Transport tlenu przez krew

W spoczynku komórki naszego organizmu zużywają około 300 litrów tlenu dziennie, czyli 250 ml na minutę. Podczas ćwiczeń lub pracy zapotrzebowanie na niego może wzrosnąć 10-15 razy. Gdyby tlen przenoszony przez krew do tkanek został po prostu rozpuszczony w osoczu, krew musiałaby krążyć po organizmie, nawet w stanie spoczynku, z szybkością 180 litrów na minutę, aby dostarczyć wystarczającą ilość tego gazu do komórek, ponieważ tlen nie jest szczególnie rozpuszczalny w osoczu.

Tak naprawdę, gdy człowiek odpoczywa, krew krąży z szybkością około 5 litrów na minutę i przenosi cały tlen potrzebny komórkom. Różnica między 180 a 5 litrami na minutę wynika z funkcji hemoglobiny. Hemoglobina to pigment czerwonych krwinek, który przenosi prawie cały tlen i większość dwutlenku węgla.

Krew w równowadze z powietrzem pęcherzykowym może zawierać w roztworze tylko 0,25 ml tlenu i 2,7 dl dwutlenku węgla na 100 ml, ale dzięki hemoglobinie 100 ml krwi może przenieść około 20 ml tlenu i 50-60 ml dwutlenku węgla. Około 2% tlenu we krwi rozpuszcza się w osoczu, reszta łączy się z hemoglobiną. Gdy tlen dostanie się do krwi naczyń włosowatych płuc, dyfunduje z osocza do czerwonych krwinek i łączy się z hemoglobiną — jedna cząsteczka tlenu łączy się z jedną cząsteczką hemoglobiny, tworząc cząsteczkę oksyhemoglobiny.

Hemoglobina + O2 → Oksyhemoglobina

Strzałki wskazują, że reakcja ta jest odwracalna, tj. może iść w dowolnym kierunku, w zależności od warunków. Hemoglobina oczywiście nie przyniosłaby organizmowi żadnych korzyści, gdyby tylko mogła przyjąć tlen, ale nie oddałaby go tam, gdzie jest potrzebny.

W płucach reakcja przebiega od lewej do prawej z utworzeniem oksyhemoglobiny, a w tkankach - od prawej do lewej z uwolnieniem tlenu. Różne kolory krwi tętniczej i żylnej wynikają z faktu, że oksyhemoglobina jest jaskrawoczerwona, a hemoglobina fioletowa. Połączenie tlenu z hemoglobiną i rozkład oksyhemoglobiny regulowane są przez dwa czynniki: przede wszystkim ilość obecnego tlenu i, w mniejszym stopniu, ilość dwutlenku węgla.

W płucach stężenie tlenu jest stosunkowo wysokie i powstaje tam oksyhemoglobina. Po opuszczeniu płuc krew przechodzi przez serce i tętnice, gdzie stężenie tlenu pozostaje prawie niezmienione, do tkanek ubogich w tlen. Tutaj oksyhemoglobina ulega rozkładowi, uwalniając tlen, który dyfunduje do komórek tkanek.

Zatem, dzięki zdolności hemoglobiny do przyłączania i uwalniania tlenu, krew skutecznie przenosi go z płuc do tkanek i dostarcza komórkom tlenu niezbędnego do oddychania.