Транспортування кисню під час тренувань

Зв'язування та транспорт кисню в крові

Гемоглобін (Нb) - це білок червоних кров'яних клітин з молекулярною масою 64 500 кДа, що здійснює транспорт O₂. Нb бере участь також у транспорті СO₂ і є важливим рН-буфером. НЬ є тетрамером, що складається з 4 субодиниць (у дорослих: 98%: 2а + 2b = НМ; 2%: 2а + 2d = HbA2), кожна зі своїм гемом. Гем складається з порфірину та Fe(ll). Кожен із чотирьох атомів Fe(ll) (пов'язаний з одним гістидиновим залишком гемоглобіну) оборотно зв'язується з молекулою O₂. Цей процес називається оксигенацією (не окисленням!). НЬ у оксигемоглобін (Оху-Hb). Кількість O₂, пов'язаного з НЬ, залежить від парціального тиску O₂ (PO₂): крива дисоціації кисню (А, червона лінія). Крива має сигмоїдальну форму, оскільки спочатку пов'язані молекули O₂ змінюють конформацію тетрамеру НЬ (позитивна кооперативність) і таким чином збільшують афінність гемоглобіну до O₂-

При насиченні киснем 1 моль тетрамерного НЬ з'єднується з 4 молекулами O₂, тобто 64500 г НЬ з'єднується з 4 • 22,4 л O₂. Таким чином, 1 г НЬ теоретично може транспортувати in vivo 1,39 мл O₂, або 1,35 мл (число Хюфнера). Загальна концентрація НЬ у крові ([Hb] total) в середньому становить 150 г/л (с. 94), що відповідає максимальній концентрації O₂ 9,1 ммоль/л або 0,203 л O ₂А1 крові. Транспортна ємність крові за киснем є функцією [Hb]tote/(A).

Зміст O₂ у крові практично еквівалентний кількості О2, пов'язаної з гемоглобіном, оскільки тільки 1,4% O₂ знаходиться в розчині у вигляді вільних молекул кисню при Pq2 13,3 кПа (А, помаранчева лінія). Коефіцієнт розчинності кисню (аO₂) дорівнює 10 мкмоль * л^-1 • кПа^-1, що в 22 рази менше, ніж асог.

Насичення киснем (SO₂) - це частка Оху-Hb від [Нb]total, або відношення реальної концентрації O₂ до транспортної ємності по O< sub>2. У нормі для артеріальної крові (PaO₂ = 12,6 кПа або 95 мм рт. ст.) SO₂ досягне плато насичення приблизно при 0,97, тоді як для змішаної венозної крові [PvO₂ = 5,33 кПа або 40 мм рт. ст.) SO₂ все ще тільки 0,73. SO₂ для вен у різних органах сильно варіює.

Дисоціація O₂ не залежить від загального вмісту гемоглобіну, що видно з графіка (Б). Зміни спорідненості O₂ до гемоглобіну можна легко оцінити зі зміщення кривої дисоціації O₂. Усунення кривої вправо означає зменшення спорідненості, а зміщення вліво - його збільшення (плато подовжується, а крива спочатку має велику крутість). Зміщення вліво викликається збільшенням pH (зі зниженням/без зниження PCO₂) та/або зменшенням РСO₂, температури та вмісту 2,3-біс-фосфогліцерату (БФГ; в нормі 1 моль БФГ/моль тетрамеру НЬ). Зміщення вправо відбувається через зменшення pH та/або збільшення РСO₂, температури та 2,3-БФГ (Б). Тиск напівнасичення 5 або P50) O₂ (Б, переривчаста лінія) - це такий тиск PO₂, при якому SO₂ = 0,5 , або 50%. P0.5, що в нормі становить 3,6 кПа або 27 мм рт. ст., є критерієм того, чи відбудеться зсув кривої вправо (P0,5↑) або вліво (P0,5↓)- Зміщення кривої дисоціації O₂ через зміни pH і РСO_{2< /sub> називається ефектом Бора. Зсув кривої вправо означає, що з периферичної крові (pH↓, РСO2 ↑) можуть поглинатися великі кількості O2 без зниження PO2, що є рушійною силою дифузії O2 (Б, переривчаста лінія). Висока спорідненість до O2 в легеневих капілярах потім встановлюється заново (pH ↑, РСO2↓) - Зсув кривої вліво буває корисним, коли знижено PAO2</sub (наприклад, при висотній гіпоксії), тобто в ситуації, коли насичення артерій киснем спостерігається лівіше плато SO2.}