ما الذي ينقل الأكسجين؟ ينقل الدم الأكسجين وثاني أكسيد الكربون بينهما

لقد نظرنا بالتفصيل في كيفية دخول الهواء إلى الرئتين. الآن دعونا نرى ما سيحدث له بعد ذلك.

نظام الدورة الدموية

استقرنا على حقيقة أن الأكسجين الموجود في الهواء الجوي يدخل الحويصلات الهوائية، حيث يمر عبر جدارها الرقيق من خلال الانتشار إلى الشعيرات الدموية، مما يؤدي إلى تشابك الحويصلات الهوائية في شبكة كثيفة. تتصل الشعيرات الدموية بالأوردة الرئوية التي تحمل الدم المؤكسج إلى القلب، أو بشكل أكثر دقة إلى الأذين الأيسر. يعمل القلب مثل المضخة، حيث يضخ الدم في جميع أنحاء الجسم. من الأذين الأيسر، سوف يذهب الدم المؤكسج إلى البطين الأيسر، ومن هناك سوف ينتقل عبر الدورة الدموية الجهازية، إلى الأعضاء والأنسجة. بعد تبادل العناصر الغذائية في الشعيرات الدموية في الجسم مع الأنسجة، والتخلي عن الأكسجين وإزالة ثاني أكسيد الكربون، يتجمع الدم في الأوردة ويدخل الأذين الأيمن للقلب، ويتم إغلاق الدورة الدموية الجهازية. دائرة صغيرة تبدأ من هناك.

تبدأ الدائرة الصغيرة في البطين الأيمن، حيث يحمل الشريان الرئوي الدم ليتم "شحنه" بالأكسجين إلى الرئتين، متفرعًا وتشابك الحويصلات الهوائية مع شبكة شعرية. من هنا مرة أخرى - على طول الأوردة الرئوية إلى الأذين الأيسر وهكذا إلى ما لا نهاية. ولتخيل مدى فعالية هذه العملية، تخيل أن الوقت اللازم لاكتمال الدورة الدموية هو 20-23 ثانية فقط. خلال هذا الوقت، يكون حجم الدم قادرًا على "تدوير" الدورة الدموية الجهازية والرئوية بشكل كامل.

لتشبع بيئة متغيرة بنشاط مثل الدم بالأكسجين، يجب أن تؤخذ العوامل التالية بعين الاعتبار:

كمية الأكسجين وثاني أكسيد الكربون الموجودة في الهواء المستنشق (تركيبة الهواء)

فعالية التهوية السنخية (منطقة التماس التي يتم فيها تبادل الغازات بين الدم والهواء)

كفاءة تبادل الغازات السنخية (كفاءة المواد والهياكل التي تضمن اتصال الدم وتبادل الغازات)

تكوين الهواء المستنشق والزفير والسنخية

في الظروف العادية، يتنفس الإنسان الهواء الجوي الذي يكون تركيبه ثابتًا نسبيًا. يوجد دائمًا كمية أقل من الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في هواء الزفير. يحتوي الهواء السنخي على أقل كمية من الأكسجين وأكثر من ثاني أكسيد الكربون. يتم تفسير الاختلاف في تكوين الهواء السنخي وهواء الزفير من خلال حقيقة أن الأخير عبارة عن خليط من هواء الفضاء الميت والهواء السنخي.

الهواء السنخي هو البيئة الغازية الداخلية للجسم. يعتمد تكوين الغاز في الدم الشرياني على تركيبته. تحافظ الآليات التنظيمية على ثبات تكوين الهواء السنخي، والذي أثناء التنفس الهادئ يعتمد قليلاً على مراحل الاستنشاق والزفير. على سبيل المثال، يكون محتوى ثاني أكسيد الكربون في نهاية الشهيق أقل بنسبة 0.2-0.3٪ فقط منه في نهاية الزفير، حيث أنه مع كل شهيق يتم تجديد 1/7 فقط من الهواء السنخي.

بالإضافة إلى ذلك، فإن تبادل الغازات في الرئتين يحدث بشكل مستمر، بغض النظر عن مراحل الشهيق أو الزفير، مما يساعد على معادلة تكوين الهواء السنخي. مع التنفس العميق، بسبب زيادة معدل تهوية الرئتين، يزداد اعتماد تركيبة الهواء السنخي على الشهيق والزفير. يجب أن نتذكر أن تركيز الغازات "على محور" تدفق الهواء وعلى "جانبه" سيختلف أيضًا: ستكون حركة الهواء "على طول المحور" أسرع وسيكون التكوين أقرب إلى تكوين الهواء الجوي. في منطقة قمة الرئتين، يتم تهوية الحويصلات الهوائية بشكل أقل كفاءة مما هي عليه في الأجزاء السفلية من الرئتين المجاورة للحجاب الحاجز.

التهوية السنخية

يحدث تبادل الغازات بين الهواء والدم في الحويصلات الهوائية. جميع المكونات الأخرى للرئتين تعمل فقط على توصيل الهواء إلى هذا المكان. لذلك، ليس مقدار تهوية الرئتين هو المهم، بل مقدار تهوية الحويصلات الهوائية. وهي أقل من تهوية الرئة بمقدار تهوية الحيز الميت. لذلك، مع حجم تنفس دقيق يساوي 8000 مل ومعدل تنفس 16 في الدقيقة، ستكون تهوية الفضاء الميت 150 مل × 16 = 2400 مل. تهوية الحويصلات الهوائية ستكون 8000 مل - 2400 مل = 5600 مل. مع نفس حجم التنفس الدقيق البالغ 8000 مل ومعدل التنفس 32 في الدقيقة، ستكون تهوية الفضاء الميت 150 مل × 32 = 4800 مل، والتهوية السنخية 8000 مل - 4800 مل = 3200 مل، أي. سيكون نصف ما في الحالة الأولى. هذا يعني الاستنتاج العملي الأولتعتمد فعالية التهوية السنخية على عمق التنفس وتكراره.

