Bedeutung von Hämoglobin
Sauerstoff wird im Blut durch zwei verschiedene Mechanismen transportiert: seine Auflösung im Plasma und seine Bindung an das in roten Blutkörperchen oder Erythrozyten enthaltene Hämoglobin.
Da Sauerstoff in wässrigen Lösungen kaum löslich ist, hängt das Überleben des menschlichen Organismus vom Vorhandensein ausreichender Mengen an Hämoglobin ab. Tatsächlich sind bei einem gesunden Menschen mehr als 98% des Sauerstoffs, der in einem bestimmten Blutvolumen vorhanden ist, an Hämoglobin gebunden und wird von Erythrozyten transportiert.
Zusammenhang zwischen Hämoglobin und Sauerstoff
Die Bindung von Sauerstoff an Hämoglobin ist reversibel und abhängig vom Partialdruck dieses Gases (PO2): In den Lungenkapillaren, wo der Plasma-PO2 aufgrund der Sauerstoffdiffusion aus den Alveolen ansteigt, bindet Hämoglobin an Sauerstoff; in der Peripherie, wo Sauerstoff für den Zellstoffwechsel verwendet wird und der Plasma-PO2 abfällt, überträgt Hämoglobin Sauerstoff in das Gewebe.
Aber was ist PO2?
Partialer Sauerstoffdruck
Der Partialdruck eines Gases wie Sauerstoff in einem begrenzten Raum (Lunge), der eine Mischung von Gasen (atmosphärische Luft) enthält, ist definiert als der Druck, den dieses Gas haben würde, wenn es den betrachteten Raum allein ausfüllen würde.
Um das Konzept zu vereinfachen, stellen wir uns den Partialdruck als Sauerstoffmenge vor: Je höher der Sauerstoffpartialdruck, desto höher seine Konzentration.Dies ist ein sehr wichtiger Aspekt, wenn man bedenkt, dass ein Gas dazu neigt, von einem Punkt mit höherer Konzentration (höherer Partialdruck) zu einem Punkt mit niedrigerer Konzentration (niedrigerem Partialdruck) zu diffundieren.
Dieses Gesetz regelt den Gasaustausch in Lunge und Gewebe.
Tatsächlich gelangen die Sauerstoffmoleküle auf Lungenebene, wo die Luft der Alveolen in engem Kontakt mit den sehr dünnen Wänden der Blutkapillaren steht, in das Blut, da der Sauerstoffpartialdruck in der Alveolarluft höher ist als der PO2 des Blutes.
Daten auf der Hand, der PO2 des venösen Blutes, das im Ruhezustand das Pomone erreicht, beträgt ungefähr 40 mmHg, während der alveoläre PO2 auf Meereshöhe ungefähr 100 mmHg entspricht; folglich diffundiert der Sauerstoff gemäß seinem eigenen Konzentrationsgradienten (Partialdruck) von den Alveolen zu den Kapillaren.Konzeptionell wird die Passage gestoppt, wenn der PO2 im arteriellen Blut, das die Lunge verlässt, gleich dem atmosphärischen in den Alveolen (100 mmHg) ist.
Wenn arterielles Blut die Gewebekapillaren erreicht, kehrt sich der Konzentrationsgradient um. Tatsächlich beträgt der intrazelluläre PO2 in einer ruhenden Zelle durchschnittlich 40 mmHg; Da, wie wir gesehen haben, das Blut am arteriellen Ende der Kapillare einen PO2 von 100 mmHg hat, diffundiert Sauerstoff aus dem Plasma in die Zellen.Die Diffusion hört auf, wenn das venöse Kapillarblut den gleichen Sauerstoffpartialdruck wie das Blut erreicht. intrazelluläre Umgebung, dh 40 mmHg (im Ruhezustand) Bei körperlicher Anstrengung nimmt die Sauerstoffkonzentration in der zellulären Umgebung ab und damit der Partialdruck des Gases (sogar bis zu 20 mmHg); folglich erfolgt die Freisetzung von Sauerstoff aus dem Plasma schneller und gleichmäßiger.
