More actions
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 РСO2< /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.