SINH LÝ HỌC_ CHỨC NĂNG VẬN CHUYỂN KHÍ CỦA MÁU

1. Các dạng oxy trong máu

Dạng hoà tan: Chiếm 1,5 %, là dạng trao đổi trực tiếp bằng khuếch tán vật lý với không khí phế nang và dịch kẽ tế bào (từ phổi vào máu, từ máu vào trong các mô và vào tế bào).

Dạng kết hợp: Chiếm 98,5%.

O2 + Hb HbO2

1 phân tử Hb gắn 4 nguyên tử oxy, mỗi gam Hb có khả năng gắn 1,34 ml oxy, có 15g Hb/100 ml máu, do đó thể tích oxy ở dạng kết hợp sẽ là: 1,34 x 15 » 20 ml O2/100ml máu Yếu tố quan trọng quyết định sự kết hợp-phân ly oxy và Hb chính là PO2

Hb + O2 HbO2

2. Phản ứng thuận nghịch gắn và nhả oxy

Hb + O2 HbO2

Tại phổi: Do chênh lệch phân áp, oxy khuyếch tán từ phế nang vào huyết tương và hồng cầu và gắn với phần hem của hemoglobin tạo nên oxyhemoglobin.

Mỗi phân tử hemoglobin có thể gắn được 4 phân tử oxy vào 4 ion Fe2+.

Tại mô, phản ứng xảy ra ngược lại, phân ly O2 cho mô

3. Đồ thị Barcroft

Đồ thị phân ly oxyhemoglobin: Phần trăm bão hòa Hb tỷ lệ với phân áp O2

Phổi: Phân áp oxy trong phế nang khoảng 100mmHg, % bão hòa O2 của Hb đạt 98%. Mô: Phân áp O2 thấp, % bão hòa O2 của Hb giảm còn 75-80%.

Đoạn nằm ngang tương ứng phân áp oxy cao.

% bão hòa Hb ở mực nước biển đạt 98%, ở độ cao ~ 2000m % bão hòa vẫn đạt 95% .

Đoạn dốc tương ứng với phân áp oxy thấp.

Ở mô phân áp oxy thấp, HbO2 phân ly để nhường O2 cho mô sử dụng đặc biệt những nơi có mức độ tiêu thụ O2 cao.

4. Các yếu tố ảnh hưởng đến ái lực của hemoglobin với oxy

Phân áp O2: quyết định chiều của phản ứng là phân ly hay kết hợp.

pH giảm trong máu tăng làm tăng phân ly HbO2, đồ thị chuyển sang phải

Phân áp CO2 tăng làm tăng phân ly HbO2, đồ thị chuyển phải

Nhiệt độ máu tăng làm tăng sự phân ly HbO2, đồ thị chuyển phải (hiệu ứng Bohr)

Nồng độ 2,3 - BPG (2-3 bisphosphoglycerate) cao làm tăng phân ly HbO2.

2,3-BPG được sinh ra trong hồng cầu từ quá trình phân hủy glucose thành ATP. Nó gắn với tận cùng nhóm NH2 của 2 chuỗi beta làm giảm ái lực của Hb với oxy.

Carbon monocid (CO) có nhiều trong các loại khí đốt, hầm lò, khói thuốc lá, có ái lực với oxy hơn Hb 200 lần, là chất dễ gây ngộ độc.

5. Ái lực của hemoglobin với oxy thời kỳ bào thai và trưởng thành

HbF có ái lực với oxy cao hơn HbA 30% vì gắn với 2,3-BPG lỏng hơn.

6. Máu vận chuyển oxy từ phổi đến mô

Ở phổi, do chênh lệch phân áp, oxy dưới dạng hoà tan khuyếch tán từ phế nang > huyết tương và hồng cầu. Với phân áp 100mmHg, tỷ lệ HbO2 tăng tới 95% - 98% mức, chứa khoảng 20 ml O2­/100ml máu và máu tĩnh mạch trở thành máu động mạch.

Ở mô, phân áp oxy thấp (20 - 40 mmHg), HbO2­ bị phân ly, oxy khuyếch tán từ hồng cầu vào huyết tương, dịch kẽ rồi vào tế bào, lượng oxy chỉ còn lại khoảng 15ml O2/100ml.

Hiệu suất sử dụng oxy = lượng oxy tiêu thụ/lượng oxy máu động mạch x 100%, tỷ lệ thuận với mức độ hoạt động của mô.

Máu vận chuyển CO2 từ mô đến phổi

1. Các dạng CO2

Dạng hoà tan: chiếm 9% . Với phân áp CO2 trong máu tĩnh mạch khoảng 46 mmHg có 0,3 ml CO2 /100 ml máu, là dạng trao đổi trực tiếp giữa máu với phổi và với các mô.

