Dizolvarea lichidelor
in sange
Presiunea partiala si difuzia gazelor in lichide
Schimbul principalelor gaze respiratorii la nivel pulmonar si tisular se face pe baza unor legi fizice, a unor mecanisme fiziologice si a unor proprietati ale membranelor alveolo-capilare si celulare. O2 si CO2 trec prin membrana alveolo-capilara prin difuzie simpla de la o concentratie mare la o concentratie mica.
Componentele majore ale aerului uscat sunt azotul (≈ 79%) si oxigenul (≈21%). Tinand seama de teoria lui Dalton intr-o combinatie de gaze presiunea fiecarui gaz in parte este determinata de procentajul volumului total pentru fiecare gaz in parte.
Cand aerul intra in contact cu apa, o parte din apa se transforma in gaz care se evapora. Compozitia aerului alveolar si a aerului expirat nu este identica cu cea a aerului atmosferic din mai multe motive. In primul rand aerul care intra in sistemul respirator in timpul inspiratiei este umed; in al doilea rand, oxigenul difuzeaza de la alveole in sange, iar CO2 difuzeaza de la capilarele alveolare in alveole; iar in al treilea rand aerul cu exceptia celui alveolar este numai in parte inlocuit cu aer atmosferic in timpul fiecarei inspiratii.
Cand gazele intra in contact cu un lichid, exista tendinta fiecarui gaz de a se dizolva in lichid. Echilibrul concentratiei gazului in lichide este determinat de presiunea partiala a gazului si de solubilitatea lichidului. Aceasta relatie este descrisa de legea lui Henry. Cand un gaz este in contact cu un lichid, volumul de gaze care va intra in solutie este proportional cu presiunea partiala a gazului. Numai o mica cantitate din gaze este alveolara.
|
Gaze |
Aer uscat |
Aer umed |
Aer alveolar |
|||
|
mmHg |
|
mmHg |
|
mmHg |
|
|
|
Azot |
|
|
|
|
|
|
|
Oxigen |
|
|
|
|
|
|
|
CO2 |
|
|
|
|
|
|
Schimburile gazoase respiratorii
La nivel pulmonar schimburile gazelor se realizeaza datorita difuziunii presiunilor partiale ale O2 si ale CO2 in cele doua medii separate de membrana alveolo-capilara: aerul alveolar si sangele din capilarele pulmonare.
In aerul alveolar presiunea O2 este mult mai mare (100 mmHg) decat in sangele venos capilar (40 mmHg), deci O2 va trece din aerul alveolar in sange pana se echilibreaza cu O2 din aerul alveolar. Sangele arterial care paraseste teritoriul pulmonar are o saturatie in O2 de numai 97,5% din cauza amestecarii cu mici cantitati de sange venos in capilarele alveolare. CO2 va urma un drum invers, trecand din sangele venos, unde se gaseste la o presiune de 47 mmHg, in aerul alveolar, unde presiunea sa partiala este de 40 mmHg.
Oxigenarea sangelui din capilarele pulmonare poarta numele de hematoza pulmonara. Desi sangele strabate foarte repede capilarele pulmonare schiburile gazoase sunt posibile deoarece suprafata de contact este extrem de mare, stratul de sange este foarte subtire si grosimea mebranei alveolo-capilare minima.
Transportul sangvin al oxigenului se face in proportie de 1% sub forma dizolvata in plasma si restul sub forma unei combinatii labile cu hemoglobina (Hb) denumita oxihemoglobina (HbO2).
Datorita fierului bivalent pe care il contine, hemoglobina se combina foarte rapid cu O2, fiecare din cei 4 atomi de fier ai griparilor hem putand fixa o molecula de oxigen. In repaus sangele arterial transporta sub forma de HbO2 97,5% din cantitatea totala de O2. Forma dizolvata, desi minima comparativ cu cea combinata cu Hb, din punct de vedere functional este cea mai importanta deoarece se afla in schimburi directe cu lichidele interstitiale si, prin acestea, cu celulele.
Transpostul sangvin al CO2 se face in mica masura (aproximativ 8%) sub forma dizolvata in plasma si in cea mai mare parte sub forma unor combinatii chimice labile (bicarbonati, carbohemoglobina). CO2 rezultat din oxidarile celulare ajunge prin difuziune in lichidul interstitial. In sange se dizolva in lichidele plasmatice si patrunde cu usurinta in eritrocite datorita difuzibilitatii sale ridicate.
La nivelul capilarelor tisulare, sangele arterial cedeaza O2 necesar activitatii celulare si se incarca cu CO2 rezultat din metabolismul celular, care difuzeaza din lichidul interstitial (60mmHg) in sangele capilar (40 mmHg).
Disocierea HbO2 depinde de mai multi factori dintre care cei mai importanti sunt: presiunea partiala a O2 si a CO2, temperatura si pH-ul. In lichidul interstitial presiunea O2 este de aproximativ 40 mmHg, iar in sangele capilar de 97 mmHg, acest gradient presional favorizand disocierea HbO2.
Capacitatea CO2 de a intensifica disocierea oxihemoglobinei in tesuturile cu activitate intensa se datoreaza generarii si acumularii locale de acid carbonic, care scade pH-ul tisular, si, consecutiv, afinitatea hemoglobinei pentru O2.
Cresterea temperaturii scade capacitatea Hb de a fixa O2, favorizand deci disocierea HbO2.
In conditii de activitate tisulara crescuta, ca urmare a actiunii convergente a acestor facotri, oxihemoglobina se disociaza mai intens, eliberand tesuturilor cantitatile de O2 necesar activitatii lor.
Schimbul de gaze la nivel tisular are loc prin difuziune, ele trecand din tesuturi in sange (si invers) prin intermediul lichidului interstitial de la o presiune mai mare la una mai mica.
Utilizarea O2 de catre celule are loc in mitocondriile acestora, in care se desfasoara procese de oxidoreducere complexe, sub atiunea enzimelor specifice, substantele organice fiind oxidate pana la CO2 si H2O, eliberand energia chimica.
BIBLIOGRAFIE
Baran Traian - "Biofizica medicala";
Ciuhat Ileana - "Antaomia si Fiziologia omului";
Dimoftache Constantin - "Biofizica medicala".