يتم تنظيم كمية تهوية الرئتين من قبل الجسم بطريقة تضمن تكوين غاز ثابت للهواء السنخي. وهكذا، مع زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون في الهواء السنخي، يزداد حجم التنفس الدقيق، ومع انخفاضه يتناقص. ومع ذلك، فإن الآليات التنظيمية لهذه العملية لا توجد في الحويصلات الهوائية. يتم تنظيم عمق وتكرار التنفس بواسطة مركز الجهاز التنفسي بناءً على معلومات حول كمية الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الدم.

تبادل الغازات في الحويصلات الهوائية

يحدث تبادل الغازات في الرئتين نتيجة انتشار الأكسجين من الهواء السنخي إلى الدم (حوالي 500 لتر يوميًا) وثاني أكسيد الكربون من الدم إلى الهواء السنخي (حوالي 430 لترًا يوميًا). يحدث الانتشار بسبب اختلاف ضغط هذه الغازات في الهواء السنخي وفي الدم.

الانتشار هو الاختراق المتبادل للمواد الملامسة لبعضها البعض بسبب الحركة الحرارية لجزيئات المادة. يحدث الانتشار في اتجاه تقليل تركيز المادة ويؤدي إلى توزيع موحد للمادة في كامل الحجم الذي تشغله. وبالتالي، فإن انخفاض تركيز الأكسجين في الدم يؤدي إلى اختراقه من خلال غشاء حاجز الدم الهوائي (الهوائي)، والتركيز المفرط لثاني أكسيد الكربون في الدم يؤدي إلى إطلاقه في الهواء السنخي. من الناحية التشريحية، يتم تمثيل حاجز الدم والهواء بواسطة الغشاء الرئوي، والذي يتكون بدوره من الخلايا البطانية الشعرية، وغشاءين رئيسيين، وظهارة سنخية حرشفية، وطبقة خافضة للتوتر السطحي. سمك الغشاء الرئوي هو 0.4-1.5 ميكرون فقط.

الفاعل بالسطح هو الفاعل بالسطح الذي يسهل انتشار الغازات. انتهاك تخليق الفاعل بالسطح من قبل الخلايا الظهارية الرئوية يجعل عملية التنفس شبه مستحيلة بسبب التباطؤ الحاد في مستوى انتشار الغاز.

الأكسجين الذي يدخل الدم وثاني أكسيد الكربون الذي يجلبه الدم يمكن أن يذوب أو يرتبط كيميائيًا. في الظروف العادية، يتم نقل كمية صغيرة من هذه الغازات في حالة حرة (مذابة) بحيث يمكن إهمالها بأمان عند تقييم احتياجات الجسم. من أجل التبسيط، سنفترض أن الكمية الرئيسية من الأكسجين وثاني أكسيد الكربون يتم نقلها في حالة مرتبطة.

نقل الأكسجين

يتم نقل الأكسجين على شكل أوكسي هيموجلوبين. أوكسي هيموجلوبين هو مركب من الهيموجلوبين والأكسجين الجزيئي.

الهيموجلوبين موجود في خلايا الدم الحمراء - خلايا الدم الحمراء. تبدو خلايا الدم الحمراء تحت المجهر وكأنها قطعة دونات مسطحة قليلاً. يسمح هذا الشكل غير المعتاد لخلايا الدم الحمراء بالتفاعل مع الدم المحيط بها على مساحة أكبر من الخلايا الكروية (في الأجسام ذات الحجم المتساوي، يكون للكرة أقل مساحة). بالإضافة إلى ذلك، فإن خلايا الدم الحمراء قادرة على الشباك في الأنبوب، والضغط في الشعيرات الدموية الضيقة والوصول إلى الزوايا البعيدة من الجسم.

فقط 0.3 مل من الأكسجين يذوب في 100 مل من الدم عند درجة حرارة الجسم. ينتشر الأكسجين، الذي يذوب في بلازما الدم في الشعيرات الدموية في الدورة الدموية الرئوية، إلى خلايا الدم الحمراء ويرتبط مباشرة بالهيموجلوبين، مكونًا أوكسي هيموجلوبين، حيث يبلغ الأكسجين 190 مل / لتر. معدل ربط الأكسجين مرتفع - يتم قياس وقت امتصاص الأكسجين المنتشر بأجزاء من الألف من الثانية. في الشعيرات الدموية للحويصلات الهوائية مع التهوية وإمدادات الدم المناسبة، يتم تحويل كل هيموجلوبين الدم الوارد تقريبًا إلى أوكسي هيموجلوبين. لكن معدل انتشار الغازات "ذهابًا وإيابًا" أبطأ بكثير من معدل ارتباط الغازات.

هذا يعني الاستنتاج العملي الثاني: لكي يستمر تبادل الغازات بنجاح، يجب أن "يتلقى الهواء فترات توقف مؤقتة"، حيث يتمكن تركيز الغازات في الهواء السنخي والدم المتدفق من التعادل، أي أنه يجب أن يكون هناك توقف مؤقت بين الشهيق والزفير.

يعتمد تحويل الهيموغلوبين المخفض (الخالي من الأكسجين) (ديوكسي هيموغلوبين) إلى هيموغلوبين مؤكسد (يحتوي على الأكسجين) (أوكسي هيموغلوبين) على محتوى الأكسجين المذاب في الجزء السائل من بلازما الدم. علاوة على ذلك، فإن آليات استيعاب الأكسجين المذاب فعالة للغاية.

