Vai trò của hemoglobin trong vận chuyển và sự kết hợp của ô xy

2021-04-14 04:19 PM

Các phân tử O2 gắn lỏng lẻo và thuận nghịch với phần heme của hemoglobin. Khi PO2 cao, như trong các mao mạch phổi, O2 gắn với hemoglobin, nhưng khi PO2 thấp, như trong các mao mạch ở mô, O2 được giải phóng từ hemoglobin.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Vai trò của Hemoglobin trong vận chuyển ô xy

Bình thường, khoảng 97 % lượng oxy được vận chuyển từ phổi đến các mô được gắn với hemoglobin trong hồng cầu. Còn lại 3 % được vận chuyển dưới dạng hoà tan trong huyết tương và các tế bào máu. Do đó, dưới điều kiện bình thường, gần như toàn bộ oxy được vận chuyển đến các mô bởi hemoglobin.

Vai trò của Hemoglobin trong vận chuyển và sự kết hợp của ô xy

Sự kết hợp thuận nghịch của ô xy và hemoglobin

Các phân tử O2 gắn lỏng lẻo và thuận nghịch với phần heme của hemoglobin. Khi PO2 cao, như trong các mao mạch phổi, O2 gắn với hemoglobin, nhưng khi PO2 thấp, như trong các mao mạch ở mô, O2 được giải phóng từ hemoglobin. Đây là cơ sở cho hầu hết sự vận chuyển O2 từ phổi đến các mô.

Đồ thị phân ly Oxygen-Hemoglobin (HbO2)

Hình. Đồ thị phân ly Oxygen-Hemoglobin (HbO2)

Hình thể hiện đồ thị phân ly Oxy-hemoglobin, trong đó chứng tỏ một sự tăng dần tỷ lệ hemoglobin gắn với O2 khi PO2 máu tăng, tỷ lệ đó được gọi là độ bão hòa hemoglobin. Vì máu rời phổi và vào các động mạch hệ thống thường có PO2 khoảng 95 mm Hg, có thể nhìn thấy từ đồ thị rằng: ở điều kiện bình thường, O2 bão hòa ở động mạch hệ thống trung bình chiếm 97 %. Ngược lại, trong máu tĩnh mạch PO2 lấy về từ các mô ngoại vi bình thường là khoảng 40 mm Hg, và độ bão hòa của hemoglobin trung bình là 75%.

Lượng oxy tối đa có thể kết hợp với Hemoglobin trong máu

Máu của một người bình thường chứa khoảng 15 gam hemoglobin trong mỗi 100 ml máu, và mỗi gam hemoglobin có thể mang tối đa là 1,34 ml O2 (1,39 ml khi hemoglobin ở dạng hóa học thuần túy, những tạp chất như: methemoglobin sẽ giảm sự vận chuyển O2). Vì vậy: 15 nhân với 1,34 bằng 20,1 Điều đó có nghĩa là: trung bình 15 gam hemoglobin trong 100 ml máu có thể mang tổng cộng khoảng 20 ml O2 nếu độ bão hòa của hemoglobin là 100%. Điều này thường được thể hiện là 20 % thể tích. Đồ thị phân ly oxy-hemoglobin cho người bình thường cũng có thể được thể hiện qua mức phần trăm thể tích của O2, như thể hiện ở thang đo bên phải hình, thay vì phần trăm bão hòa của hemoglobin.

Lượng oxy phân li từ Hemoglobin khi máu động mạch hệ thống đi qua các mô

Bình thường, tổng lượng O2 gắn với hemoglobin trong máu động mạch hệ thống ( với độ bão hòa 97 %) là khoảng 19,4 ml mỗi 100 ml máu, như thể hiện trong hình. Sau khi đi qua các mao mạch ở mô, trung bình lượng O2 này bị giảm xuống còn 14,4 ml (PO2 PO2 40 mm Hg, 75 % hemoglobin bão hòa). Do đó, ở điều kiện bình thường, khoảng 5 ml O2 được vận chuyển từ phổi đến các mô bởi mỗi 100 mililít máu chảy qua.

