan zuurstof gebonden is.
Merk op dat bij waarden van meer 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 het hemoglobine voor meer dan 90% verzadigd, daarom behoudt het een bijna normale capaciteit om zuurstof in het bloed te transporteren. Zie het artikel over hemoglobine en het Bohr-effect voor meer informatie.
Alle factoren in het artikel kunnen worden beoordeeld door middel van eenvoudige bloedonderzoeken, zoals het aantal rode bloedcellen, de dosis hemoglobine en de zuurstofverzadiging in het bloed (percentage van hemoglobine verzadigd met zuurstof in vergelijking met de totale hoeveelheid hemoglobine). aanwezig in het bloed).