على سبيل المثال، يرافق الصعود إلى ارتفاع 2 كم فوق مستوى سطح البحر انخفاض في الضغط الجوي من 760 إلى 600 ملم زئبق. الفن، الضغط الجزئي للأكسجين في الهواء السنخي من 105 إلى 70 ملم زئبق. الفن، وينخفض ​​محتوى أوكسي هيموجلوبين بنسبة 3٪ فقط. وعلى الرغم من انخفاض الضغط الجوي، يستمر تزويد الأنسجة بالأكسجين بنجاح.

في الأنسجة التي تتطلب الكثير من الأكسجين لتعمل بشكل طبيعي (العضلات العاملة والكبد والكلى والأنسجة الغدية)، فإن أوكسي هيموغلوبين "يتخلى" عن الأكسجين بشكل نشط للغاية، وأحيانًا بشكل كامل تقريبًا. في الأنسجة التي تكون فيها شدة عمليات الأكسدة منخفضة (على سبيل المثال، في الأنسجة الدهنية)، لا "يتخلى" معظم الأوكسيهيموجلوبين عن الأكسجين الجزيئي - وهو المستوى تفكك أوكسي هيموجلوبين منخفض. إن انتقال الأنسجة من حالة الراحة إلى الحالة النشطة (تقلص العضلات وإفراز الغدة) يخلق تلقائيًا الظروف اللازمة لزيادة تفكك الأوكسيهيموجلوبين وزيادة إمداد الأكسجين بالأنسجة.

تتناقص قدرة الهيموجلوبين على "الاحتفاظ" بالأكسجين (تقارب الهيموجلوبين للأكسجين) مع زيادة تركيزات ثاني أكسيد الكربون (تأثير بور) وأيونات الهيدروجين. الزيادة في درجة الحرارة لها تأثير مماثل على تفكك الأوكسيهيموجلوبين.

من هنا يصبح من السهل فهم كيفية ترابط العمليات الطبيعية وتوازنها بالنسبة لبعضها البعض. تعتبر التغييرات في قدرة الأوكسي هيموغلوبين على الاحتفاظ بالأكسجين ذات أهمية كبيرة لضمان إمداد الأنسجة بالأكسجين. في الأنسجة التي تحدث فيها عمليات التمثيل الغذائي بشكل مكثف، يزداد تركيز ثاني أكسيد الكربون وأيونات الهيدروجين، وترتفع درجة الحرارة. يؤدي ذلك إلى تسريع وتسهيل إطلاق الأكسجين عن طريق الهيموجلوبين وتسهيل مسار عمليات التمثيل الغذائي.

تحتوي ألياف العضلات الهيكلية على الميوجلوبين، وهو مشابه للهيموجلوبين. لديها تقارب عالية جدا للأكسجين. بعد "الاستيلاء" على جزيء الأكسجين، لن يطلقه بعد الآن في الدم.

كمية الأكسجين في الدم

يُطلق على الحد الأقصى لكمية الأكسجين التي يمكن للدم ربطها عندما يكون الهيموجلوبين مشبعًا بالكامل بالأكسجين اسم سعة الأكسجين في الدم. تعتمد سعة الأكسجين في الدم على محتوى الهيموجلوبين فيه.

في الدم الشرياني، يكون محتوى الأكسجين أقل قليلاً (3-4٪) من سعة الأكسجين في الدم. في الظروف العادية، يحتوي 1 لتر من الدم الشرياني على 180-200 مل من الأكسجين. حتى في الحالات التي يتنفس فيها الشخص الأكسجين النقي في ظل الظروف التجريبية، فإن كميته في الدم الشرياني تتوافق عمليا مع سعة الأكسجين. بالمقارنة مع التنفس مع الهواء الجوي، فإن كمية الأكسجين المنقولة تزيد قليلا (بنسبة 3-4٪).

يحتوي الدم الوريدي في حالة الراحة على حوالي 120 مل/لتر من الأكسجين. وبالتالي، عندما يتدفق الدم عبر الشعيرات الدموية في الأنسجة، فإنه لا يطلق كل ما يحتاجه من الأكسجين.

ويسمى جزء الأكسجين الذي تمتصه الأنسجة من الدم الشرياني بمعامل استخدام الأكسجين. ولحسابه، اقسم الفرق في محتوى الأكسجين في الدم الشرياني والوريدي على محتوى الأكسجين في الدم الشرياني واضربه في 100.

على سبيل المثال:
(200-120): 200 × 100 = 40%.

أثناء الراحة، يتراوح معدل استخدام الأكسجين في الجسم من 30 إلى 40%. مع العمل العضلي المكثف ترتفع إلى 50-60٪.

نقل ثاني أكسيد الكربون

يتم نقل ثاني أكسيد الكربون في الدم في ثلاثة أشكال. في الدم الوريدي يمكن اكتشاف حوالي 58 مجلدًا. % (580 مل/لتر) من ثاني أكسيد الكربون، منها حوالي 2.5% فقط من حيث الحجم تكون في حالة مذابة. تتحد بعض جزيئات ثاني أكسيد الكربون مع الهيموجلوبين في خلايا الدم الحمراء لتشكل الكاربوهيموجلوبين (حوالي 4.5 حجمًا). الكمية المتبقية من ثاني أكسيد الكربون مرتبطة كيميائيًا وموجودة في شكل أملاح حمض الكربونيك (حوالي 51 مجلدًا).

يعد ثاني أكسيد الكربون أحد أكثر منتجات التفاعلات الأيضية الكيميائية شيوعًا. يتشكل بشكل مستمر في الخلايا الحية ومن هناك ينتشر إلى دم الشعيرات الدموية في الأنسجة. في خلايا الدم الحمراء يتحد مع الماء ويشكل حمض الكربونيك (C02 + H20 = H2C03).