Tác động của PO2 trong máu tới số lượng Ô xy gắn với Hemoglobin

Hình. Tác động của PO2 trong máu tới số lượng Ô xy gắn với Hemoglobin

Sự vận chuyển của oxy tăng một cách rõ rệt khi lao động nặng

Khi lao động nặng, các tế bào cơ sử dụng O2 với một tốc độ nhanh chóng, do đó: trong hoàn cảnh khắc nghiệt, có thể gây ra PO2 ở dịch kẽ giảm xuống từ bình thường là 40 mm Hg tới mức thấp là 15 mm Hg. Ở phân áp O2 thấp như vậy, chỉ có 4,4 ml O2 gắn với hemoglobin trong mỗi 100 ml máu, như thể hiện trong Hình 41-9. Do đó: 19,4 – 4,4; hoặc 15 ml, là lượng O2 thực cung cấp cho mô của mỗi 100 mililít máu lưu thông, đó là lượng O2 nhiều hơn gấp ba lần so với lượng O2 bình thường trong mỗi thể tích máu vận chuyển qua các mô. Hãy nhớ rằng cung lượng tim có thể tăng 6-7 lần bình thường ở vận động viên marathon được đào tạo tốt. Do đó, phép tính nhân của sự gia tăng cung lượng tim (gấp 6 - 7 lần) với sự gia tăng trong O2 vận chuyển trong mỗi thể tích máu (gấp 3 lần) cho ta một sự gia tăng gấp 20 lần sự vận chuyển O2 đến các mô. Chúng ta thấy phần sau chương này còn một số yếu tố khác tạo điều kiện thuận lợi cho sự vận chuyển O2 vào cơ khi lao động, vì vậy PO2 trong mô cơ thường chỉ giảm hơi thấp hơn bình thường ngay cả khi gắng sức.

Hệ số sử dụng

Tỷ lệ phần trăm của máu cung cấp O2 của nó khi đi qua các mao mạch ở mô được gọi là hệ số sử dụng. Giá trị bình thường của hệ số này là khoảng 25 %. Rõ ràng từ những thảo luận trước, đó là 25 % của hemoglobin đã được gắn với oxy giải phóng O2 của nó cho các mô. Trong thời gian gắng sức, hệ số sử dụng trong toàn bộ cơ thể có thể tăng lên tới 75 - 85 %. Tại các vùng có lưu lượng máu chảy rất chậm hoặc tỷ lệ trao đổi chất rất cao, hệ số sử dụng gần 100 % đã được ghi nhận, tất cả lượng O2 cần thiết đã được đưa đến các mô.

Bài viết cùng chuyên mục

Ảnh hưởng của gia tốc tuyến tính lên cơ thể

Vấn đề cũng xẩy ra trong quá trình giảm tốc, khi tàu không gian trở vào khí quyển. Một người di chuyển ở Mach 1 (tốc độ âm thanh và của máy bay nhanh) có thể giảm tốc an toàn trong khoảng cách tầm 0.12 dặm.

Trạm thần kinh: sự kéo dài tín hiệu thần kinh bằng trạm thần kinh “Sự kích ứng tồn lưu”

Khi các synap kích thích trên bề mặt của sợi nhánh hay thân của một nơ-ron, một điện thế sau synap tạo ra trong tế bào thần kinh và kéo dài trong nhiều mili giây, đặc biệt là khi có mặt một số chất dẫn truyền ở synap hoạt hóa kéo dài.

Điện thế và thời gian chia chuẩn: điện tâm đồ bình thường

Những dòng dọc trên ECG là dòng thời gian chia chuẩn. Một ECG điển hình được chạy ở một tốc độ giấy 25mm/s, mặc dù tốc độ nhanh hơn đôi khi được sử dụng.

