Transport kiseonika i disocijaciona kriva

Kiseonik se prenosi kao rastvoreni gas i kao molekul vezan za hemoglobin. Rastvoreni dio određuje parcijalni pritisak, dok vezani dio čini najveći dio nosivosti krvi. Ovo razdvajanje objašnjava zašto uredan arterijski pritisak kiseonika ne garantuje dovoljnu dostavu tkivima: potrebni su i hemoglobin, odgovarajuća zasićenost i protok krvi.

Pritisak, zasićenost i sadržaj

PaO2 opisuje pritisak rastvorenog kiseonika u arterijskoj krvi. SaO2 je udio dostupnih veznih mjesta hemoglobina zauzetih kiseonikom. CaO2 označava ukupnu količinu kiseonika u određenom volumenu krvi. Jedinice se razlikuju jer ove veličine odgovaraju različitim pitanjima: koliki je gradijent, koliko su mjesta popunjena i koliko kiseonika krv nosi.

Vezivanje je reverzibilno. U plućima visok parcijalni pritisak podstiče punjenje hemoglobina, a u tkivima niži pritisak podstiče otpuštanje. Hemoglobin tako povećava prenos bez potrebe da ogromna količina gasa ostane slobodno rastvorena. Rastvoreni kiseonik i dalje ima presudnu ulogu jer je njegov pritisak veza između hemoglobina i okolnih ćelija.

Promjena hemoglobina mijenja sadržaj i kada se pritisak i zasićenost ne promijene. Za kvalitativno poređenje može se koristiti odnos sadržaja vezanog kiseonika prema proizvodu koncentracije hemoglobina i frakcione zasićenosti. Tačan obračun zahtijeva poznat kapacitet vezivanja i koeficijent rastvorljivosti, sa jedinicama usklađenim prema korištenoj laboratorijskoj konvenciji.

Zašto je kriva sigmoidna

Hemoglobin sadrži više podjedinica koje međusobno utiču na afinitet. Vezivanje jednog molekula kiseonika olakšava vezivanje narednih, a otpuštanje olakšava dalje otpuštanje. Zbog te kooperativnosti zasićenost ne raste linearno sa pritiskom.

Plato krive omogućava relativno očuvano punjenje pri umjerenim promjenama visokog plućnog pritiska kiseonika. Strmi dio omogućava značajno otpuštanje kada tkivni pritisak padne. Plato ne znači da je sadržaj nezavisan od hemoglobina; govori samo o odnosu zasićenosti i parcijalnog pritiska pri datim uslovima.

P50 je parcijalni pritisak pri kojem je hemoglobin napola zasićen. Veći P50 znači manji afinitet i desni pomak krive. Manji P50 označava veći afinitet i lijevi pomak. P50 ima smisla samo uz navedene uslove temperature, pH i vrste hemoglobina, jer oni mijenjaju ponašanje vezivanja.

Regulacija afiniteta u tkivima

Porast temperature, CO2 i koncentracije vodoničnih jona olakšava otpuštanje kiseonika. Aktivno tkivo stvara upravo ove promjene, pa se prenos usklađuje sa lokalnom potrošnjom. Uticaj CO2 i H+ na afinitet za kiseonik naziva se Bohrov efekat. U plućima uklanjanje CO2 i promjena lokalnog okruženja olakšavaju ponovno vezivanje.

Eritrocitni 2,3-bisfosfoglicerat stabilizuje oblik hemoglobina sa manjim afinitetom. Promjene njegove koncentracije djeluju sporije od trenutne promjene pH ili temperature. Fetalni hemoglobin slabije vezuje ovaj regulator i ima veći afinitet za kiseonik, što doprinosi prenosu preko posteljice. Veći afinitet, međutim, istovremeno otežava otpuštanje pri istom tkivnom pritisku: korist zavisi od mjesta u kojem se krv nalazi.

Dostava i ekstrakcija

Dostava je proizvod protoka i arterijskog sadržaja. Tkivo preuzima dio dostavljenog kiseonika, pa se venski sadržaj smanjuje. Razlika arterijskog i venskog sadržaja pokazuje koliko je iz određene količine krvi izdvojeno.

Povećana potrošnja može se zadovoljiti većim protokom, većom ekstrakcijom ili njihovom kombinacijom. Ako protok opadne, tkivo može privremeno povećati ekstrakciju, ali ova rezerva ima granicu. Konačno snabdijevanje zavisi i od difuzije iz kapilare do ćelije, pa velika ukupna dostava ne garantuje jednaku dostupnost u svim dijelovima organa.

Venska krv i dalje sadrži kiseonik koji nije izdvojen tokom jednog prolaska. To predstavlja rezervu, ali se njena dostupnost mijenja sa protokom i lokalnim gradijentom. Venski sadržaj zato nosi informaciju o ravnoteži dostave i potrošnje, a ne samo o plućnom punjenju.

Zapamti

PaO2 pokreće razmjenu, SaO2 opisuje popunjenost, a CaO2 nosivost. Desni pomak pomaže otpuštanju, lijevi vezivanju. Dostava tkivu zahtijeva i sadržaj i protok, uz očuvanu mogućnost ćelijskog preuzimanja.