Anna Pyrz
Czynniki wpływające na stopień wysycenia hemoglobiny tlenem
Za pośrednictwem krwi dostarczane są prawie wszystkim komórkom organizmu substancje odżywcze i tlen, a odprowadzane dwutlenek węgla i produkty przemiany materii. Krew rozprowadza również szereg hormonów i odgrywa rolę przy powstawaniu i utrzymaniu odporności organizmu. W krwinkach czerwonych występuje barwnik hemoglobina (Hb). Hemoglobina jest białkiem składającym się z czterech łańcuchów polipeptydowych . Każdy z czterech łańcuchów polipeptydowych połączony jest z jedną cząsteczką hemu. Hem zawiera atom żelaza dwuwartościowego Fe2+. Jedna cząsteczka hemoglobiny wiąże cztery cząsteczki tlenu. Hemoglobina staje się wtedy jaśniejsza i nosi nazwę oksyhemoglobiny [Hb(O ) ]. W tej postaci transportowane jest aż 95% tego gazu, reszta jest transportowana do tkanek za pośrednictwem osocza.
Proces ten zachodzi w płucach i skrzelach, gdzie ciśnienie cząsteczkowe tlenu jest wysokie, temperatura niższa niż w pozostałych tkankach, niskie ciśnienie cząsteczkowe CO i wyższe pH krwi. W takich warunkach blisko 100% tlenu wiąże się z hemoglobiną. Stopień wysycenia hemoglobiny tlenem, czyli równowaga pomiędzy wiązaniem hemoglobiny z tlenem i uwalnianiem O2 z oksyhemoglobiny, zależy od :
ciśnienia parcjalnego tlenu i dwutlenku węgla, od temperatury krwi oraz od stężenia jonów wodorowych we krwi
-Ciśnienie parcjalne tlenu:.Zjawisko wymiany gazowej ma związek z dyfuzją pęcherzykową. Dyfuzją pęcherzykową nazywamy wymianę gazową jaka zachodzi między powietrzem wypełniającym pęcherzyki płucne, a krwią płynącą w oplatających go naczyniach włosowatych. W naczyniach tych stale znajduje się około 100 ml krwi. ilość ta przepływa przez naczynia włosowate w ciągu 0,8 s, a w trakcie wysiłku fizycznego tempo przepływu znacznie wzrasta. Wymiana gazów przez ściany pęcherzyków płucnych zachodzi zgodnie z gradientem prężności cząsteczek gazów. Cząsteczki tlenu dyfundują ze światła pęcherzyków płucnych do krwi ponieważ panujące w nich ciśnienie parcjalne tlenu jest większe niż we krwi dopływającej do płuc. Ciśnienie parcjalne tlenu w pęcherzyku płucnym pO2 wynosi 100 mmHg, natomiast pO2 we krwi około 40 mmHg. Tlen wnikający do płuc z powietrza atmosferycznego ma ciśnienie parcjalne ok. 160 mmHg.Z tego wynika że im wyższa wartość ciśnienia parcjalnego tlenu, tym łatwiej zachodzi jego wiązanie z hemoglobiną.
