Θεματολόγιο Πνευμονολογίας

Εικόνα 1. το σιγμοειδές σχήμα της καμπύλης κορεσμού της αιμοσφαιρίνης. Το Ο₂ μεταφέρεται στο αίμα υπό δύο μορφές: το πλείστον (98-99%) συνδεδεμένο με την αιμοσφαιρίνη, ενώ μια πολύ μικρή ποσότητα (1-2%) μεταφέρεται φυσικώς διαλυμένο στο πλάσμα. Γενικά το Ο₂, συγκριτικά με το CO₂, είναι σχετικά αδιάλυτο στο πλάσμα.

Κάθε gram αιμοσφαιρίνης μπορεί να συνδέσει (και να μεταφέρει) 1.31 ml Ο₂ έαν είναι πλήρως κορεσμένη.

Το ποσόν του Ο₂ που διαλύεται στο πλάσμα δίδεται από την εξίσωση:

δΟ₂=a  Χ PO₂

όπου a=συντελεστής διαλυτότητας του αίματος (όχι του πλάσματος). Εξαρτάται από τη θερμοκρασία και την ολική πίεση που ασκείται στην επιφάνεια του διαλυτικού μέσου και ισούται με 0.003 ml Ο₂ /100 ml αίματος/mmHg. Εάν δηλαδή η P_aO₂ σ’ ένα τριχοειδές αγγείο είναι 100 mmHg, το μέγιστο ποσό O₂ που μπορεί να διαλυθεί στο πλάσμα είναι 0.003x100 = 0.3 ml O₂ / 100 ml πλάσματος (0.3 vol % O₂). Υπό φυσιολογική P_aO₂ και αναπνοή ατμοσφαιρικού αέρα (F_iO₂ = 0.2093) στο αίμα διαλύονται 0.25 ml / 100 ml ή 1 % του συνολικά μεταφερόμενου Ο₂. Έτσι, η μέγιστη ποσότητα του διαλυμένου στο πλάσμα O₂ που μπορεί να διατεθεί ανά λεπτό στους ιστούς είναι 15 ml, προς σύγκριση με τα 250 ml O₂ / min που απαιτούνται για το μεταβολισμό, προκειμένου να παραμείνει αερόβιος.

Επί χορηγήσεως 100% O₂, το με φυσική διάλυση μεταφερόμενο με το αίμα O₂ είναι περίπου 2 ml/100 ml αίματος. Αναπνέοντας, όμως, 100% υπό πίεση 3 atm, το ποσόν του φυσικώς διαλυμένου O₂ ανέρχεται σε 6 ml/100 ml αίματος ή 300 ml O₂, ποσότητα, που είναι αρκετή για τη διατήρηση του αερόβιου μεταβολισμού. Επομένως, κάθε l αίματος με περιεκτικότητα σε αιμοσφαιρίνη 15 g.dl^-1  μπορεί να μεταφέρει περίπου 200 ml Ο₂, εάν είναι πλήρως κορεσμένη (:PO₂=100 mmHg). Υπό αυτή τη μερική πίεση, μόνο 3 ml οξυγόνου μπορεί να μεταφέρεται ως φυσικώς διαλυμένο στο πλάσμα). 

Μεταφορά όξυγόνου. Τα αέρια μεταφέρονται με το αίμα [α] ως φυσικώς διαλυμένα, [β] δεσμευμένα με πρωτεΐνες και, [γ] χημικώς μετατραπέντα. Οι μικρές ποσότητες που μεταφέρονται διαλυμένες υπολογίζονται με βάση το νόμο Henry (C=aP)   {1} . Γενικά, ισχύουν:
 

1. Η περιεκτικότητα ενός αερίου (O2, CO2, NO2) που μεταφέρεται ως φυσικώς διαλυμένο στο αίμα, είνα ανάλογη της μερικής του πιέσεως και του συντελεστή διαλυτότητας, σύμφωνα με την εξ. 1, όπου C= η συγκέντρωση(ml/100ml αίματος), a ο συντελεστής διαλυτότητας (ml/100 ml αίματος) και, P  (mmHg) η μερική πίεση του αερίου.
2. Η διαλυτότητα ενός αερίου σε υγρό, μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας. Για το αίμα, στους 37°C η διαύτότητα του Ο2 (aO2) είναι 0.003 ml/1200 ml αίματος/mmHg και του CO2 (aCO2) είνια 0.072 ml/100ml αίματος /mmHg.
3. Το ποσόν του οξυγόνου που αποθηκεύεται στο αίμα σε φυσική διάλυση υπό φυσιολογική μερική πίεση, PaO2=100 mmHg, δίνεται από την επόμενη εξίσωση:  
C_O2 = aO2 X PO2, =0.003 X 100 =0.3 ml/100 ml αίματος.
4. Το ποσόν του CO2 που αποθηκεύεται στο αίμα σε φυσική διάλυση με φυσιολογική PCΟ2 40 mmHg, δίνεται από την επόμενη εξίσωση:
C_CO2 = aCO2 X PCO2.=0.072 X 100 mmHg =2.9 ml/100ml αίματος.  
 

Για το οξυγόνο, μόνο 3 ml/l σε φυσική διάλυση υπό φυσιολογική PaO2 είναι εντελώς ανεπαρκή για την ικανοποίηση των μεταβολικών αναγκών, καθώς θα απαιτούσε τεράστια αύξηση της παροχής αίματος, χωρίς πρόσθετο τρόπο μεταφοράς, που παρέχεται με την αιμοσφαιρίνη.  Οι θέσεις δεσμεύσεως Ο2 πληρούνται με Ο2 ανάλογα με την ΡΟ2 του διαλυμένου στο πλάσμα Ο2. Το πσοσό κορεσμού Hb δείχνει τις συνολικές θέσεις δεσμεύσεως που έχουν, ήδη, καταληφθεί. Η σχέση ΡΟ2 με την δεσμεύουσα Ο2 αιμοσφαιρίνη καθορίζεται από την καμπύλη κορεσμού τη αιμοσφαιρίνης (εικ. 1). [βλ.: αιμοσφαιρίνη]