Wie wir gesehen haben, hängt die ausreichende Sauerstoffaufnahme durch das in den Lungenkapillaren strömende Blut streng vom Partialdruck der in die Alveolarsäcke gepackten Luft ab; wir haben auch gesehen, dass hier der alveoläre PO2 normalerweise (auf Meereshöhe) gleich 100 mmHg ist; Wird dieser Wert zu stark reduziert, reicht die Diffusion von Sauerstoff aus der Luft in das Blut nicht mehr aus und es entsteht ein gefährlicher Zustand, der als Hypoxie bezeichnet wird.
Hypoxie: Wenig Sauerstoff im Blut
Der Partialdruck der Alveolarluft kann in großen Höhen (weil der atmosphärische Druck abgesenkt wird) oder bei unzureichender Lungenbeatmung (wie bei Lungenerkrankungen wie chronisch obstruktiver Bronchitis, Asthma, fibrotischen Lungenerkrankungen, Lungenödemen) absinken und Emphysem).
Die gleiche Situation tritt auf, wenn sich die Wand der Alveolen verdickt oder die Fläche ihrer Oberfläche reduziert wird.Die Diffusionsgeschwindigkeit von Sauerstoff aus der Luft in das Blut ist tatsächlich direkt proportional zur verfügbaren Fläche der Alveolaroberfläche und umgekehrt proportional zur Dicke der Alveolarmembran.
Emphysem, eine degenerative Lungenerkrankung, die hauptsächlich durch Zigarettenrauch verursacht wird, zerstört die Alveolen und verringert die für den Gasaustausch verfügbare Oberfläche; bei Lungenfibrose hingegen erhöht die Ablagerung von Narbengewebe die Dicke der Alveolarmembran. In beiden Fällen ist die Diffusion von Sauerstoff durch die Alveolarwände viel langsamer als normal.
Hypoxie kann auch durch eine verringerte Hämoglobinkonzentration im arteriellen Blut verursacht werden.Erkrankungen, die die Hämoglobinmenge in den roten Blutkörperchen oder deren Anzahl verringern, beeinträchtigen die Fähigkeit des Blutes, Sauerstoff zu transportieren. In extremen Fällen, beispielsweise bei Patienten, die erhebliche Mengen an Blut verloren haben, kann die Hämoglobinkonzentration nicht ausreichen, um den Sauerstoffbedarf der Zellen zu decken; In diesen Fällen ist die einzige Lösung, das Leben des Patienten zu retten, eine Bluttransfusion.
Hämoglobin-Dissoziationskurve
Die physikalische Beziehung zwischen Plasma-PO2 und der mit Hämoglobin verbundenen Sauerstoffmenge wurde in vitro untersucht und wird durch die Charakteristik Hämoglobindissoziationskurve.
Betrachtet man die in der Abbildung gezeigte Kurve, kann man sehen, dass bei einem PO2 von 100 mmHg (Wert, der normalerweise im Alveolarbereich aufgezeichnet wird) 98% des Hämoglobins an Sauerstoff gebunden sind.
Beachten Sie, dass bei Werten über 100 mmHg der Prozentsatz der Hämoglobinsättigung nicht weiter ansteigt, wie die Abflachung der Kurve zeigt. aus dem gleichen Grund ist das Hämoglobin, solange der alveoläre PO2 über 60 mmHg bleibt, zu mehr als 90 % gesättigt und behält daher eine fast normale Fähigkeit, Sauerstoff im Blut zu transportieren. Weitere Informationen finden Sie im Artikel über Hämoglobin und den Bohr-Effekt.
Alle im Artikel aufgeführten Faktoren können durch einfache Bluttests bewertet werden, wie die Anzahl der roten Blutkörperchen, die Hämoglobin-Dosierung und die Blutsauerstoffsättigung (Prozentsatz des sauerstoffgesättigten Hämoglobins im Vergleich zur Gesamtmenge des im Blut vorhandenen Hämoglobins).
.jpg)