يتم تحفيز هذه العملية (تسريعها عشرين ألف مرة) بواسطة إنزيم الأنهيدراز الكربونيك. يوجد الأنهيدراز الكربوني في كريات الدم الحمراء ولا يوجد في بلازما الدم. وهكذا، فإن عملية اتحاد ثاني أكسيد الكربون مع الماء تحدث بشكل حصري تقريبًا في خلايا الدم الحمراء. لكن هذه عملية قابلة للعكس ويمكن أن تغير اتجاهها. اعتمادا على تركيز ثاني أكسيد الكربون، يحفز الأنهيدراز الكربونيك تكوين حمض الكربونيك وتحلله إلى ثاني أكسيد الكربون والماء (في الشعيرات الدموية في الرئتين).

بفضل عمليات الارتباط هذه، يكون تركيز ثاني أكسيد الكربون في كريات الدم الحمراء منخفضًا. ولذلك، تستمر كميات جديدة ومتزايدة من ثاني أكسيد الكربون في الانتشار داخل خلايا الدم الحمراء. ويصاحب تراكم الأيونات داخل كريات الدم الحمراء زيادة في الضغط الأسموزي فيها، ونتيجة لذلك تزداد كمية الماء في البيئة الداخلية لكرات الدم الحمراء. ولذلك، فإن حجم خلايا الدم الحمراء في الشعيرات الدموية في الدورة الدموية الجهازية يزيد قليلا.

الهيموغلوبين لديه تقارب أكبر للأكسجين من ثاني أكسيد الكربون، لذلك، في ظل ظروف زيادة الضغط الجزئي للأكسجين، يتم تحويل الكاربوهيموغلوبين أولا إلى ديوكسي هيموغلوبين ثم إلى أوكسي هيموغلوبين.

بالإضافة إلى ذلك، عندما يتم تحويل أوكسي هيموجلوبين إلى هيموجلوبين، تزداد قدرة الدم على ربط ثاني أكسيد الكربون. وتسمى هذه الظاهرة تأثير هالدين. يعمل الهيموجلوبين كمصدر لكاتيونات البوتاسيوم (K+)، اللازمة لربط حمض الكربونيك في شكل أملاح ثاني أكسيد الكربون - بيكربونات.

لذلك، في خلايا الدم الحمراء في الشعيرات الدموية الأنسجة، يتم تشكيل كمية إضافية من بيكربونات البوتاسيوم، وكذلك الكاربوهيموغلوبين. في هذا الشكل، يتم نقل ثاني أكسيد الكربون إلى الرئتين.

في الشعيرات الدموية للدورة الرئوية، يتم تقليل تركيز ثاني أكسيد الكربون. يتم فصل ثاني أكسيد الكربون عن الكاربوهيموجلوبين. وفي الوقت نفسه، يتكون الأوكسي هيموغلوبين ويزداد تفككه. يحل أوكسي هيموجلوبين محل البوتاسيوم من البيكربونات. يتحلل حمض الكربونيك الموجود في كريات الدم الحمراء (في وجود الأنهيدراز الكربوني) بسرعة إلى H20 وCO2. الدائرة كاملة.

هناك ملاحظة أخرى متبقية للقيام بها. يمتلك أول أكسيد الكربون (CO) ألفة أكبر للهيموجلوبين من ثاني أكسيد الكربون (CO2) ومن الأكسجين. وهذا هو السبب في أن التسمم بأول أكسيد الكربون خطير للغاية: من خلال تكوين رابطة مستقرة مع الهيموجلوبين، يمنع أول أكسيد الكربون إمكانية النقل الطبيعي للغاز و"يخنق" الجسم بالفعل. يستنشق سكان المدن الكبرى باستمرار تركيزات مرتفعة من أول أكسيد الكربون. وهذا يؤدي إلى حقيقة أنه حتى العدد الكافي من خلايا الدم الحمراء الكاملة في ظل ظروف الدورة الدموية الطبيعية غير قادر على أداء وظائف النقل. ومن هنا الإغماء والنوبات القلبية لدى الأشخاص الأصحاء نسبياً في الاختناقات المرورية.

• < عودة

يتم نقل كل O2 تقريبًا (حوالي 20٪ - 20 مل من O2 لكل 100 مل من الدم) عن طريق الدم على شكل مركب كيميائي مع الهيموجلوبين. يتم نقل 0.3٪ فقط من الحجم في شكل انحلال مادي. ومع ذلك، فإن هذه المرحلة مهمة جدًا، حيث يمر O 2 من الشعيرات الدموية إلى الأنسجة وO 2 من الحويصلات الهوائية إلى الدم وكريات الدم الحمراء عبر بلازما الدم على شكل غاز مذاب فيزيائيًا.

