Șaizeci și șase de ori: oxigenul prins de hemoglobină
La saturație completă, hemoglobina unui adult de referință poate lega 20,1 mililitri de oxigen în fiecare decilitru de sânge. Formulele clinice folosesc pentru fracțiunea dizolvată coeficienți de 0,0030–0,0031 mililitri pe decilitru și pe milimetru de mercur: 0,30–0,31 mililitri la 100 de milimetri de mercur. Raportul este 64,8–67,0, adică aproximativ 66. În cazul de referință, saturația venoasă mixtă este 75 la sută, iar aproximativ 76,4 la sută din conținutul arterial de oxigen revine la plămâni. Fără hemoglobină, chiar și ipoteza imposibil de favorabilă a extracției complete ar cere aproximativ 81–83 de litri pe minut pentru consumul de repaus.
Chimograful de disociere
Trage cursorul pe tamburul fumuriu ca să alegi presiunea parțială. Curba albă este hemoglobina adultă, calculată după Severinghaus (1979) și deplasată cu factorul Bohr. Linia de la 100 de milimetri de mercur este plămânul; linia de la 40 de milimetri de mercur este țesutul în repaus.
Cele patru buzunare se umplu odată cu saturația. Cooperarea alosterică face ca a doua și a treia molecule de oxigen să se lege mai ușor decât prima, iar curba capătă forma unei sigmoide.
De ce oxigenul dizolvat nu ajunge
Oxigenul este un gaz slab solubil în apă caldă. Formulele clinice publicate folosesc coeficienți rotunjiți de 0,0030–0,0031 mililitri pe decilitru și pe milimetru de mercur. La 100 de milimetri de mercur rezultă 0,30–0,31 mililitri dizolvați într-un decilitru. Un adult în repaus consumă circa 250 de mililitri de oxigen pe minut. Dacă inima ar transporta numai această fracțiune dizolvată, iar țesuturile ar extrage-o complet, debitul necesar ar fi 80,6–83,3 litri pe minut, aproximativ 82. Debitul normal de repaus, 5,0 litri pe minut, ar transporta numai 15–15,5 mililitri de oxigen dizolvat.
Hemoglobina repară acest deficit fără să mărească pompa. Numărul lui Hüfner, 1,34 mililitri de oxigen pe gram, înmulțit cu 15,0 grame de hemoglobină într-un decilitru, dă 20,1 mililitri legați când saturația este completă. Raportul față de 0,30–0,31 este 64,8–67,0, deci aproximativ 66 de ori. Platoul curbei ține această încărcătură aproape plină între 80 și 100 de milimetri de mercur; versantul o predă între 20 și 40, acolo unde mușchiul muncește.
Două coloane, același sânge
Stiva din stânga este oxigenul legat de fier la saturația curentă a chimografului. Stiva din dreapta este oxigenul dizolvat la aceeași presiune. Raportul se actualizează când muți cursorul, pH-ul, temperatura sau hemoglobina.
Fără coloana din stânga, chiar și extracția completă a oxigenului dizolvat ar cere un debit de cel puțin 82 de litri pe minut la un consum de 250 de mililitri. Acest minim teoretic depinde de o stare imposibilă fiziologic.
Trei sferturi se întorc
În cazul de referință, sângele care iese din plămân este saturat 97,5 la sută, iar sângele venos mixt, întors din toate organele, este saturat 75 la sută. Aceste procente descriu saturația hemoglobinei. Perechea clasică a lui Fick folosește o diferență de conținut de 5,0 mililitri pe decilitru: 5,0 litri pe minut × 50 de mililitri pe litru = 250 de mililitri pe minut.
Calculul complet, cu saturațiile 97,5 / 75 și coeficientul median 0,00305, dă o diferență de 4,7 mililitri pe decilitru. Țesuturile extrag 23,6 la sută din conținutul arterial, iar 76,4 la sută se întoarce la plămâni. Așadar, reperul SvO₂ de 75 la sută și fracția de conținut întoarsă de 76,4 la sută sunt mărimi apropiate, cu sensuri diferite.
Rezerva aceasta explică de ce te poți ridica din scaun înainte ca respirația să accelereze. Mușchiul scade PO2 local, coboară pH-ul și crește temperatura: curba se mută la dreapta, P50 urcă de la 26,8 la circa 33,4 de milimetri de mercur la pH 7,20, și aceeași hemoglobină predă mai mult fără să aștepte un plămân mai rapid.
