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

Sinh lý tuyến tuỵ nội tiết

Tụy nằm trong khung tá tràng, sau dạ dày. Trọng lượng 70-80g. Dài 10-18cm, cao 6cm, dày 1-3cm. Tụy nội tiết gồm những đảo Langerhans (gồm từ 1-2 triệu đảo), là những tế bào tụ thành từng đám, chiếm 1g tổ chức tụy, thường ở gần mạch máu.

Tác dụng của insulin lên chuyển hóa protein và tăng trưởng

Cách mà insulin làm tăng tổng hợp protein chưa được hiểu rõ như với cơ chế trong dự trữ glucose và chất béo. Đây là một vài kết quả ghi nhận trong thực tế.

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.

Sinh lý tuần hoàn địa phương (mạch vành, não, phổi)

Động mạch vành xuất phát từ động mạch chủ, ngay trên van bán nguyệt. Động mạch vành đến tim, chia thành động mạch vành phải và trái. Động mạch vành trái cung cấp máu cho vùng trước thất trái và nhĩ trái.

Điều hòa lưu lượng máu bằng cách phát triển tuần hoàn bàng hệ

Sự mở các tuần hoàn bàng hệ sau đó trong vòng nhiều giờ kế tiếp, sao cho trong vòng 1 ngày, một nửa mô cần máu có thể được đáp ứng, và trong vòng 1 vài ngày dòng máu thường đủ để đến các mô.

Tăng huyết áp: huyết áp trong hoạt động cơ và các tuyp stress

Nhiều tuyp của stress cùng với hoạt động cơ là giống nhau ở sự tăng huyết áp. Ví dụ trong hoảng sợ quá mức huyết áp có thể tăng thêm 70-100 mmHg trong 1 vài giây.

Kiểm soát hành vi đối với nhiệt độ cơ thể

Kiểm soát hành vi đối với nhiệt độ cơ thể là một cơ chế điều nhiệt hữu hiệu hơn nhiều các nhà sinh lý học từng thừa nhận trước đây, nó là một cơ chế thực sự hữu hiệu để duy trì nhiệt độ trong các môi trường rất lạnh.

Tác dụng lên thận và tuần hoàn của Aldosterol

Aldosterol làm tăng tái hấp thu natri và đồng thời tăng bài tiết kali trong các tế bào chính của ống thận nhỏ nhưng cũng bài tiết ion hydro để trao đổi với kali vào trong tế bào vỏ ống góp.

Phản xạ nhĩ và động mạch phổi điều hòa huyết áp

Ở thành của tâm nhĩ và động mạch phổi có receptor căng gọi là receptor hạ áp, nó giống với thụ thể cảm nhận của động mạch hệ tuần hoàn lớn.

Tác dụng của hormon PTH lên nồng độ canxi và phosphate dịch ngoại bào

PTH có hai cơ chế để huy động canxi và phosphate từ xương. Một là cơ chế nhanh chóng thường bắt đầu trong vài phút và tăng dần trong vài giờ.

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.

Chức năng phần sau trên của thùy thái dương - vùng wernicke (diễn giải phổ biến)

Kích thích điện khu vực Wernicke trong một người có ý thức đôi khi gây ra một suy nghĩ rất phức tạp, đặc biệt khi các điện cực kích thích đươc truyền đủ sâu vào não để tiếp cận các khu vực liên kết tương ứng với đồi thị.

Vai trò của CO2 và Ion H+ điều hòa hô hấp: điều hòa hóa học trung tâm hô hấp

Nồng độ CO2 hay ion H+ quá cao trong máu tác động trực tiếp vào trung tâm hô hấp, làm tăng đáng kể lực mạnh của các tín hiệu vận động hít vào và thở ra tới các cơ hô hấp.

Các hệ thống kiểm soát Cortisol

Feedback của cortisol cho cả vùng dưới đồi và thùy trước tuyến yên cũng xảy ra để làm giảm nồng độ cortisol trong huyết tương ở những lần cơ thể không bị stress.

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.

Dược lý của hệ thần kinh tự chủ

Các thuốc có tác dụng gián tiếp lên hệ giao cảm tại vị trí các cơ quan đích của hệ giao cảm bị kích thích trực tiếp. Bao gồm các thuốc ephedrine, tyramine, và amphetamine.

Chức năng hành vi của vùng dưới đồi và cấu trúc liên kết với hệ limbic

Cùng với chức năng thực vật và nội tiết, sự kích thích hay thương tổn vùng dưới đồi cũng gây ảnh hưởng lớn đến hành vi cảm xúc của động vật và con người. Một số ảnh hưởng  hành vi do sự kích thích vùng dưới đồi.

Rung thất: điện tâm đồ điển hình

Vì không có bơm máu trong khi rung thất nên tình trạng này sẽ dẫn đến tử vong nếu không có những liệu pháp mạnh như shock điện ngay lập tức.

Hoạt hóa và các receptor của hormone

Số lượng receptor tại các tế bào đích thường không hằng định, những receptor protein thường bị bất hoạt hoặc phá hủy trong quá trình chúng thực hiện chức năng.

Hấp thu các chất dinh dưỡng ở ruột non

Hấp thu carbohydrate, hấp thu glucose, hấp thu protein dưới dạng dipeptit, tripeptit hoặc axit amin, hấp thu chất béo và hấp thu các monosaccharide khác.

Sự thay đổi lưu lượng tuần hoàn trong luyện tập

Lúc bắt đầu luyện tập tín hiệu không chỉ truyền từ não đến cơ gây ra quá trình co cơ mà còn tác động lên trung tâm vận mạch thông qua hệ giao cảm đến các mô.

Khoảng kẽ và dịch kẽ: dịch và không gian giữa các tế bào

Khoảng một phần sáu tổng thể tích của cơ thể là không gian giữa các tế bào, chúng được gọi là khoảng kẽ. Các chất lỏng trong các không gian này được gọi là dịch kẽ.

Lưu lượng máu đến ruột chịu ảnh hưởng của hoạt động và tác nhân chuyển hóa ruột

Mặc dù các nguyên nhân chính xác gây tăng lượng máu khi đường tiêu hóa hoạt động vẫn chữa được biết rõ, nhưng một vài phần đã được làm sáng tỏ.

Sự đào thải các sản phẩm chuyển hóa của cơ thể

Nhiều cơ quan được liên kết gián tiếp loại bỏ chất thải trao đổi chất, hệ thống bài tiết chỉ các cơ quan được sử dụng để loại bỏ và bài tiết các thành phần phân hủy.

Nguồn gốc của chất dinh dưỡng trong dịch ngoại bào

Trong tất cả, dịch ngoại bào chỉ chiếm khoảng một phần ba tổng số dịch của cơ thể. Đây là điển hình ở người, nhưng tỷ lệ có thể thay đổi ở các sinh vật khác có chế độ lưu thông khác nhau.