Dạng kết hợp: có ba dạng

- Kết hợp với hemoglobin trong hồng cầu (chiếm 13%). CO2 gắn với -NH2 của 2 chuỗi beta, alpha theo phản ứng sau:

Hb + CO2 HbCO2 (carbaminohemoglobin) CO2 có hệ số khuếch tán lớn gấp 20 lần so với oxy do đó dù chỉ chênh lệch phân áp rất thấp cũng dễ dàng được khuếch tán vào phổi để thải ra ngoài.

- Kết hợp với muối kiềm (chiếm 78% ) dạng bicarbonat

CO2 +H2O CA H2CO3 H+ +HCO3¯ > huyết tương: HCO3¯ + Na+ > NaHCO3 CA: enzym carbonic anhydrase trong hồng cầu trong huyết tương phản ứng chậm hơn khoảng 5000 lần vì có rất ít enzym CA.

- Kết hợp với protein huyết tương (chiếm một tỷ lệ rất ít) theo phản ứng carbamit

2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự vận chuyển CO2 của máu

Phân áp CO2: tăng sẽ làm tăng nồng độ và mức độ vận chuyển CO2 của máu.

Phân áp oxy: tăng trong máu, oxy sẽ gắn với hemoglobin làm giảm ái lực của hemoglobin với CO2 do đó làm giảm sự vận chuyển CO2 (hiệu ứng Haldane). Hiện tượng Hamburger: Hiện tượng Hamburger là sự di chuyển ion HCO3¯ và Cl¯ giữa hồng cầu và huyết tương ở phổi và mô

CO2 mô > huyết tương > hồng cầu: CO2 + H2O nhờ CA H2CO3 > H+ + HCO3¯ H+ + Hb > HHb HCO3¯ khuếch tán thuận hóa ra huyết tương đổi chỗ cho Cl¯ từ huyết tương vào hồng cầu nhờ protein mang bicarbonat – clorua để lập lại thăng bằng điện tích.

Ý nghĩa: Khi CO2 vào huyết tương dưới dạng HCO3¯ thì Cl¯ vào hồng cầu, làm tăng NaHCO3 huyết tương, máu tăng vận chuyển CO2.

Sự thay đổi của pH: Trong máu, CO2 tồn tại dưới dạng H2CO3 và BHCO3 (bicarbonat). Bình thường tỷ lệ không thay đổi nên pH ổn định. Khi một acid mạnh vào máu sẽ phản ứng với các bicarbonat tạo thành H2CO3 . H2CO3¯ dễ phân ly thành H2O và CO2, CO2 được đưa ra ngoài qua phổi. Khi một kiềm mạnh vào máu, nó phản ứng với H2CO3 tạo thành kiềm yếu hơn, lượng CO2 thở ra sẽ giảm đi.

3. Máu vận chuyển CO2 từ mô đến phổi

Tại mô, do chênh lệch phân áp, CO2 khuyếch tán từ dịch kẽ > huyết tương dưới dạng hoà tan > hồng cầu. Một phần kết hợp với Hb > HbCO2 , phần lớn kết hợp với H2O dưới tác dụng enzym CA > H+ + HCO3¯ . HCO3¯ khuyếch tán từ hồng cầu ra huyết tương kết hợp với protein và các muối kiềm.

Tại phổi, các quá trình xảy ra theo chiều ngược lại. Nồng độ CO2 trong máu giảm, máu trở thành máu động mạch có nồng độ oxy cao và nồng độ CO2 thấp.

4. Tổng kết

Tại phổi: - Ở phổi phân áp O2 cao, sự bão hòa oxy của Hb đạt 98% Khi Hb bão hòa oxy, ái lực của Hb với CO2 giảm. Hiện tượng gắn O2 với Hb làm tăng tốc độ thải CO2 (hiệu ứng Haldane)

- Tại mô: Nồng độ CO2 cao khuếch tán nhanh vào hồng cầu

Ion HCO3¯ trao đổi ngược chiều với ion Cl¯ Sự tương tác giữa H+ và ái lực của Hb với O 2 gọi là hiệu ứng Bohr, với sự tạo ra H+ , việc nhận CO2 tăng tốc độ nhường O2

O2 được vận chuyển theo hai cách: hòa tan trong huyết tương và gắn với hemoglobin. Sự bão hòa O2 của Hb phụ thuộc vào pO2, pCO2, pH, BPG, nhiệt độ. CO2 được vận chuyển theo ba cách: hòa tan trong huyết tương, gắn với Hb, dạng HCO3¯. Hiện tượng gắn O2 với Hb làm tăng tốc độ phân ly CO2 (hiệu ứng Haldane). Tăng vận chuyển CO2 vào hồng cầu, tăng tạo ion H+ làm giảm ái lực của Hb với O2 tăng tốc độ nhường O2 cho mô gọi là hiệu ứng Bohr.

Resourse: SINH LÝ HỌC