-Ciśnienie parcjalne CO2.Z analogiczną sytuacją mamy do czynienia w przypadku wymiany CO2. Ciśnienie parcjalne dwutlenku węgla we krwi dopływającej do płuc wynosi 46 mmHg, w pęcherzykach płucnych 40mmHg, natomiast w powietrzu atmosferycznym zaledwie 0,3 mmHg. Im większy gradient ciśnień parcjalnych gazów tym łatwiej zachodzi dyfuzja, mająca na celu wyrównanie istniejących różnic, przy czym zawsze odbywa się ona w kierunku od wartości wyższych do niższych. Analizując podane wyżej wartości z łatwością można zrozumieć dlaczego tlen z atmosfery przenika do pęcherzyków płucnych , a następnie do tkanek, natomiast CO2 pokonuje tę samą drogę ale w odwrotnym kierunku.A więc niższe wartości pCO2 ułatwiają wiązanie tlenu przez hemoglobinę,
-stężenie jonów wodorowych krwi(pH)W bardzo wąskich granicach utrzymuje się aktualna reakcja krwi, czyli jej odczyn lub oddziaływanie kwasowo-zasadowe. Mimo nieustannego powstawania w organizmie wartości kwaśnych i zasadowych oraz częstych okazji wnikania ich z zewnątrz, krew jest prawie obojętna, a właściwie lekko zasadowa, gdyż jej pH wynosi 7,4 z wahaniami od 7,3 do 7,5. Tak wyrażony odczyn w krwi żylnej ma pH 7,34, a tętniczej 7,36. Wahanie powyżej pH 7,8 i poniżej 6,8 są zupełnie niedopuszczalne, gdyż wtedy nie mogą już działać enzymy, denaturują się białka i ustaje wymiana gazów oddechowych. Chociaż w organizmie powstają różne kwasy, jak H2CO3, H2SO4, H3PO4, kwas pirogronowy, mlekowy, acetooctwy czy betaoksymasłowy oraz zasady, np. NH3, to jednak pH krwi jest bardzo stałe, gdyż nieustannie współdziałają różne układy buforowe i czynności ochronne, głównie w zakresie płuc, nerek skóry, serca i wątroby.
Gdyby do krwi wniknęły jakiś wartości kwaśne, np. w mięśniach powstały kwas mlekowy czy fosforowy lub z pożywienia kwas octowy, to natychmiast zostaną zobojętnione dwuwęglanami, przez co stosunek dwutlenku węgla do kwaśnego węglanu sodu zmieni się na korzyść dwutlenku węgla, ale do zakwaszenia krwi jednak nie dojdzie z tego powodu, że dwutlenek węgla swoiście drażni odpowiednie chemoreceptory lub sam ośrodek oddechowy, powodując większą wentylację, wskutek czego nadmiar CO2 zostanie usunięty z organizmu przez płuca.
Na odwrót dzieje się, gdy do krwi wnikają wartości zasadowe, np. z białek powstający amoniak lub z pokarmów roślinnych uwalniane zasady, którymi były zobojętnione kwasy organiczne spalone w organizmie. Wówczas ubywa dwu-tlenek węgla, z którego powstaje kwas węglowy, zużywający się na zobojętnienie zasad. Zmniejszona prężnośc dwutlenku węgla zmniejsza wentylację płuc tak długo, aż produkowany wciąż dwutlenek węgla zgromadzi się we krwi w takiej ilości, aby jego stosunek do dwuwęglanów wrócił do wartości prawidłowej.
Dwutlenek węgla jest stale produkowany w tkankach z szybkością około 200 ml/min. Z tkanek dyfunduje on do przestrzeni pozakomórkowej i do krwi. Z krwi z kolei przechodzi do powietrza pęcherzykowego i tam wydalany jest na zewnątrz przez płuca z szybkością równą szybkości powstawania.
Nieznaczne podniesienie pH krwi (zakwaszenie) podrażnia ośrodek oddechowy i w następstwie obserwuje się wzmożenie oddychania. Równocześnie następuje usuwanie powstałego nadmiaru kwasu węglowego z krwi.
Z tego wynika że im wyższe pH krwi(im bardziej zasadowy odczyn krwi) tym Hb4 lepiej wiąże się z O2
-Temperatura Im niższa temp. Tym Hb4 lepiej wiąże się z tlenem
temperatury ( ze wzrostem temperatury maleje stopień wysycenia Hb tlenem- ciśnienia cząsteczkowego CO2 (wraz ze wzrostem CO2 maleje wysycenie tlenem Hb)
we krwi w warunkach wysokiego ciśnienia cząsteczkowego tlenu, niższej temperatury niż w innych tkankach, niskiego ciśnienia cząsteczkowego CO2 i wyższego pH prawie 100% Hb zostaje wysycana tlenem.
Literatura:
„Anatomia i fizjologia człowieka”-W,Sylwanowicz
„Fizjologia człowieka w zarysie”-W.Z.Traczyk
pl.wikipedia.org/Wiki/Hemoglobina-42
pl.shvoong.com/exact-sciences/1689380-budowa-rola-hemoglobiny/-51k