Sự vận chuyển khí của máu

Sự vận chuyển oxy và cacbonic của máu

1. Sự vận chuyển Oxy

      Oxy được vận chuyển theo máu dưới hai dạng: dạng hoà tan (tự do)  và dạng kết hợp.

* Dạng hoà tan: Khả năng hoà tan của O₂ trong máu rất thấp và phụ thuộc vào áp suất riêng phần của nó. Nếu ở máu động mạch Po₂ là 104mmHg thì lượng O₂ hoà tan là 0,3ml/100ml máu. Khi Po₂  ở tĩnh mạch còn lại 40mmHg thì chỉ có 0,12ml/100ml máu. Như vậy cứ 100ml máu vận chuyển đến mô chỉ còn 0,3ml – 0,12ml = 0,18ml O₂, chỉ chiếm 2 – 3% lượng O₂ đưa đến mô, trong lúc đó dưới dạng kết hợp với Hb đã cung cấp cho mô 5ml/100ml máu, chiếm 97 – 98%. Khả năng của O₂ có thể hoà tan  ở mức 29ml/100ml máu khi Po₂  đạt 3000mmHg, nhưng khi đó sẽ gây hiện tượng co giật gây phù phổi nặng (gọi là trúng độc O₂). Do vậy khi truyền oxy, cần chú ý để duy trì Po₂ ở mức 1000mmHg.   

* Dạng kết hợp: Quá trình vận chuyển này là kết quả một loạt phản ứng thuận nghịch giữa oxy và hemoglobin (Hb). Sự kết hợp giữa oxy và Hb tỷ lệ thuận với áp suất riêng phần của O₂. Khi Po₂  tăng lên 100mmHg (ở phổi) thì tỉ lệ HbO₂ tạo ra đạt đến 97% ở mức bảo hoà, cho nên ở phổi gần như toàn bộ Hb kết hợp với oxy. Ở mô Po₂ giảm còn 40mmHg, phản ứng phân ly theo chiều nghịch xảy ra, O₂ được giải phóng để cung cấp cho tế bào. Sự kết hợp giữa Hb và O₂ còn phụ thuộc vào pH và nhiệt độ của máu, khi pH nghiêng về kiềm sự kết hợp tăng còn khi nhiệt độ tăng sự kết hợp đó bị giảm.

Phân tử Hb gồm 4 chuỗi polypeptide, 2 chuỗi α và 2 chuỗi β. Mỗi chuỗi chứa một nhóm sắc tố đặc biệt là nhóm hem. Mỗi nhân hem có chứa 1 nguyên tử sắt 2 (Fe++) ở trung tâm. Mỗi nguyên tử Fe kết hợp với 1 phân tử O₂, nghĩa là 1 phân tử Hb kết hợp thuận  nghịch được 4 phân tử oxy.

Phản ứng giữa Hb với oxy thường được viết tổng quát như sau:

    Hb    +     O₂  <-->   HbO₂ 

Thực chất là phản ứng Hb kết hợp với 4 phân tử O₂ như sau:

  Hb₄   + 4 O₂   <-->    Hb₄O₈ 

Oxy khi liên kết với nguyên tử sắt  được gắn một cách lỏng lẻo  để tạo thành hợp chất oxyhemoglobin. Mỗi gam Hb có khả năng gắn  tối đa là 1,34ml O₂, mà trong 100ml máu có khoảng 15g Hb, do đó thể tích O₂ ở dạng liên kết là:

   1,34ml  × 15  =  20 ml O2 /100ml máu

Như vậy khi áp suất riêng phần của oxy  ở mức 100mmHg (ở phổi), số lượng O₂ kết hợp với Hb là 20ml,còn khi áp suất riêng phần của O₂ là 40mmHg (ở mô), số lượng O₂ kết hợp là 15ml. Nghĩa là lượng O₂ được giải phóng từ 100ml máu khi đến mô là 5ml ( 20 – 15 = 5ml).

Trong trường hợp khi hoạt động mạnh cơ thể cần nhiều oxy nên Po₂ ở mô giảm còn 15mmHg, vì vậy mà lượng O₂ kết hợp với Hb là khoảng 5ml, và như vậy 100ml máu động mạch cung cấp cho mô lượng O₂ tăng gấp 3 lần (20 – 5 = 15ml O₂). Mặc dù sự phân ly hợp chất HbO₂ tăng lên do áp suất riêng phần của O₂ giảm nhưng O₂ vẫn không đủ cho cơ thể, khi hoạt động mạnh và kéo dài nhu cầu O₂ của cơ thể tăng lên 15 lần. Trong trường hợp này nhờ lưu lượng tim tăng lên 5 lần nên nhu cầu  O₂ cơ thể vẫn được đảm bảo (3 × 5 = 15 lần).

2. Sự vận chuyển  cacbonic

        CO2 được vận chuyển trong máu cũng dưới hai dạng: dạng hoà tan và dạng kết hợp.

*  Dạng hoà tan

  Ở mô, khí CO2  được sinh ra trong quá trình trao  đổi chất một phần  đã khuếch tán vào máu dưới dạng hoà tan, chiếm khoảng 4% toàn bộ khí CO₂ về phổi.

*  Dạng kết hợp

Trong máu CO2 có những dạng kết hợp sau:

- CO₂ kết hợp với H₂O của huyết tương tạo H₂CO₃ và acid này lại phân ly ngay cho H⁺ và HCO₃^-. Dạng vận chuyển CO₂ dưới dạng ion bicacbonat này không nhiều, trong 100ml máu chỉ có khoảng 0,1 – 0,2mlCO₂ được vận chuyển, chiếm khoảng 3 – 4%.

- CO₂ kết hợp với H₂O trong hồng cầu, phản ứng xảy ra giống như ở huyết tương, có  điều lượng CO₂  được vận chuyển dưới dạng ion bicacbonát chiếm đến 70% tổng số CO₂, tức là khoảng 3ml trong 100ml máu. Phản ứng kết hợp giữa CO₂ với H₂O trong hồng cầu nhờ một enzyme carbonicanhydrase của hồng cầu xúc tác.

Lượng HCO₃^- trong hồng cầu tăng sẽ thấm huyết tương để vận chuyển về phổi và lúc đó sẽ có một lượng Cl^- (do NaCl phân ly) đi vào hồng cầu để lập lại cân bằng điện tích cho hồng cầu. Còn lượng H⁺ sẽ kết hợp với Hb của hồng cầu tạo một acid yếu – acid hemoglobinic (HHb). Acid này là hệ đệm quan trọng của  máu để điều hoà độ pH cho máu.

- CO₂ kết hợp trực tiếp với Hb tạo ra carbohemoglobin (HbCO₂). Đây cũng là phản ứng thuận nghịch. Phản ứng xảy ra cũng phụ thuộc vào áp suất riêng phần của CO₂. Sự kết hợp xảy ra ở máu mao mạch của mô và phân ly ở mao mạch phổi.

Hb     +    CO₂    <-->   HbCO₂

Tổng số khí CO₂ vận chuyển theo dạng này chiếm khoảng 23%, tức là khoảng 1,5mlCO₂ trong 100ml máu. Ngoài ra còn một lượng nhỏ CO₂ được vận chuyển dưới dạng kết hợp với protein của huyết tương.

Theo GTSLĐV&Người

DOWNLOAD: