Пренос на кислород чрез кръв

В покой клетките на тялото ни консумират около 300 литра кислород на ден, или 250 мл на минута. По време на тренировка или работа нуждата от него може да се увеличи 10-15 пъти. Ако кислородът, пренасян от кръвта към тъканите, беше просто разтворен в плазмата, кръвта би трябвало да циркулира през тялото, дори в покой, със скорост от 180 литра в минута, за да достави достатъчно от този газ на клетките, тъй като кислородът не е особено разтворим в плазмата.

Всъщност, когато човек почива, кръвта циркулира със скорост около 5 литра в минута и пренася целия кислород, необходим на клетките. Разликата между 180 и 5 литра в минута се дължи на функцията на хемоглобина. Хемоглобинът е пигментът в червените кръвни клетки, който пренася почти целия кислород и по-голямата част от въглеродния диоксид.

Кръвта в равновесие с алвеоларен въздух може да съдържа в разтвор само 0,25 ml кислород и 2,7 dl въглероден диоксид на 100 ml, но благодарение на хемоглобина 100 ml кръв може да пренесе около 20 ml кислород и 50-60 ml въглероден диоксид. Приблизително 2% от кислорода в кръвта се разтваря в плазмата, останалата част се свързва с хемоглобина. След като кислородът навлезе в кръвта на белодробните капиляри, той дифундира от плазмата в червените кръвни клетки и се комбинира с хемоглобина - една молекула кислород се комбинира с една молекула хемоглобин, за да образува молекула оксихемоглобин.

Хемоглобин + O2 → Оксихемоглобин

Стрелките показват, че тази реакция е обратима, т.е. може да върви във всяка посока в зависимост от условията. Хемоглобинът, разбира се, би донесъл малка полза на тялото, ако можеше само да приема кислород, но не би го давал там, където е необходимо.

В белите дробове реакцията протича отляво надясно с образуването на оксихемоглобин, а в тъканите - отдясно наляво с освобождаване на кислород. Различният цвят на артериалната и венозната кръв се дължи на факта, че оксихемоглобинът е яркочервен, а хемоглобинът - лилав. Комбинацията на кислорода с хемоглобина и разграждането на оксихемоглобина се регулира от два фактора: основно количеството наличен кислород и в по-малка степен количеството въглероден диоксид.

В белите дробове концентрацията на кислород е сравнително висока и там се образува оксихемоглобин. След като напусне белите дробове, кръвта преминава през сърцето и артериите, където концентрацията на кислород остава почти непроменена, до тъканите, които са бедни на кислород. Тук оксихемоглобинът се разгражда, освобождавайки кислород, който дифундира в тъканните клетки.

Така, благодарение на способността на хемоглобина да прикрепя и освобождава кислород, кръвта ефективно го пренася от белите дробове към тъканите и осигурява на клетките необходимия за дишане кислород.