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

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.

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.

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.