Hệ thống Purkinje tâm thất của tim: dẫn truyền nhanh

Sự truyền tải nhanh điện thế hoạt động bởi các sợi Purkinje được cho là gây ra bởi một tính thấm rất cao của các khoảng trống tiếp giáp ở các đĩa xen kẽ giữa các tế bào kế tiếp cấu tạo nên các sợi Purkinje.

Tiểu thể Pacinian: điện thế nhận cảm và ví dụ về chức năng của receptor

Tiểu thể Pacinian có một sợi thần kinh trung tâm kéo dài suốt lõi tiểu thể. Bao quanh sợi thần kinh trung tâm này là các lớp vỏ bọc khác nhau xếp đồng tâm, và do vậy, sự đè ép ở bất kì vị trí nào bên ngoài tiểu thể sẽ kéo giãn.

Say độ cao: phù phổi và phù não

Thi thoảng, một người ở độ cao quá lâu sẽ bị say núi mạn, thường sẽ xảy ra các hiện tượng: (1) Khối lượng hồng cầu và hematocrit tăng cao đặc biệt. (2) áp lực động mạch phổi tăng cao thậm chí cao hơn mức tăng bình thường do quen khí hậu.

Kiểm soát lưu lượng mạch vành

Điều hòa lưu lượng máu. Lưu lượng máu trong động mạch vành thường được điều chỉnh gần như chính xác tương ứng với nhu cầu oxy của cơ tim.

Hiệu suất hoạt động trong suốt sự co cơ

Năng lượng cần thiết để thực hiện hoạt động được bắt nguồn từ các phản ứng hóa học trong các tế bào cơ trong khi co, như mô tả trong các phần sau.

Chức năng dự báo của hệ thống ống bán khuyên để duy trì sự thăng bằng

Các ống bán khuyên dự đoán được trước rằng sự mất thăng bằng sắp xảy ra và do đó khiến các trung tâm giữ thăng bằng thực hiện sự điều chỉnh phù hợp từ trước, giúp người đó duy trì được thăng bằng.

Sinh lý điều hòa lưu lượng máu não

Lưu lượng máu não của một người trưởng thành trung bình là 50 đến 65 ml/100 gam nhu mô não mỗi phút. Với toàn bộ não là từ 750 đến 900 ml/ phút. Theo đó, não bộ chỉ chiếm 2% trọng lượng cơ thể nhưng nhận 15% cung lượng tim lúc nghỉ.

Tái nhận xung vòng vào lại: nền tảng của rung thất rối loạn điện tim

Đường đi dài gặp trong giãn cơ tim, giảm tốc độ dẫn truyền gặp trong block hệ thống Purkinje, thiếu máu cơ tim, tăng kali máu, thời gian trơ ngắn thường diễn ra trong đáp ứng với vài thuốc như epinephrine hoặc sau kích thích điện.

Cơ bắp trong tập thể thao: sức mạnh, năng lượng và sức chịu đựng

Người đàn ông được cung cấp đầy đủ testosterone hoặc những người đã tăng cơ bắp của mình thông qua một chương trình tập luyện thể thao sẽ tăng sức mạnh cơ tương ứng.

Bài tiết hormone tăng trưởng (GH) của vùng dưới đồi, hormone kích thích tiết GH, và somatostatin

Hầu hết sự điều khiển bài tiết hormone GH có lẽ thông qua hormone GHRH hơn là hormone somatostatin, GHRH kích thích bài tiết GH qua việc gắn với các receptor đặc hiệu trên bề mặt màng ngoài của các tế bào tiết GH ở thùy yên trước.

Vi tuần hoàn não: hệ thống mao mạch não

Thành của các tiểu động mạch nhỏ sát mao mạch trở lên rất dày ở những người có tăng huyết áp, và các tiểu động mạch đó duy trì tình trạng co thắt rõ rệt liên tục nhằm ngăn áp lực cao truyền đến mao mạch.