خصائص الهيموجلوبين ومركباته

صبغة الدم الحمراء هذه، الموجودة في خلايا الدم الحمراء كحامل O 2، لها خاصية رائعة تتمثل في ربط O 2 عندما يكون الدم في الرئة، وإطلاق O 2 عندما يمر الدم عبر الشعيرات الدموية لجميع أعضاء وأنسجة الرئة. جسم. الهيموغلوبين هو بروتين كروموبروتين، وزنه الجزيئي هو 64500، ويتكون من أربع مجموعات متطابقة - الهيمات. الهيم هو بروتوبرفيرين، يوجد في وسطه أيون حديد ثنائي التكافؤ، والذي يلعب دورًا رئيسيًا في نقل O 2. يشكل الأكسجين رابطة عكسية مع الهيم، ولا يتغير تكافؤ الحديد. في هذه الحالة، يصبح الهيموجلوبين المنخفض (Hb) مؤكسدًا HbO 2، وبشكل أكثر دقة، Hb(O 2) 4. يرتبط كل هيم بجزيء أكسجين واحد، لذا فإن جزيء هيموجلوبين واحد يربط أربعة جزيئات O 2. محتوى الهيموجلوبين في الدم لدى الرجال هو 130-160 جم ​​/ لتر، لدى النساء 120-140 جم / لتر. تبلغ كمية O 2 التي يمكن ربطها في 100 مل من الدم حوالي 20 مل (20 حجمًا٪) عند الرجال - وتكون سعة الأكسجين في الدم عند النساء أقل بنسبة 1-2 حجم٪، نظرًا لأن لديهم نسبة أقل من خضاب الدم. بعد تدمير خلايا الدم الحمراء القديمة، بشكل طبيعي ونتيجة للعمليات المرضية، تتوقف وظيفة الجهاز التنفسي للهيموجلوبين أيضًا، حيث يتم "فقدها" جزئيًا من خلال الكلى ويتم بلعها جزئيًا بواسطة خلايا نظام البلعمة وحيدات النواة.

يمكن أن يخضع الهيم ليس فقط للأكسجين، ولكن أيضًا للأكسدة الحقيقية. وفي هذه الحالة يتحول الحديد من ثنائي التكافؤ إلى ثلاثي التكافؤ. يُسمى الهيم المؤكسد الهيماتين (ميثيم)، ويسمى جزيء البولي ببتيد بأكمله بالميثيموغلوبين. في دم الإنسان، عادة ما يتم احتواء الميثيموغلوبين بكميات صغيرة، ولكن في حالة التسمم ببعض السموم أو تحت تأثير بعض الأدوية، على سبيل المثال، الكودايين، الفيناسيتين، يزداد محتواه. يكمن خطر مثل هذه الحالات في حقيقة أن الهيموجلوبين المؤكسد ينفصل بشكل ضعيف جدًا (لا يطلق O 2 إلى الأنسجة) وبطبيعة الحال، لا يمكنه ربط جزيئات O 2 إضافية، أي أنه يفقد خصائصه كحامل للأكسجين. يعد مزيج الهيموجلوبين مع أول أكسيد الكربون (CO) - كربوكسي هيموجلوبين - أمرًا خطيرًا أيضًا، نظرًا لأن ألفة الهيموجلوبين لثاني أكسيد الكربون أكبر بمقدار 300 مرة من الأكسجين، كما أن HbCO ينفصل أبطأ بـ 10000 مرة من HbO 2. حتى عند الضغوط الجزئية المنخفضة للغاية لأول أكسيد الكربون، يتحول الهيموجلوبين إلى كربوكسي هيموجلوبين: Hb + CO = HbCO. عادة، يمثل HbCO 1٪ فقط من إجمالي كمية الهيموجلوبين في الدم، وهو أكثر من ذلك بكثير عند المدخنين: بحلول المساء يصل إلى 20٪. إذا كان الهواء يحتوي على 0.1% من ثاني أكسيد الكربون، فإن حوالي 80% من الهيموجلوبين يتحول إلى كربوكسي هيموجلوبين ويتم إيقافه عن نقل الأكسجين. خطر تكوين كميات كبيرة من HbCO ينتظر الركاب على الطرق السريعة.

تكوين الأوكسي هيموجلوبينيحدث في الشعيرات الدموية في الرئتين بسرعة كبيرة. يبلغ زمن نصف تشبع الهيموجلوبين بالأكسجين 0.01 ثانية فقط (مدة بقاء الدم في الشعيرات الدموية بالرئتين في المتوسط ​​0.5 ثانية). العامل الرئيسي الذي يضمن تكوين الأوكسي هيموجلوبين هو الضغط الجزئي المرتفع لـ O 2 في الحويصلات الهوائية (100 ملم زئبق).

تشير الطبيعة المسطحة لمنحنى تكوين وتفكك أوكسي هيموجلوبين في الجزء العلوي إلى أنه في حالة حدوث انخفاض كبير في Po 2 في الهواء، فإن محتوى O 2 في الدم سيظل مرتفعًا جدًا (الشكل 3.1).

أرز. 3.1. منحنيات التكوين والتفكك للأوكسي هيموجلوبين (Hb) والأوكسي ميوجلوبين (Mb) عند درجة الحموضة 7.4 و t 37 درجة مئوية

لذلك، حتى مع انخفاض PO، في الدم الشرياني يصل إلى 60 ملم زئبق. (8.0 كيلو باسكال) يبلغ تشبع الأكسجين في الهيموجلوبين 90٪ - وهذه حقيقة بيولوجية مهمة جدًا: سيظل الجسم مزودًا بـ O 2 (على سبيل المثال، عند تسلق الجبال، والطيران على ارتفاعات منخفضة - حتى 3 كم)، أي هناك موثوقية عالية لآليات تزويد الجسم بالأكسجين.

وتنعكس عملية تشبع الهيموجلوبين بالأكسجين في الرئتين بالجزء العلوي من المنحنى من 75% إلى 96-98%. في الدم الوريدي الذي يدخل الشعيرات الدموية في الرئتين، يساوي PO 40 مم زئبق. ويصل إلى 100 ملم زئبق في الدم الشرياني، مثل Po 2 في الحويصلات الهوائية. هناك عدد من العوامل المساعدة التي تعزز أكسجة الدم:

1) انقسام ثاني أكسيد الكربون من الكارهيموجلوبين وإزالته (تأثير Verigo)؛

2) انخفاض درجة الحرارة في الرئتين.

3) زيادة في درجة حموضة الدم (تأثير بور).

