نقل الأكسجين

من نقل الأكسجين يمثل عملية فسيولوجية في الكائن الحي يتم فيها نقل الأكسجين من الحويصلات الهوائية إلى جميع خلايا الجسم. تحدث عمليات فيزيائية وكيميائية معقدة ترتبط ارتباطًا وثيقًا ببعضها البعض. في حالة حدوث اضطراب في هذه العمليات ، قد يكون الجسم مزودًا بالأكسجين بشكل غير كافٍ.

ما هو نقل الأكسجين؟

تتأكسد الكربوهيدرات والدهون والبروتينات لتوليد الطاقة في الكائن الحي. تُعرف هذه الأكسدة أيضًا باسم الاحتراق وتتطلب الأكسجين كمفاعل. ومع ذلك ، يجب أن تحدث الأكسدة في جميع خلايا الجسم لتوليد الطاقة ، بحيث تكون هناك حاجة لنقل الأكسجين في الهواء اللازم لذلك من الحويصلات الرئوية بالتساوي إلى جميع مناطق الجسم. لا يمكن القيام بذلك إلا عن طريق نقل الأكسجين.

يعتمد نقل الأكسجين على متغيرات وعوامل فيزيائية وكيميائية معينة. هناك نوعان من أشكال النقل الممكنة. يرتبط معظم الأكسجين بشكل عكسي بذرة حديد في الهيموجلوبين عبر رابطة معقدة. وبدرجة أقل ، يمكن أيضًا إذابة الأكسجين مباشرة في بلازما الدم.

ينتشر الأكسجين من الحويصلات الرئوية (الحويصلات الهوائية) إلى بلازما الدم. كلما زاد الضغط الجزئي في الحويصلات الهوائية ، زاد وصول الأكسجين إلى الدم. يتدفق الدم الغني بالأكسجين أولاً إلى البطين الأيسر ومن هناك ينتقل كدم شرياني عبر الشرايين إلى الأعضاء المستهدفة والخلايا المستهدفة.

يتم إطلاق كل من المرتبط بشكل عكسي بالهيموغلوبين والأكسجين المذاب بحرية في بلازما الدم هناك ويصلان إلى الخلايا الفردية. هذا هو المكان الذي يتم فيه تكوين ثاني أكسيد الكربون الناتج عن الاحتراق ، والذي يعود ، مع الأكسجين غير المستخدم ، إلى الشريان الرئوي عبر مجرى الدم الوريدي. في الرئتين ، يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون وزفيره ، وفي نفس الوقت يتم امتصاص الأكسجين الجديد في الدم من خلال الحويصلات الهوائية.

الوظيفة والمهمة

تتمثل أهم وظيفة لنقل الأكسجين في توزيع الأكسجين المستنشق بالتساوي على جميع خلايا الجسم. هذا يمثل التحدي الأكبر لنقل الأكسجين.

في خلايا الجسم ، تتأكسد ناقلات الطاقة الكربوهيدرات والدهون والبروتينات مع إطلاق الطاقة. تحافظ الطاقة على جميع عمليات الحياة. إذا تم إيقاف تزويد الأكسجين ، فإن الخلايا المصابة تموت. عندما تكون هناك حاجة أكبر للأكسجين ، مثل أثناء العمل البدني ، يجب نقل كمية أكبر من الأكسجين مقارنة بمراحل الراحة.

في مثل هذه الحالة ، من الضروري أن يكون الفرق في تركيز الأكسجين بين الحويصلات الرئوية وبلازما الدم أعلى مما هو عليه عندما يكون الطلب أقل. يزداد معدل التنفس والقلب وفقًا لذلك. يزداد الضغط الجزئي للأكسجين. بهذه الطريقة ، يذوب المزيد من الأكسجين في بلازما الدم أو يرتبط بالهيموغلوبين.