Vòng phản xạ thần kinh: với các tín hiệu đầu ra kích thích và ức chế

Các sợi đầu vào kích thích trực tiếp lên đường ra kích thích, nhưng nó kích thích một nơ-ron ức chế trung gian (nơron 2), là nơ-ron tiết ra một loại chất dẫn truyền thần kinh khác để ức chế đường ra thứ hai từ trạm thần kinh.

Đo thể tích hô hấp: ghi lại những thay đổi trong phép đo thể tích phổi

Thay đổi của thể tích phổi dưới tình trạng thở khác nhau. Mô tả sự kiện thông khí phổi, không khí trong phổi có thể được chia thành 4 thể tích và 4 dung tích  trung bình cho người lớn trẻ.

Phân ly oxy - hemoglobin: các yếu tố thay đổi và tầm quan trọng tới sự vận chuyển ô xy

pH giảm hơn giá trị bình thường từ 7,4 xuống tới 7,2; đồ thị phân ly Oxy- hemoglobin chuyển sang phải trung bình khoảng 15 %. Ngược lại, sự gia tăng pH từ bình thường 7,4 lên tới7,6 đường cong cũng chuyển sang trái một lượng tương tự.

Vận chuyển Glucose trong cơ thể qua màng tế bào

Glucose có thể được vận chuyển từ một phía của màng tế bào sang phía bên kia, sau đó được giải phóng, glucose sẽ được vận chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp hơn là theo chiều ngược lại.

Giải phẫu và chức năng của nhau thai

Các tế bào lá nuôi nhô ra, trở thành lông nhung, nơi mao mạch của nhau thai phát triển. Như vậy các nhung mao mang máu thai nhi, được bao quanh bởi các xoang chứa máu của mẹ.

Chuyển hóa ô xy và chất dinh dưỡng của não

Phần lớn sự chuyển hóa của não xảy ra ở các neuron mà không phải ở các tế bào thần kinh đệm. Nhu cầu chuyển hóa chính của các neuron là để bơm các ion qua màng, chủ yếu là vận chuyển natri, canxi và kali.

Loạn nhịp nút xoang: nhịp xoang không bình thường

Loạn nhịp nút xoang có thể do 1 trong nhiều trạng thái của hệ tuần hoàn biến đổi làm tăng tín hiệu của thần kinh giao cảm và hệ thần kinh phó giao cảm đến nút xoang.

Sự lan truyền của áp lực đẩy máu ra các mạch máu ngoại biên

Sự duy trì trương lực mạch làm giảm lực đẩy vì mạch máu càng thích ứng tốt thì lượng máu càng lớn được đẩy về phía trước do sự gia tăng áp lực.

Điều hòa lưu lượng máu trong thời gian dài

Nếu mô hoạt động quá mức quá lâu, yêu cầu tăng số lượng oxy và các chất dinh dưỡng, các tiểu động mạch và các mao mạch thường tăng cả số lượng và kích thước trong một vài tuần để cân xứng với nhu cầu của mô.

Cung lượng tim và áp lực nhĩ phải: đánh giá qua đường cong cung lượng tim và tuần hoàn tĩnh mạch

Hệ giao cảm tác động đến cả tim và tuần hoàn ngoại vi, giúp tim đập nhanh và mạnh hơn làm tăng áp lực hệ thống mạch máu trung bình vì làm co mạch, đặc biêt là các tĩnh mạch và tăng sức cản tuần hoàn tĩnh mạch.

Áp suất thẩm thấu keo của huyết tương

Chỉ có các phân tử hoặc ion không đi qua các lỗ của màng bán thấm gây áp lực thẩm thấu. Các protein là thành phần không dễ dàng đi qua các lỗ mao mạch, chịu trách nhiệm về áp lực thẩm thấu ở hai bên của màng mao mạch.