- Khi hô hấp, khí O2 và CO2 được trao đổi ở phổi và mô bào có sự tham gia vận chuyển của máu.
2.1. Trao đổi khí ở phổi
- Động tác thở chỉ là bước khởi đầu. Chuẩn bị cho quá trình hô hấp cơ bản ở tế bào. Bởi vì khí O2 lấy vào được đưa đến tế bào sử dụng và khí CO2
do mô bào thải ra qua phổi ra ngoài.
- Hay nói một cách khác về việc nhận và thải khí chỉ là hiện tượng cơ học. Việc trao đổi khí giữa Phế bào - Máu - Mô bào mới là hiện tượng cơ bản.
- Trong quá trình trao đổi khí, máu đóng vai trò trung gian giữa phổi (phế bào) và mô bào.
- Sự trao đổi khí diễn ra như sau: Máu đỏ thẫm từ tâm thất phải theo động mạch phổi lên phổi sẽ lưu thông trong các mao mạch bao quanh phế nang. Thành mao mạch và thành phế nang có tính thẩm thấu để trao đổi qua lại giữa O2 và CO2.
Sự chênh lệch về nồng độ 2 chất khí trên, giữa máu và phế nang là nguyên nhân chính gây ra sự trao đổi khí.
+ Trao đổi O2 sau khi hít vào: ở phế bào do nồng độ khí O2 lớn hơn trong máu nên O2 khếch tán từ phế bào vào máu, một phần nhỏ O2 hoà tan vào huyết tương. Phần còn lại kết hợp với Hemoglobin:
O2 + Hb HbO2 (Oxyhemoglobin).
Máu này trở thành đỏ tươi, theo tĩnh mạch phổi về tim. Từ tim theo động mạch chủ đến các mô bào.
+ Trao đổi CO2: ở máu, từ động mạch phổi CO2 được đưa lên phế bào. Do nồng độ CO2 cao hơn nên CO2 từ máu ra phế bào. CO2 từ dạng kết hợp Cacbominhemoglobin (HbNHCOOH) chuyển về dạng tự do đồng thời giải phóng Hb
HbNHCOOH CO2 + Hb
2.2. Trao đổi khí ở mô bào
Ở mô bào do quá trình trao đổi chất tiêu hao nhiều O2 nên nồng độ O2
thấp hơn trong máu. Do vậy O2 hoà tan trong huyết tương khuếch tán vào tế bào trước, còn Oxyhemoglobin phân ly ra :
HbO2 Hb + O2
Oxy này sẽ khếch tán vào sau và lượng O2 trong máu giảm. + Trao đổi khí CO2:
Ở mô bào, do quá trình trao đổi chất thải ra nhiều CO2, nên nồng độ CO2 ở đây cao hơn trong máu. Tại đây CO2 hoà vào huyết tương và kết hợp với Hemoglobin (Hb vừa được giải phóng từ quá trình phân ly HbO2):Hb + CO2 HbNHCOOH (Cacbominhemoglobin).
Máu trở thành màu đỏ thẫm theo tĩnh mạch về tĩnh mạch chủ trở về tim lên phổi. CO2 từ mô bào vào máu chia làm hai phần: CO2 hoà tan trong huyết tương(2,7%) và CO2 kết hợp với Hb thành HbNHCOOH(97,3%)
Khi xảy ra sự trao đổi khí trong máu có quá trình thay đổi huyết sắc tố: Nếu lượng CO2 tăng máu đỏ thẫm, O2 tăng máu đỏ tươi.
2.3. Vận chuyển khí trong máu
Trong quá trình hô hấp O2 và CO2 được vận chuyển từ phổi xuống mô bào nhờ quá trình tuần hoàn máu.
2.3.1. Sự kết hợp và vận chuyển O2
Do sự chênh lệch áp suất, O2 từ phổi khuếch tán vào máu và được chuyển xuống các mô bào, tổ chức dưới 2 dạng:
- O2 hoà tan trong huyết tương: chiếm 0,3% - O2 kết hợp với Hemoglobin chiếm 99,7%.
Hb + O2 HbO2 ( Oxyhemoglobin)
Khi máu kết hợp với O2 máu có màu đỏ tươi. Sự kết hợp này diễn ra ở phổi. Máu đỏ tươi ở phổi, theo tĩnh mạch phổi về tim. Từ tim theo động mạch chủ đến các tổ chức, mô bào, máu lại nhường O2 cho mô bào để tiếp nhận CO2.
2.3.2. Sự kết hợp và vận chuyển CO2
Quá trình oxy hoá ở mô bào không ngừng sản sinh CO2. CO2 thấm qua màng hồng cầu để vào hồng cầu. Trong hồng cầu, tại Hemoglobin:
CO2 với H2O dưới tác dụng của Enzym Anhydrazacacbonic thành H2CO3 sau đó phân li thành H+
+ HCO3 -
Một phần CO2 kết hợp trực tiếp với nhóm NH2 của Hb để tạo thành cacbamin và vận chuyển từ tổ chức đến phổi.
Hb + CO2 HbNHCOOH (Cacbohemoglobin).
Máu kết hợp với mô ̣t phần CO2, còn phần lớn CO 2 kết hợp gián tiếp với Hb thông qua hàng loa ̣t cá c phản ứng giữa các axit và muối . Máu có màu đỏ thẫm từ mô bào theo hệ thống tĩnh mạch trở về tâm nhĩ phải rồi theo động mạch phổi lên phổi để thở ra CO2.