Oksigen darah

Pentingnya hemoglobin

Oksigen diangkut dalam darah melalui dua mekanisme berbeda: pelarutannya dalam plasma dan hubungannya dengan hemoglobin yang terkandung dalam sel darah merah atau eritrosit.

Karena oksigen jarang larut dalam larutan air, kelangsungan hidup organisme manusia berada di bawah jumlah hemoglobin yang memadai. Faktanya, pada individu yang sehat, lebih dari 98% oksigen yang hadir dalam volume darah tertentu terikat dengan hemoglobin dan ditransformasikan oleh eritrosit.

Hubungan antara hemoglobin dan oksigen

Pengikatan oksigen ke hemoglobin bersifat reversibel dan tergantung pada tekanan parsial gas ini (PO ₂ ): dalam kapiler paru, di mana PO ₂ plasma meningkat karena difusi oksigen dari alveoli, hemoglobin berikatan dengan oksigen ; di pinggiran kota, di mana oksigen digunakan dalam metabolisme seluler dan PO ₂ plasma turun, hemoglobin mentransfer oksigen ke jaringan.

Tapi apa itu PO ₂ ?

Tekanan Oksigen Parsial

Tekanan parsial dari gas seperti oksigen, dalam ruang terbatas (paru-paru) yang mengandung campuran gas (udara atmosfer), didefinisikan sebagai tekanan yang akan dimiliki gas ini jika menempati ruang yang dipertimbangkan sendirian.

Untuk menyederhanakan konsep, kita bayangkan tekanan parsial sebagai kuantitas oksigen: semakin tinggi tekanan parsial oksigen, semakin besar konsentrasinya. Ini adalah aspek yang sangat penting jika kita menganggap bahwa gas cenderung menyebar dari titik konsentrasi lebih besar (tekanan parsial lebih tinggi) ke titik dengan konsentrasi lebih rendah (tekanan parsial lebih rendah).

Hukum ini mengatur pertukaran gas di tingkat paru-paru dan jaringan.

Faktanya, pada tingkat paru-paru, di mana udara alveoli berada dalam kontak dekat dengan dinding kapiler darah yang sangat tipis, molekul oksigen masuk ke dalam darah karena tekanan parsial oksigen di udara alveolar lebih tinggi daripada PO ₂ darah.

Data di tangan, PO ₂ dari darah vena yang mencapai pomone dalam kondisi istirahat kira-kira sama dengan 40mmHg, sedangkan pada permukaan laut PO ₂ alveolar sama dengan sekitar 100 mmHg; akibatnya oksigen berdifusi sesuai dengan gradien konsentrasi (tekanan parsial) dari alveoli menuju kapiler. Secara konseptual, bagian ini akan berhenti ketika PO ₂ dalam darah arteri meninggalkan paru-paru akan sama dengan yang atmosfer di alveoli (100 mmHg).

Ketika darah arteri mencapai kapiler jaringan, gradien konsentrasi terbalik. Faktanya, dalam sel istirahat, PO ₂ intraseluler rata-rata 40mmHg; karena, seperti yang telah kita lihat, darah di ujung arteri kapiler memiliki PO ₂ 100 mmHg, oksigen berdifusi dari plasma ke sel. Difusi berhenti ketika darah kapiler vena mencapai tekanan oksigen parsial yang sama dari lingkungan intraseluler, yaitu 40 mmHg (dalam kondisi istirahat). Selama upaya fisik, konsentrasi oksigen di lingkungan seluler menurun dan disertai tekanan parsial gas (bahkan hingga 20 mmHg); akibatnya transfer oksigen dari plasma terjadi lebih cepat dan konsisten.

Seperti yang telah kita lihat, asupan oksigen yang cukup oleh darah yang mengalir di kapiler paru-paru sangat bergantung pada tekanan parsial udara di kantung alveolar; kita juga telah melihat bagaimana di tempat ini alveolar PO ₂ normalnya (di permukaan laut) sama dengan 100 mmHg; jika nilai ini dikurangi secara berlebihan, difusi oksigen dari udara ke darah tidak cukup dan kondisi berbahaya yang dikenal sebagai hipoksia muncul.

Hipoksia: Oksigen Darah Rendah

Tekanan parsial udara alveolar dapat turun pada ketinggian tinggi (karena tekanan atmosfer berkurang) atau ketika ventilasi paru tidak memadai (seperti yang terjadi di hadapan penyakit paru-paru, seperti bronkitis obstruktif kronis, asma, penyakit paru-paru fibrosis), edema paru dan emfisema).

Situasi yang sama terjadi ketika dinding alveoli menebal atau mengurangi luas permukaannya. Kecepatan difusi oksigen dari udara ke darah sebenarnya berbanding lurus dengan luas permukaan alveolar yang tersedia dan berbanding terbalik dengan ketebalan membran alveolar.

Emfisema, penyakit paru-paru degeneratif yang terutama disebabkan oleh asap rokok, menghancurkan alveoli yang mengurangi luas permukaan yang tersedia untuk pertukaran gas; di fibrosis paru, di sisi lain, pengendapan jaringan parut meningkatkan ketebalan membran alveolar. Dalam kedua kasus, difusi oksigen melalui dinding alveolar jauh lebih lambat dari biasanya.

Hipoksia juga dapat terjadi akibat berkurangnya konsentrasi hemoglobin dalam darah arteri. Penyakit yang menurunkan jumlah hemoglobin dalam sel darah merah atau jumlahnya secara negatif mempengaruhi kemampuan darah untuk membawa oksigen. Dalam kasus-kasus ekstrem, seperti pada subjek yang kehilangan jumlah penting darah, konsentrasi hemoglobin mungkin tidak cukup untuk memenuhi permintaan sel akan oksigen; dalam kasus ini, satu-satunya solusi untuk menyelamatkan hidup pasien adalah transfusi darah.

Kurva Disosiasi Hemoglobin

Hubungan fisik antara PO ₂ plasma dan jumlah oksigen yang terkait dengan hemoglobin telah dipelajari secara in vitro dan diwakili oleh kurva disosiasi hemoglobin yang khas.

Mengamati kurva yang ditunjukkan pada gambar dapat dilihat bahwa pada PO ₂ sama dengan 100 mmHg (nilai yang biasanya dicatat di daerah alveolar) 98% hemoglobin terikat dengan oksigen.

Perhatikan bahwa pada nilai lebih dari 100 mmHg, persentase saturasi hemoglobin tidak meningkat lebih jauh, sebagaimana dibuktikan oleh perataan kurva; untuk alasan yang sama, selama PO ₂ alveolar tetap di atas 60 mmHg, hemoglobin jenuh lebih dari 90%, oleh karena itu ia mempertahankan kapasitas yang hampir normal untuk membawa oksigen dalam darah. Untuk informasi lebih lanjut, lihat artikel tentang hemoglobin dan efek Bohr.

Semua faktor yang tercantum dalam artikel dapat dievaluasi melalui tes darah sederhana, seperti jumlah sel darah merah, dosis hemoglobin dan saturasi oksigen dalam darah (persentase hemoglobin jenuh dengan oksigen dibandingkan dengan jumlah total hemoglobin hadir dalam darah).