혈액 내 산소

헤모글로빈의 중요성

산소는 혈장에서의 용해와 적혈구 또는 적혈구에 포함된 헤모글로빈과의 결합이라는 두 가지 별개의 메커니즘을 통해 혈액에서 운반됩니다.

산소는 수용액에 거의 녹지 않기 때문에 인간 유기체의 생존은 적절한 양의 헤모글로빈의 존재에 달려 있습니다. 사실, 건강한 개인의 경우 일정량의 혈액에 존재하는 산소의 98% 이상이 헤모글로빈에 결합되어 적혈구에 의해 운반됩니다.

헤모글로빈과 산소의 연결

헤모글로빈에 대한 산소의 결합은 가역적이며 이 가스(PO2)의 분압에 의존합니다. 세포 대사에 산소가 사용되고 혈장 PO2가 떨어지는 주변부에서는 헤모글로빈이 산소를 조직으로 전달합니다.

그러나 PO2는 무엇입니까?

부분 산소 압력

기체 혼합물(대기)을 포함하는 제한된 공간(폐) 내부의 산소와 같은 기체의 부분압은 이 기체가 고려 중인 공간만 차지할 경우 가질 압력으로 정의됩니다.

개념을 단순화하기 위해 부분압을 산소의 양으로 상상해 봅시다. 산소의 부분압이 높을수록 농도가 높아집니다. 기체가 농도가 높은 지점(분압이 높음)에서 농도가 낮은 지점(분압이 낮음)으로 확산되는 경향이 있다는 점을 고려하면 이는 매우 중요한 측면입니다.

이 법칙은 폐와 조직의 가스 교환을 관장합니다.

사실, 폐포의 공기가 모세혈관의 매우 얇은 벽과 밀착되어 있는 폐 수준에서는 폐포 공기의 산소 분압이 PO2보다 높기 때문에 산소 분자가 혈액 속으로 통과합니다. 피의.

한편, 휴식 상태에서 포몬에 도달하는 정맥혈의 PO2는 약 40mmHg인 반면, 해수면에서 폐포의 PO2는 약 100mmHg입니다. 결과적으로 산소는 자체 농도 구배(분압)에 따라 폐포에서 모세혈관으로 확산됩니다. 개념적으로, 폐를 떠나는 동맥혈의 PO2가 폐포의 대기 중 산소 농도(100mmHg)와 같아지면 통과가 멈춥니다.

동맥혈이 조직 모세혈관에 도달하면 농도 구배가 역전됩니다. 사실, 휴식 중인 세포에서 세포 내 PO2는 평균 40mmHg입니다. 우리가 보았듯이 모세혈관의 동맥 끝부분의 혈액은 100mmHg의 PO2를 가지므로 산소가 혈장에서 세포로 확산되고 정맥 모세혈관이 혈액과 같은 산소 분압에 도달하면 확산이 멈춥니다. 세포 내 환경, 즉 40mmHg(휴식 상태에서) 신체 활동 중에 세포 환경의 산소 농도가 감소하고 가스 부분압(심지어 20mmHg까지); 결과적으로 플라즈마로부터의 산소 방출은 더 빠르고 일관되게 발생합니다.

우리가 보았듯이, 폐모세혈관에서 흐르는 혈액에 의한 적절한 산소 섭취는 폐포에 채워진 공기의 부분압에 엄격하게 의존합니다. 우리는 또한 여기에서 폐포 PO2가 일반적으로 (해수면에서) 100mmHg와 같은 방법을 보았습니다. 이 값이 과도하게 감소하면 공기에서 혈액으로의 산소 확산이 불충분하여 저산소증으로 알려진 위험한 상태가 발생합니다.

저산소증: 혈액 속의 작은 산소

동맥 PO2의 정상 값 나이(년) mmHg 20-29 94 (84-104) 30-39 91 (81-101) 40-49 88 (78-98) 50-59 84 (74-94) 60-69 81 (71-91)

폐포 공기의 부분압은 높은 고도(대기압이 감소하기 때문에) 또는 폐 환기가 불충분할 때(만성 폐쇄성 기관지염, 천식, 섬유성 폐 질환, 폐부종과 같은 폐 질환이 있는 경우와 같이) 떨어질 수 있습니다. 및 폐기종).

폐포의 벽이 두꺼워지거나 표면적이 줄어들 때도 같은 상황이 발생합니다.공기에서 혈액으로의 산소 확산 속도는 실제로 사용 가능한 폐포 표면의 면적에 정비례합니다. 폐포막의 두께에 반비례합니다.

주로 담배 연기로 인한 퇴행성 폐 질환인 폐기종은 폐포를 파괴하여 가스 교환에 사용할 수 있는 표면적을 줄입니다. 반면에 폐 섬유증에서는 흉터 조직의 침착이 폐포막의 두께를 증가시킵니다. 두 경우 모두, 폐포벽을 통한 산소의 확산은 정상보다 훨씬 느립니다.

저산소증은 또한 동맥혈의 헤모글로빈 농도 감소로 인해 발생할 수 있습니다. 적혈구의 헤모글로빈 양 또는 그 수를 감소시키는 질병은 혈액이 산소를 운반하는 능력에 부정적인 영향을 미칩니다. 상당한 양의 혈액을 잃은 피험자와 같은 극단적인 경우에는 헤모글로빈 농도가 세포의 산소 요구량을 충족시키기에 불충분할 수 있습니다. 이 경우 환자의 생명을 구할 수 있는 유일한 해결책은 수혈입니다.

헤모글로빈 해리 곡선

혈장 PO2와 헤모글로빈에 연결된 산소량 사이의 물리적 관계는 시험관 내에서 연구되었으며 다음과 같은 특성으로 표현됩니다. 헤모글로빈 해리 곡선.

그림에 표시된 곡선을 관찰하면 100mmHg(일반적으로 폐포 영역에 기록되는 값)와 동일한 PO2에서 헤모글로빈의 98%가 산소와 결합되어 있음을 알 수 있습니다.

100mmHg보다 높은 값에서는 곡선의 평탄화에서 알 수 있듯이 헤모글로빈 포화 비율이 더 이상 증가하지 않습니다. 같은 이유로 폐포의 PO2가 60mmHg 이상으로 유지되는 한 헤모글로빈은 90% 이상 포화되어 혈액 내 산소를 운반하는 거의 정상적인 능력을 유지합니다. 자세한 내용은 헤모글로빈 및 보어 효과에 관한 기사를 참조하십시오.