zuurstof komt via de luchtwegen het lichaam binnen, via de bronchiale boom naar de alveolaire zak. Het kruist dan het alveolaire membraan en capillaire endotheel om in de bloedbaan te krijgen. Eenmaal in het bloed, moet zuurstof worden getransporteerd naar de verschillende weefsels van het lichaam. Zuurstof is echter slecht oplosbaar in bloed. Daarom heeft het een afgiftesysteem nodig dat ervoor zorgt dat er voldoende zuurstof aan weefsels wordt geleverd, maar ook dat die zuurstof kan worden vrijgegeven waar het nodig is.,

In dit artikel zullen we kijken naar dat transportsysteem, zijn componenten, factoren die het kunnen veranderen, en we zullen enkele voorbeelden bekijken van wanneer het fout gaat.

Transport van zuurstof

elk actief weefsel in het lichaam heeft een absolute behoefte aan zuurstof. Voor de overgrote meerderheid van deze weefsels wordt de zuurstof door het bloed aan de weefsels geleverd, hoewel er enkele opmerkelijke uitzonderingen zijn (bijvoorbeeld, het hoornvlies krijgt zijn zuurstof rechtstreeks uit de atmosfeer).

zodra er zuurstof uit de longen in het bloed is gekomen, wordt het opgenomen door hemoglobine (HB) in de rode bloedcellen., Hemoglobine is een eiwit dat bestaat uit vier haem-groepen, die ijzerionen bevatten. Deze ijzerionen (Fe2+) geassocieerd met hemoglobine moleculen chemisch reageren met zuurstof om oxyhaemoglobine te vormen.

elk molecuul hemoglobine kan vier zuurstofmoleculen bevatten. Het is hemoglobine dat de zuurstof vervoert zoals het door het lichaam in het bloed wordt getransporteerd. Zuurstof is slecht oplosbaar in bloed, en dus slechts een kleine hoeveelheid zuurstof (1.,5% in arterieel bloed) wordt opgelost in het plasma – de overgrote meerderheid is gebonden aan hemoglobine en is hiervan afhankelijk om de weefsels in voldoende hoeveelheden te bereiken.

daarom is in de overgrote meerderheid van de gevallen de concentratie van hemoglobine de beperkende factor voor de zuurstoftoevoer naar weefsels.

zuurstofbinding aan hemoglobine

hemoglobine is een tetrameer – het bestaat uit vier eiwitsubeenheden. Als gevolg daarvan verandert de vorm op basis van hoeveel zuurstofmoleculen zijn gebonden aan het., De verandering in vorm veroorzaakt ook een verandering in affiniteit aan zuurstof; hoe meer zuurstof wordt gebonden, hoe hoger de affiniteit van het molecuul voor zuurstof wordt. Dit staat bekend als coöperatieve binding.

wanneer er geen zuurstof gebonden is, is de hemoglobine in de gespannen toestand (t-toestand), met een lage affiniteit voor zuurstof. Op het punt waar zuurstof eerst bindt, verandert de hemoglobine zijn vorm in de ontspannen toestand (R-toestand), die een hogere affiniteit voor zuurstof heeft. We kunnen deze verandering plotten op een grafiek van zuurstofverzadiging over gedeeltelijke druk van zuurstof.,

zuurstofafgifte in weefsels

zoals te zien is in het diagram hierboven, is het percentage aan hemoglobine gebonden zuurstof gerelateerd aan de partiële druk van zuurstof (pO2) op een bepaalde plaats. Het verklaart hoe wanneer de oxyhemoglobine een weefsel bereikt dat zuurstof verbruikt (bijvoorbeeld skeletspieren), de zuurstof zal dissociëren vanwege de lagere lokale pO2. Dit systeem maakt het mogelijk om zuurstof te leveren aan de gebieden die het het meest nodig hebben.

coöperatieve binding is gunstig omdat het werkt op extremen: wanneer er lokaal weinig zuurstof is, willen we niet dat hemoglobine zijn zuurstof strak gebonden houdt., Ook wanneer er veel zuurstof is (bijvoorbeeld in de longcirculatie), willen we dat hemoglobine zoveel mogelijk zuurstof opneemt.

factoren die de Zuurstofaffiniteit beïnvloeden

zoals hierboven vermeld, heeft hemoglobine een bepaalde affiniteit voor zuurstof – chemisch wil hemoglobine zich binden met zuurstof. Zoals we al hebben onderzocht, kan de hoeveelheid affiniteit die hemoglobine heeft voor zuurstof veranderen. Verschillende andere factoren kunnen een significante invloed hebben op de zuurstofaffiniteit:

• pH – de concentratie van waterstofionen kan de affiniteit van hemoglobine tot zuurstof veranderen., Dit komt omdat hemoglobine in de T-toestand een hogere affiniteit heeft voor waterstofionen dan voor zuurstof. Als pH daalt (dus stijgt), komt Hb in de T-toestand en daalt zijn affiniteit voor zuurstof. Daarom is er meer zuurstof nodig om maximale procentuele verzadiging te bereiken. Dit staat bekend als het Bohr-effect. Het staat zuurstof toe om bij weefsels met een lagere pH te scheiden: een goede indicator van tarief van cellulaire ademhaling. Hoe lager de pH, hoe meer de dissociatiecurve naar rechts verschuift.,
• 2,3-difosfoglyceraat ( 2,3-DPG)-2,3-DPG, ook wel 2,3-BPG genoemd, is een chemische stof die voorkomt in rode bloedcellen. Het is een product van de glucose metabole route. 2,3-DPG vermindert de affiniteit van hemoglobine voor zuurstof. Niveaus van 2,3-DPG zal toenemen terwijl op grote hoogten aan te passen aan de relatief lage atmosferische zuurstof; affiniteit vermindert zodat meer zuurstof wordt vrijgegeven op weefsels. Hoe hoger hoe meer de dissociatiecurve naar rechts verschuift.
• temperatuur-temperatuur beïnvloedt de affiniteit van hemoglobine voor zuurstof door de kinetische energie van Hb en zuurstof te beïnvloeden., Hogere temperaturen betekenen zuurstof heeft meer kinetische energie, waardoor het meer kans om te dissociëren. Meer zuurstof wordt vrijgegeven van Hb bij ademende weefsels als ze de neiging om meer warmte te genereren. Hoe hoger de temperatuur, hoe meer de dissociatiecurve naar rechts verschuift.

klinische relevantie – koolmonoxidevergiftiging

Koolmonoxide (CO) is een kleurloos, reukloos gas dat kan vrijkomen uit defecte ketels of verbrandingsmotoren. Koolmonoxide vergiftiging treedt op wanneer CO reageert met hemoglobine op de plaats van zuurstofbinding., Hemoglobine heeft een affiniteit voor CO die 210x groter is dan zijn affiniteit voor zuurstof. Dit betekent dat wanneer koolmonoxide zich aan hemoglobine bindt, dit onomkeerbaar is.

symptomen van CO-vergiftiging zijn hoofdpijn, misselijkheid en vermoeidheid, maar interessant is dat de ademhalingssnelheid gewoonlijk wordt bespaard omdat de partiële druk van de in het bloed opgeloste zuurstof op normale niveaus wordt gehouden. Hemoglobinegebonden met CO heeft een kersrode kleur en dit kan zichtbaar zijn in nagelbedden en slijmvliezen van patiënten met CO-vergiftiging. Behandeling is met 100% zuurstof en verwijzing voor hyperbare zuurstof behandeling., CO-vergiftiging is fataal wanneer 70-80% van de hemoglobine gebonden is aan koolmonoxide.