Transport dan Pengiriman Oksigen

Transport dan pengiriman oksigen menjelaskan bagaimana oksigen, setelah dimuat di paru-paru, dibawa dalam darah dan disalurkan ke jaringan. Karena oksigen sukar larut dalam plasma, hampir seluruhnya dibawa terikat pada hemoglobin, dan jumlah yang dikirimkan bergantung pada hasil kali kandungan oksigen darah dan aliran darah.

Definition

Transport oksigen adalah pengangkutan oksigen dalam darah, sebagian besar terikat pada hemoglobin dengan sebagian kecil terlarut; pengiriman oksigen adalah laju oksigen mencapai jaringan, sama dengan kandungan oksigen arteri dikalikan dengan aliran darah.

Scope

Topik ini mencakup fraksi oksigen darah yang terlarut dan terikat hemoglobin, kurva disosiasi oksihemoglobin sigmoid dan faktor-faktor yang menggesernya, perhitungan kandungan oksigen dan pengiriman oksigen, serta logika dasar pendeteksian oksigen. Ini adalah fisiologi referensi dan tidak memberikan panduan dosis atau pengobatan.

Core questions

• Dalam bentuk apa oksigen dibawa dalam darah, dan dalam proporsi berapa?
• Mengapa kurva disosiasi oksihemoglobin berbentuk sigmoid, dan apa yang menyebabkannya bergeser?
• Bagaimana pengiriman oksigen terkait dengan kandungan oksigen dan curah jantung?
• Bagaimana sel dan tubuh mendeteksi dan merespons oksigen rendah?

Key concepts

• Oksigen terlarut versus oksigen terikat hemoglobin
• Kurva disosiasi oksihemoglobin
• P50 dan pergeseran kurva (pH, CO2, suhu, 2,3-BPG)
• Efek Bohr
• Kandungan oksigen arteri (CaO2)
• Pengiriman oksigen (DO2 = CaO2 x curah jantung)

Key theories

Pengikatan oksigen kooperatif

Hemoglobin mengikat oksigen secara kooperatif, memberikan bentuk sigmoid pada kurva disosiasi sehingga oksigen dimuat secara efisien pada tekanan paru-paru yang tinggi dan dilepaskan dengan mudah pada tekanan jaringan yang lebih rendah; perilaku ini adalah dasar kuantitatif perhitungan kandungan oksigen.

Pendeteksian oksigen dan sinyal HIF

Sel mendeteksi oksigen melalui faktor-faktor yang diinduksi hipoksia yang stabilitasnya bergantung pada hidroksilasi yang bergantung pada oksigen, menghubungkan ketersediaan oksigen dengan respons adaptif seperti eritropoiesis dan angiogenesis.

Mechanisms

Hanya sejumlah kecil oksigen yang larut dalam plasma; sebagian besar berikatan secara reversibel dengan hemoglobin, empat subunit di antaranya mengikat oksigen secara kooperatif untuk menghasilkan kurva disosiasi sigmoid. Posisi kurva, yang diringkas oleh P50, bergeser ke kanan (mendukung pelepasan) dengan karbon dioksida yang lebih tinggi, pH yang lebih rendah, suhu yang lebih tinggi, dan 2,3-bisfosfogliserat yang lebih tinggi, dan ke kiri dalam kondisi sebaliknya; efek karbon dioksida dan pH adalah efek Bohr. Kandungan oksigen arteri terutama ditentukan oleh konsentrasi hemoglobin dan saturasinya ditambah istilah terlarut yang kecil, dan pengiriman oksigen ke jaringan adalah kandungan tersebut dikalikan dengan aliran darah. Pada tingkat seluler, hidroksilasi yang bergantung pada oksigen mengatur faktor-faktor yang diinduksi hipoksia yang menyesuaikan respons jangka panjang terhadap ketersediaan oksigen.

Clinical relevance

Pemahaman bahwa pengiriman bergantung pada hemoglobin, saturasi, dan aliran — bukan hanya pada tekanan parsial — mendasari interpretasi oksigenasi dan anemia serta alasan untuk mengukur kandungan oksigen. Entri ini adalah fisiologi referensi dan bukan dasar untuk keputusan pengobatan individu atau peresepan oksigen.

Evidence & guidelines

Fisiologi transport adalah materi buku teks yang mapan dengan deskripsi kuantitatif kurva disosiasi yang telah lama ada; komponen pendeteksian oksigen mencerminkan tinjauan sejawat tentang sinyal hipoksia. Topik ini adalah fisiologi deskriptif daripada praktik yang diatur oleh pedoman.

History

Pengikatan oksigen secara kooperatif dan sigmoid pada hemoglobin serta pengaruh karbon dioksida dan keasaman (efek Bohr) dikarakterisasi pada awal abad kedua puluh, dan deskripsi kuantitatif kurva yang mudah diikuti kemudian. Dasar molekuler pendeteksian oksigen melalui faktor-faktor yang diinduksi hipoksia dijelaskan sekitar pergantian abad kedua puluh satu.

Key figures

• Christian Bohr
• John B. West
• John Severinghaus
• Gregg Semenza

Seminal works

• semenza-2011
• severinghaus-1979

Frequently asked questions

Mengapa sebagian besar oksigen bergerak terikat pada hemoglobin daripada terlarut dalam plasma?

Oksigen hanya sedikit larut dalam plasma, sehingga jumlah yang terlarut terlalu kecil untuk memenuhi kebutuhan jaringan; pengikatan pada hemoglobin melipatgandakan kapasitas pembawa oksigen darah berkali-kali lipat.

Apa itu efek Bohr?

Ini adalah pergeseran kurva disosiasi oksihemoglobin ke kanan yang disebabkan oleh karbon dioksida yang lebih tinggi dan pH yang lebih rendah, yang mendorong pelepasan oksigen di jaringan yang aktif secara metabolik di mana kondisi tersebut berlaku.