تفكك أوكسي هيموجلوبينيحدث في الشعيرات الدموية عندما يصل الدم من الرئتين إلى أنسجة الجسم. في هذه الحالة، لا يقوم الهيموجلوبين بإعطاء الأكسجين للأنسجة فحسب، بل يقوم أيضًا بربط ثاني أكسيد الكربون المتكون في الأنسجة. العامل الرئيسي الذي يضمن تفكك الأوكسي هيموجلوبين هو انخفاض في Po 2، والذي تستهلكه الأنسجة بسرعة. يحدث تكوين الهيموجلوبين الأوكسي في الرئتين وتفككه في الأنسجة داخل نفس القسم العلوي من المنحنى (تشبع الهيموجلوبين بالأكسجين بنسبة 75-96%). في السائل بين الخلايا، ينخفض ​​مستوى Po 2 إلى 5-20 ملم زئبق، وفي الخلايا إلى 1 ملم زئبق. وأقل (عندما يصبح Po 2 في الخلية يساوي 0.1 ملم زئبق، تموت الخلية). نظرًا لحدوث تدرج كبير لـ Po 2 (يبلغ حوالي 95 ملم زئبق في الدم الشرياني الوارد)، يحدث تفكك أوكسي هيموجلوبين بسرعة، ويمر O 2 من الشعيرات الدموية إلى الأنسجة. مدة نصف التفكك هي 0.02 ثانية (وقت مرور كل خلية دم حمراء عبر الشعيرات الدموية في الدائرة الجهازية حوالي 2.5 ثانية)، وهو ما يكفي للتخلص من O 2 (كمية كبيرة من الوقت).

بالإضافة إلى العامل الرئيسي (تدرج Po 2)، هناك عدد من العوامل المساعدة التي تساهم في تفكك الأوكسي هيموجلوبين في الأنسجة. وتشمل هذه:

1) تراكم ثاني أكسيد الكربون في الأنسجة.

2) تحمض البيئة.

3) ارتفاع في درجة الحرارة.

وبالتالي، فإن زيادة التمثيل الغذائي لأي نسيج يؤدي إلى تحسين تفكك الأوكسي هيموجلوبين. بالإضافة إلى ذلك، يتم تسهيل تفكك أوكسي هيموجلوبين بواسطة 2،3-ثنائي فسفوغليسيرات، وهو منتج وسيط يتكون في كريات الدم الحمراء أثناء تحلل الجلوكوز. أثناء نقص الأكسجة، يتم تشكيل المزيد منه، مما يحسن تفكك أوكسي هيموجلوبين وتوفير الأكسجين لأنسجة الجسم. يعمل ATP أيضًا على تسريع تفكك أوكسي هيموجلوبين، ولكن بدرجة أقل بكثير، نظرًا لأن كريات الدم الحمراء تحتوي على 4-5 مرات أكثر من 2،3-ثنائي فسفوغليسيرات من ATP.

الميوجلوبينويضيف أيضًا O2. في تسلسل الأحماض الأمينية والبنية الثلاثية، يكون جزيء الميوجلوبين مشابهًا جدًا للوحدة الفرعية الفردية لجزيء الهيموجلوبين. ومع ذلك، فإن جزيئات الميوجلوبين لا تتحد مع بعضها البعض لتشكل رباعيًا، وهو ما يفسر على ما يبدو السمات الوظيفية لربط O 2. إن تقارب الميوجلوبين لـ O 2 أكبر من تقارب الهيموجلوبين: بالفعل عند جهد Po 2 3-4 مم زئبق. 50٪ من الميوجلوبين مشبع بالأكسجين، وعند 40 ملم زئبق. التشبع يصل إلى 95٪. ومع ذلك، الميوجلوبين أكثر صعوبة في إطلاق الأكسجين. هذا نوع من احتياطي O 2، والذي يشكل 14٪ من إجمالي كمية O 2 الموجودة في الجسم. يبدأ الأوكسيموجلوبين في إطلاق الأكسجين فقط بعد انخفاض الضغط الجزئي للأكسجين إلى أقل من 15 ملم زئبق. ونتيجة لهذا، فإنه يلعب دور مستودع الأكسجين في العضلات المريحة ويطلق O 2 فقط عند استنفاد احتياطيات أوكسي هيموغلوبين، على وجه الخصوص، أثناء تقلص العضلات، قد يتوقف تدفق الدم في الشعيرات الدموية نتيجة لضغطها؛ خلال هذه الفترة، تستخدم العضلات الأكسجين المخزن أثناء الاسترخاء. وهذا مهم بشكل خاص لعضلة القلب، التي يعتمد مصدر طاقتها بشكل أساسي على الأكسدة الهوائية. في ظل ظروف نقص الأكسجة، يزيد محتوى الميوجلوبين. إن ألفة الميوجلوبين لثاني أكسيد الكربون أقل من ألفة الهيموجلوبين.

يعمل قلبك كمضخة تدفع الدم إلى أعضاء وأنسجة وخلايا الجسم. يقوم الدم بتوصيل الأكسجين والمواد المغذية إلى كل خلية ويزيل ثاني أكسيد الكربون والنفايات التي تنتجها تلك الخلايا. يتم نقله من قلبك إلى بقية الجسم عبر شبكة معقدة من الشرايين والشرايين والشعيرات الدموية، ويعود عبر الأوردة والأوردة. إذا تم وضع جميع السفن في سطر واحد، فسيكون طول خط الأنابيب هذا حوالي 100000 كيلومتر، مما سيسمح له بالالتفاف حول الأرض أكثر من مرتين!

كيف يعمل هذا النظام؟ يتم تجميع الأوعية الدموية في الشرايين والشعيرات الدموية والأوردة، ولكل مجموعة مهامها وأهدافها الخاصة.