يشكل الهيموغلوبين مركبات معقدة مع الحديد ، والتي يمكن أن تربط المزيد من جزيئات الأكسجين بعد امتصاص جزيء الأكسجين الأول. الوحدة الأساسية للهيموجلوبين ، الهيم ، هي مركب الحديد (II) مع أربعة جزيئات غلوبين ، ويمكن لذرة الحديد الموجودة في الهيم أن تربط ما يصل إلى أربعة جزيئات أكسجين. عندما يرتبط جزيء الأكسجين الأول ، يتغير شكل الهيم بطريقة تجعل امتصاص الأكسجين أكثر سهولة. يتغير لون الهيموجلوبين من الأحمر الداكن إلى الأحمر الفاتح.

يعتمد تحميل الهيموجلوبين على عدة عوامل فيزيائية وكيميائية ترتبط ارتباطًا وثيقًا. هناك تأثير تعاوني يتجلى في زيادة تقارب الأكسجين للهيموجلوبين مع تحميله الأعلى.

ومع ذلك ، فإن قيمة الأس الهيدروجيني المنخفضة مع ارتفاع الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون تفضل إطلاقًا كاملًا للأكسجين من الهيموجلوبين. الأمر نفسه ينطبق إذا ارتفعت درجة الحرارة. تحدث التغييرات في هذه الظروف الفيزيائية في نطاق حالات النشاط المختلفة للجسم ، بحيث يتم تنسيق إمداد الأكسجين للكائن على النحو الأمثل مع نقل الأكسجين الذي يعمل بشكل طبيعي.

يمكنك العثور على أدويتك هنا

الامراض والاعتلالات

إذا لم يعد الجسم مزودًا بالأكسجين على النحو الأمثل ، فقد يؤدي ذلك إلى قيود وظيفية وفشل الأعضاء المصابة. لا يمكن تخزين الأكسجين في الجسم. لذلك ، يجب الحفاظ على نقل الأكسجين النشط باستمرار لجميع عمليات الحياة. ومع ذلك ، إذا تم قطع إمداد الأكسجين لبضع دقائق فقط ، فغالبًا ما تكون النتيجة تلف الأعضاء غير القابل للإصلاح أو حتى فشل الأعضاء.

تعتبر الدورة الدموية التي تعمل على النحو الأمثل شرطًا أساسيًا للنقل السلس للأكسجين. يمكن لاضطرابات الدورة الدموية بسبب تغيرات الأوعية الدموية الناتجة عن تصلب الشرايين أو الجلطات الدموية أو الانسداد أن تضعف بشكل كبير إمداد الجسم بالأكسجين.

إذا ضاقت الأوعية الدموية ، يرتفع ضغط الدم من أجل استمرار إمداد الأعضاء بالأكسجين. في حالة حدوث نوبة قلبية أو سكتة دماغية أو انسداد رئوي ، يمكن إعاقة إمداد الدم وبالتالي إمداد الأكسجين تمامًا.

الأسباب الأخرى لعدم كفاية إمداد الجسم بالأكسجين هي أمراض القلب المختلفة المرتبطة بانخفاض قدرة الضخ. وتشمل قصور القلب العام ، وعدم انتظام ضربات القلب أو أمراض القلب الالتهابية. في النهاية ، هذا يعني أنه لا يمكن أن يصل الدم الكافي إلى الأعضاء المستهدفة ذات الصلة.

ومع ذلك ، يمكن أن ينتج نقص الأكسجين في الجسم عن أمراض الدم أو أنواع معينة من التسمم. على سبيل المثال ، يتنافس جزيء أول أكسيد الكربون مع جزيء الأكسجين لمواقع الارتباط في الهيموجلوبين بسبب بنية جزيئية مماثلة. لذلك فإن التسمم بأول أكسيد الكربون ليس أكثر من نقص في الإمداد بالأكسجين ، والذي يمكن أن يؤدي إلى الوفاة من الاختناق.

علاوة على ذلك ، هناك العديد من أمراض الدم الوراثية التي تؤثر على بنية الهيموجلوبين وتسبب نقصًا مزمنًا في الأكسجين. يمكن ذكر فقر الدم المنجلي هنا كمثال. تؤدي الأشكال الأخرى من فقر الدم (فقر الدم) أيضًا إلى نقص مستمر في الأكسجين.