Mioglobina fură, fătul fură
Mioglobina are un singur buzunar de fier și o hiperbolă. Lipsește a doua cooperare care produce sigmoida tetramerului. P50-ul ei stă la 2,8 milimetri de mercur, de zece ori mai la stânga decât al hemoglobinei adulte. În efort, când PO2 muscular scade, mioglobina trage oxigenul de pe tetramerul din capilar. Hemoglobina fetală are P50 în jur de 19 milimetri de mercur: la aceeași PO2 placentală, saturația fetală este mai înaltă decât a mamei, iar oxigenul trece spre copil.
| Purtător | P50 | Formă | Rol |
|---|---|---|---|
| HbA adultă | 26,8 mmHg | sigmoidă, n ≈ 2,8 | transport între 100 și 40 mmHg |
| HbF fetală | 19 mmHg | sigmoidă, mutat la stânga | ia oxigenul de la HbA a mamei |
| Mioglobină | 2,8 mmHg | hiperbolă, n = 1 | stoc muscular, fură de la HbA |
Mai mult pe fier decât în plămâni
Cu un litru arterial la 19,9 mililitri pe decilitru și patru litri venoși la 15,2 mililitri pe decilitru, sângele ține circa 807 mililitri de oxigen. Capacitatea reziduală funcțională de 2,5 litri, cu o fracțiune alveolară de 0,15, ține 375 de mililitri. Raportul este 2,2: mai mult oxigen stă legat de fier decât în aerul din plămâni. Rezerva din sânge contribuie astfel mai mult decât volumul alveolar la tolerarea unei pauze scurte de respirație.
Pornește de la masă și puls
Introdu masa și pulsul pentru un scenariu de repaus de 1 MET. Calculul fixează debitul cardiac la reperul didactic de 5,0 litri pe minut, hemoglobina la 15,0 grame pe decilitru, SaO₂ la 97,5 la sută și PaO₂ la 100 de milimetri de mercur. Masa stabilește consumul convențional de oxigen; pulsul arată volumul-bătaie pe care l-ar presupune debitul fix. Scenariul ilustrează relația lui Fick și nu estimează valorile tale fiziologice.
Notă de metodă și referințe biofizice
Cifrele 66 și 82 sunt centre rotunjite ale intervalelor date de coeficienții clinici 0,0030–0,0031: raport 64,8–67,0 și debit teoretic 80,6–83,3 L/min. Instrumentul folosește mijlocul intervalului, 0,00305. Adultul de referință are 15,0 g/dL hemoglobină, 5,0 L sânge, 5,0 L/min debit și 250 mL/min consum. Aceste mărimi didactice nu descriu o anumită persoană.
- Hüfner, G. (1894). Capacitate 1,34 mL STPD / g; teoretic 1,39 mL/g pentru masa 64.458 g/mol și patru fieruri.
- NCBI Bookshelf, Oxygen Transport și datele moderne despre transportul oxigenului dizolvat. Coeficienți clinici rotunjiți: 0,0030–0,0031 mL/dL/mmHg.
- Severinghaus, J. W. (1979). J Appl Physiol 46:599–602. S = 1 / (1 + 23.400 / (P³ + 150P)).
- Bohr, C., Hasselbalch, K. și Krogh, A. (1904). Efectul dioxidului de carbon asupra legării oxigenului; modelul folosește un coeficient Bohr de −0,48 pentru scenariul didactic.
- Hill, A. V. (1910). Coeficient n ≈ 2,8 pentru tetramerul adult.
- NCBI Bookshelf, Oxygen Transport. Capacitate practică 1,34 mL O₂/g Hb și coeficient rotunjit al oxigenului dizolvat de 0,003 mL/dL/mmHg.
- NCBI Bookshelf, Oxygen Transport in Normal and Pathological Situations. Pereche de repaus: debit 5 L/min, conținut arterial 20 mL/dL, conținut venos 15 mL/dL și consum 250 mL/min.
- NCBI MeSH, Metabolic Equivalent. Un MET este reperul convențional de aproximativ 3,5 mL O₂/kg/min; valoarea individuală variază.
- NCBI Bookshelf, Oxygen Saturation. Fick: V̇O2 = Q × (CaO2 − CvO2).
CaO2 ≈ (1,34 × [Hb] × SO2) + (0,0030–0,0031 × PO2), cu [Hb] în g/dL, SO2 exprimată ca fracție și PO2 în mmHg; rezultatul este în mL/dL. Intervalul 81–83 L/min presupune extracția completă a oxigenului dizolvat. Cum extracția reală nu poate fi totală, intervalul este o limită inferioară teoretică a debitului necesar în acest experiment mintal.
Materialul este educațional. Nu înlocuiește o consultație, o hemogramă sau un gaz din sânge.