الشرايين والدورة الدموية

الشرايين هي الأوعية التي تحمل الدم بعيدًا عن القلب (الاستثناء هو الشرايين التاجية، التي تزود عضلة القلب بالدم الغني بالأكسجين). الشرايين الصحية قوية ومرنة ومرنة.

تتفرع الشرايين إلى أوعية دموية أصغر تسمى الشرينات. تحتوي الشرايين والشرايين على جدران قوية ومرنة تساعد على تنظيم كمية وسرعة تدفق الدم إلى أجزاء أخرى من الجسم.

تتلقى الشرايين الدم من الشريان الأورطي. عندما ينقبض القلب، فإنه يرسل الدم إلى الشرايين تحت ضغط مرتفع. تتكون الشرايين من طبقات سميكة من العضلات تسمح لها بالتمدد لتحمل هذا الضغط والسماح للدم بالتدفق من خلالها. من خلال التوسع والتقلص استجابة لتدفق الدم من القلب، تحافظ الشرايين على استقرار تدفق الدم أثناء مروره إلى الشرايين الأصغر.

تصبح الشرايين أصغر وأضيق، وتصبح أقل مرونة ولكنها أكثر عضلًا. تسمح هذه الطبقات الإضافية من العضلات الملساء لها بالحفاظ على قطرها حتى عندما يتقلب ضغط الدم مع توسع القلب وانقباضه. بالإضافة إلى ذلك، عندما تنقسم الشرايين بشكل متكرر، ينخفض ​​الضغط داخل كل وعاء دموي بشكل حاد.

تفرغ الشرايين الصغيرة في النهاية إلى شرينات صغيرة تربط الجهاز الشرياني بالشعيرات الدموية. وفي هذه المرحلة ينخفض ​​ضغط الدم إلى ما يقرب من الصفر.

الشعيرات الدموية والدورة الدموية الشعرية

الشعيرات الدموية هي أصغر وأرق الأوعية الدموية. أنها تخلق شبكة من الاتصالات بين الشرايين والأوردة. ويتراوح عددهم من 100 إلى 160 مليار.

الدورة الدموية الشعرية هي جزء آخر من نظام الدورة الدموية لدينا حيث يتم تبادل الأكسجين والمواد المغذية والنفايات (بين الدم وأجزاء الجسم). وبالتالي، يتم تنفيذ العمل الرئيسي لنظام القلب والأوعية الدموية - يتم تسليم الأكسجين إلى أنسجة وأعضاء الجسم كله، ويتم تسليم المواد المعالجة في شكل ثاني أكسيد الكربون إلى الرئتين. كل هذه العمليات ممكنة بفضل جدران الشعيرات الدموية الرقيقة جدًا.

الأوردة والدورة الدموية فيها

تندمج الشعيرات الدموية في الأوردة، والتي بدورها تندمج في الأوردة الأكبر. تحتوي الأوردة على أرق طبقات العضلات، مما يسمح لها بالتمدد وسحب المزيد من الدم. ونتيجة لذلك، تحتوي الأوردة على معظم الدم الموجود في الجسم، ولكنها تنقله ببطء أكبر وبضغط أقل.

نظرًا لأن ضغط الدم في الأوردة منخفض جدًا، فإنها لا تستطيع إعادة الدم إلى القلب دون مساعدة خارجية. ولهذا الغرض توجد صمامات مشابهة لتلك الموجودة في القلب نفسه. إنهم يمنعون الدم من التدفق مرة أخرى إلى الأذين الأيمن. بالإضافة إلى ذلك، فإن تقلص عضلات الهيكل العظمي يخلق تأثير تدليك على الأوردة التي تمر بينها، وهو أمر مهم بشكل خاص لعودة الدم من الأوردة في الأطراف السفلية. تساعد عملية التنفس أيضًا في تدفق الدم الوريدي إلى القلب.

تدفق الدم القلبي

على الرغم من حقيقة أن غرف القلب تتراكم بشكل مستمر الدم من الجسم بأكمله، فإن القلب نفسه يتطلب إمدادات دم منفصلة. يُعرف تدفق الدم عبر الأوعية الدموية الخاصة بالقلب بالدورة التاجية أو القلبية.

خارج الصمام الأبهري، يخرج الشريانان التاجيان الأيسر والأيمن من الشريان الأورطي لتوفير الدم الغني بالأكسجين لعضلة القلب، أو عضلة القلب. يعود الدم المستنفد للأكسجين عبر الأوردة القلبية عبر الجيب التاجي والوريد الأجوف إلى الأذين الأيمن.

يحدث معظم تدفق الدم عبر الشرايين والأوردة التاجية عندما يسترخي القلب بين الضربات.

ويترتب على كل هذا أن قلبنا يعمل كمضخة تدفع الدم إلى أعضاء وأنسجة وخلايا الجسم. يقوم الدم بتوصيل الأكسجين والمواد المغذية إلى كل خلية ويزيل ثاني أكسيد الكربون والنفايات التي تنتجها تلك الخلايا. بفضل الدم، لا يتلقى الجسم التغذية اللازمة فحسب، بل يتلقى أيضا القدرة على تنظيف نفسه.

ينقل الدم الأكسجين وثاني أكسيد الكربون بين الرئتين وأنسجة الجسم الأخرى. تنتقل الغازات بأشكال مختلفة: تذوب في البلازما، وترتبط كيميائياً بالهيموجلوبين، وتتحول إلى جزيئات أخرى.

لدراسة كيفية نقل الأكسجين عن طريق الدم، لدراسة كيفية نقل ثاني أكسيد الكربون عن طريق الدم، لفهم تأثير العوامل المختلفة على نقل الغازات. ما تحتاج إلى معرفته: تحديد الضغط الجزئي، عمليات التنفس الخارجي والداخلي، تحديد المخزن المؤقت.

