Kyslík vstupuje do těla prostřednictvím dýchacích cest, procházející dolů bronchiálního stromu a do alveolární váček. Poté prochází alveolární membránou a kapilárním endotelem, aby se dostal do krevního řečiště. Jakmile je v krvi, musí být kyslík transportován do různých tkání těla. Kyslík je však špatně rozpustný v krvi. Proto potřebuje dodací systém, který zajišťuje dostatek kyslíku do tkání, ale také umožňuje uvolnění kyslíku tam, kde je to nutné.,

v tomto článku se podíváme na tento dopravní systém, jeho komponenty, faktory, které jej mohou změnit, a zvážíme některé příklady, kdy se pokazí.

Transport kyslíku

každá aktivní tkáň v těle má absolutní potřebu kyslíku. Pro převážnou většinu těchto tkání je kyslík dodáván krví do tkání, i když existují některé významné výjimky (například rohovka získává kyslík přímo z atmosféry).

jakmile kyslík vstoupí do krve z plic, užívá se hemoglobinem (Hb) v červených krvinkách., Hemoglobin je protein, který se skládá ze čtyř skupin haem, které obsahují ionty železa. Tyto ionty železa (Fe2+) spojené s molekulami hemoglobinu chemicky reagují s kyslíkem za vzniku oxyhaemoglobinu.

každá molekula hemoglobinu může obsahovat čtyři molekuly kyslíku. Je to hemoglobin, který přenáší kyslík, protože je transportován kolem těla v krvi. Kyslík je špatně rozpustný v krvi, a tak jen malé množství kyslíku (1.,5% v arteriální krvi) se rozpustí v plazmě-převážná většina je vázána na hemoglobin a závisí na tom, aby dosáhla tkání v přiměřených objemech.

proto je ve velké většině případů koncentrace hemoglobinu omezujícím faktorem pro dodávání kyslíku do tkání.

vazba kyslíku na hemoglobin

hemoglobin je tetramer – skládá se ze čtyř proteinových podjednotek. V důsledku toho mění tvar na základě toho, kolik molekul kyslíku je k němu vázáno., Změna tvaru také způsobuje změnu afinity k kyslíku; čím více kyslíku je vázáno,tím vyšší je afinita molekuly k kyslíku. Toto je známé jako kooperativní vazba.

Pokud není vázán žádný kyslík, hemoglobin je údajně v napjatém stavu (t-stav) s nízkou afinitou k kyslíku. V místě, kde se kyslík nejprve váže, hemoglobin mění svůj tvar na uvolněný stav (R-stav), který má vyšší afinitu k kyslíku. Tuto změnu můžeme vykreslit na grafu saturace kyslíkem nad parciálním tlakem kyslíku.,

dodávka kyslíku v tkáních

jak je znázorněno na obrázku výše, procento kyslíku vázaného na hemoglobin souvisí s parciálním tlakem kyslíku (PO2) v daném místě. Vysvětluje, jak když oxyhaemoglobin dosáhne tkáně, která využívá kyslík (např. kosterní sval), kyslík se disociuje kvůli nižší lokální pO2. Tento systém umožňuje dodávku kyslíku do oblastí, které ho nejvíce potřebují.

kooperativní vazba je prospěšná, protože funguje v extrémech: když je lokálně nízký kyslík, nechceme, aby hemoglobin udržoval pevně vázaný kyslík., Stejně tak, když je vysoký kyslík (např. v plicním oběhu), chceme, aby hemoglobin zabíral co nejvíce kyslíku.

faktory ovlivňující afinitu kyslíku

jak bylo uvedeno výše, hemoglobin má určitou afinitu k kyslíku – chemicky, hemoglobin se chce vázat kyslíkem. Jak jsme již prozkoumali, množství afinity hemoglobinu k kyslíku se může změnit. Různé faktory mohou mít významný dopad na kyslíku, afinita:

• pH – koncentrace vodíkových iontů může změnit afinitu hemoglobinu ke kyslíku., Je to proto, že hemoglobin v t-stavu má vyšší afinitu k vodíkovým iontům než k kyslíku. Jak pH klesá (tak stoupá), HB vstupuje do stavu T a jeho afinita k kyslíku klesá. Proto je zapotřebí více kyslíku k dosažení maximální procentuální saturace. To je známé jako Bohrův efekt. Umožňuje kyslík disociovat v tkáních s nižším pH: dobrým ukazatelem rychlosti buněčného dýchání. Čím nižší je pH, tím více se disociační křivka posune doprava.,
• 2,3-difosfoglycerát (2,3-DPG) – 2,3-DPG, někdy označovaný jako 2,3-BPG, je chemická látka nalezená v červených krvinkách. Je to produkt z metabolické dráhy glukózy. 2,3-DPG snižuje afinitu hemoglobinu k kyslíku. Hladiny 2,3-DPG se zvýší, zatímco ve vysokých nadmořských výškách se přizpůsobí relativně nízkému atmosférickému kyslíku; afinita se snižuje, takže se v tkáních uvolňuje více kyslíku. Čím vyšší, tím více se disociační křivka posune doprava.
• teplota-teplota působí na afinitu hemoglobinu k kyslíku ovlivněním kinetické energie Hb a kyslíku., Vyšší teploty znamenají, že kyslík má více kinetické energie, což zvyšuje pravděpodobnost disociace. Více kyslíku se uvolňuje z Hb v dýchajících tkáních, protože mají tendenci vytvářet více tepla. Čím vyšší je teplota, tím více se disociační křivka posune doprava.

Klinický Význam – Otrava Oxidem Uhelnatým

Oxid Uhelnatý (CO) je bezbarvý, bez zápachu plynu, který může být propuštěn z vadných kotlů nebo spalovací motory. Otrava oxidem uhelnatým nastává, když CO reaguje s hemoglobinem v místě vazby kyslíku., Hemoglobin má afinitu k CO, která je 210x větší než jeho afinita k kyslíku. To znamená, že jakmile se oxid uhelnatý váže na hemoglobin, je nevratný.

Příznaky otravy CO jsou bolesti hlavy, nevolnost a únavu, ale je zajímavé dýchání sazba je obvykle ušetřen jako parciální tlak kyslíku rozpuštěného v krvi je udržována na normální úroveň. Hemoglobin vázaný s CO má třešňově červenou barvu a to může být viditelné na nehty postele a sliznic pacientů s otravu oxidem uhelnatým. Léčba je se 100% kyslíkem a doporučení pro léčbu hyperbarickým kyslíkem., Otrava CO je smrtelná, pokud je 70-80% hemoglobinu vázáno oxidem uhelnatým.