Транспорт кисню

З Транспорт кисню являє собою фізіологічний процес в організмі, при якому кисень транспортується з альвеол до всіх клітин організму. Це включає складні фізичні та хімічні процеси, тісно пов'язані один з одним. Якщо ці процеси порушені, організм може бути недостатньо забезпечений киснем.

Що таке транспорт кисню?

Для вироблення енергії в організмі окислюються вуглеводи, жири та білки. Це окислення також відоме як горіння і вимагає кисню як партнера реакції. Однак окислення повинні відбуватися у всіх клітинах організму для того, щоб генерувати енергію, тому виникає необхідність транспортувати кисень у повітрі, необхідний для цього, з легеневих альвеол рівномірно до всіх ділянок тіла. Це можна зробити лише за допомогою транспорту кисню.

Транспорт кисню залежить від певних фізичних та хімічних факторів, що впливають на зміни. Можливі два види транспорту. Більша частина кисню оборотно зв’язується з атомом заліза в гемоглобіні за допомогою складного зв’язку. У меншій мірі кисень також може розчинятися безпосередньо в плазмі крові.

Кисень дифундує від легеневих альвеол (альвеол) до плазми крові. Чим вище парціальний тиск в альвеолах, тим більше кисню потрапляє в кров. Кров, збагачена киснем, спочатку надходить у лівий шлуночок серця і звідти транспортується у вигляді артеріальної крові через артерії до органів-мішеней та клітин-мішеней.

І оборотно пов'язаний з гемоглобіном, і кисень, вільно розчинений у плазмі крові, вивільняються туди і досягають окремих клітин. Тут створюється вуглекислий газ продукту згоряння, який разом з невикористаним киснем через венозний кровотік повертається в легеневу артерію. У легенях виділяється і видихається вуглекислий газ, і в той же час новий кисень всмоктується в кров через альвеоли.

Функція та завдання

Найважливіша функція транспорту кисню - рівномірний розподіл вдихуваного кисню по всіх клітинах організму. Це є найбільшою проблемою транспорту кисню.

У клітинах організму енергоносії вуглеводи, жири та білки окислюються з виділенням енергії. Енергія підтримує всі життєві процеси. Якби припинити постачання кисню, уражені клітини загинуть. Коли більша потреба в кисні, наприклад, під час фізичної роботи, потрібно транспортувати більше кисню, ніж під час фаз спокою.

У такому випадку необхідно, щоб різниця концентрації кисню між легеневими альвеолами та плазмою крові повинна бути вищою, ніж тоді, коли попит нижчий. Дихання та частота серцевих скорочень відповідно збільшуються. Парціальний тиск кисню збільшується. Таким чином розчиняється більше кисню в плазмі крові або зв’язується в гемоглобіні.

Гемоглобін утворює складні сполуки із залізом, які після поглинання першої молекули кисню можуть також зв’язувати ще більше молекул кисню. Основною одиницею гемоглобіну, гема, є залізний (II) комплекс з чотирма молекулами глобіну, атом заліза гема може зв'язувати до чотирьох молекул кисню. Коли перша молекула кисню пов'язана, конформація гема змінюється таким чином, що подальше поглинання кисню стає ще простішим. Колір гемоглобіну змінюється від темного до світло-червоного.

Навантаження гемоглобіну залежить від декількох фізичних та хімічних факторів, які тісно пов'язані. Є кооперативний ефект, який проявляється у підвищенні спорідненості кисню до гемоглобіну з його більш високим навантаженням.

Однак низьке значення рН з високим парціальним тиском вуглекислого газу сприяє повному вивільненню кисню з гемоглобіну. Це ж стосується, якщо температура підвищується. Зміни цих фізичних умов відбуваються в рамках різних станів активності організму, завдяки чому надходження кисню в організм оптимально координується з нормально функціонуючим транспортом кисню.

Ви можете знайти свої ліки тут

Хвороби та недуги

Якщо організм більше не забезпечений оптимально киснем, це може призвести до функціональних обмежень і збоїв уражених органів. Кисень не може зберігатися в організмі. Тому транспортування активного кисню необхідно постійно підтримувати протягом усіх життєвих процесів. Однак якщо подача кисню припиняється лише на кілька хвилин, часто є наслідком незворотного пошкодження органів або навіть недостатності органів.

Оптимально функціонуючий кровообіг є необхідною умовою для безперебійного транспортування кисню. Порушення системи кровообігу через артеріосклеротичні зміни судин, згустки крові або закупорки можуть значно погіршити подачу кисню в організм.

Якщо судини звужені, то артеріальний тиск підвищується, щоб продовжувати постачати органи киснем. У разі інфаркту, інсульту або легеневої емболії кровопостачання і, таким чином, постачання кисню можуть бути повністю заблоковані.

Іншими причинами недостатнього надходження в організм кисню є різні захворювання серця, які пов’язані зі зниженням насосної здатності. До них належать загальна серцева недостатність, серцева аритмія або запальні захворювання серця. Зрештою, це означає, що недостатньо крові може потрапити до відповідних органів-мішеней.

Однак недостатнє надходження в організм кисню також може бути наслідком захворювань крові або певних видів отруєнь. Наприклад, молекула оксиду вуглецю конкурує з молекулою кисню за місцями зв'язування в гемоглобіні завдяки подібній молекулярній структурі. Отже, отруєння чадним газом - це не що інше, як недостатнє надходження кисню, що може призвести до смерті від задухи.

Крім того, існують різні генетичні захворювання крові, які впливають на структуру гемоглобіну і викликають хронічну недостатність кисню. Серпкоклітинна анемія тут може бути згадана як приклад. Інші форми анемії (анемія) також призводять до постійної нестачі кисню.