كيف ينتشر الأكسجين من الحويصلات الهوائية: يرتبط 98.5% من الأكسجين بالهيموجلوبين، ويذوب 1.5% من الأكسجين في البلازما.

يستطيع جزيء الهيموجلوبين نقل 4 جزيئات أكسجين. عندما ترتبط 4 جزيئات أكسجين بالهيموجلوبين، يكون التشبع 100%. عندما يرتبط كمية أقل من الأكسجين بالهيموجلوبين، يكون هذا تشبعًا جزئيًا. يرتبط الأكسجين بالهيموجلوبين بسبب ارتفاع ضغطه الجزئي في الرئتين. الارتباط التعاوني: تزداد ألفة الهيموجلوبين للأكسجين عندما يصبح مشبعًا.

يتم تحديد تشبع الهيموجلوبين عن طريق الضغط الجزئي للأكسجين. منحنى تفكك الأوكسي هيموجلوبين على شكل حرف S. الهضبة عند ارتفاع الضغط الجزئي للأكسجين. هبوط حاد مع انخفاض الضغط الجزئي للأكسجين.

الإنسان عند مستوى سطح البحر: ص. O2 = 100 ملم زئبق - غنموجلوبين مشبع بنسبة 98% الشخص في المرتفعات: ص. O2 = 80 ملم زئبق – يكون الهيموجلوبين مشبع بنسبة 95% حتى عند مستوى p. يتناقص O 2 بمقدار 20 ملم زئبق ، ولا يوجد فرق تقريبًا في تشبع الهيموجلوبين بالأكسجين. مع انخفاض في ص. O2، الهيموجلوبين مشبع بما فيه الكفاية بالأكسجين بسبب الألفة العالية (قدرة الارتباط) للهيموجلوبين والأكسجين.

في ص. O 2 = 40 مم زئبقي، الهيموجلوبين لديه ألفة منخفضة للأكسجين وهو مشبع بنسبة 75٪ فقط. مع تقلصات العضلات القوية، مستوى p. O2 في العضلات العاملة أقل منه في الراحة. العضلات المنقبضة بشكل نشط: تستهلك المزيد من الأكسجين، وتقلل من معدل ضربات القلب. يا 2 = 20 ملم زئبق. الهيموجلوبين مشبع بالأكسجين بنسبة 35٪ فقط. منذ ر. O 2 أقل، الهيموجلوبين يعطي المزيد من الأوكسجين للأنسجة.

بجانب النهر O2، يعتمد تشبع الهيموجلوبين على عوامل أخرى: ص. ح، درجة الحرارة، ص. ثاني أكسيد الكربون، ثنائي فسفوغليسيرات. مع ممارسة الرياضة البدنية: ينخفض ​​R. N ترتفع درجة الحرارة ويرتفع النهر. ثاني أكسيد الكربون 2 يزداد تركيز ثنائي الفوسفوجليسرات أثناء ممارسة الرياضة البدنية، تنخفض تقارب الهيموجلوبين للأكسجين، ويتم إطلاق المزيد من الأكسجين في العضلات العاملة. عندما ص. تنخفض H، وينتقل المنحنى إلى اليمين (يزداد توصيل الأكسجين). يتم ملاحظة تغيرات مماثلة في منحنى تفكك الأوكسيهيموجلوبين عندما: ترتفع درجة الحرارة. يزداد تركيز ثنائي فسفوغليسيرات ثاني أكسيد الكربون

مع انخفاض درجة الحرارة، تزداد ألفة الهيموجلوبين للأكسجين. وقد لوحظت تغيرات مماثلة في منحنى تفكك الأوكسيهيموجلوبين مع: زيادة في p. ن، خفض النهر. ثاني أكسيد الكربون، تقليل تركيز ثنائي فسفوغليسيرات.

ينتشر ثاني أكسيد الكربون من خلايا الأنسجة. 7% يذوب في البلازما. 93% ينتشر إلى خلايا الدم الحمراء. منها: 23% يرتبط بالهيموجلوبين، و70% يتحول إلى بيكربونات.

من إجمالي ثاني أكسيد الكربون، يرتبط 23% بجلوبين جزيء الهيموجلوبين ويتكون الكاربامينوهيموجلوبين. يتكون الكاربامينوهيموجلوبين في الأماكن التي بها تركيزات عالية من ثاني أكسيد الكربون.

تفاعل تكوين الكاربامينوهيموجلوبين قابل للعكس. في الرئتين حيث يكون r . ينفصل ثاني أكسيد الكربون، ثاني أكسيد الكربون عن الكاربامينوهيموجلوبين.

ومن إجمالي ثاني أكسيد الكربون الموجود في الدم، يتحول 70% منه إلى بيكربونات في خلايا الدم الحمراء. في الأماكن ذات الأنهار العالية CO 2، CO 2 يرتبط بـ H 2 O لتكوين حمض الكربونيك. يتم تحفيز هذا التفاعل بواسطة كاربنهيدراس. يتفكك حمض الكربونيك إلى أيونات H وأيون البيكربونات. يرتبط أيون H+ بالهيموجلوبين. في مقابل خروج أيون البيكربونات من كريات الدم الحمراء، يدخل أيون CL إلى كريات الدم الحمراء للحفاظ على التوازن الكهربائي. في البلازما، يعمل أيون البيكربونات كمخزن مؤقت، ويتحكم في p. ح البلازما

وفي الرئتين، ينتشر ثاني أكسيد الكربون من البلازما إلى الحويصلات الهوائية. وهذا انخفاض في ص. يتسبب ثاني أكسيد الكربون في البلازما في حدوث انقلاب في التفاعل الكيميائي. ينتشر أيون البيكربونات مرة أخرى إلى خلايا الدم الحمراء في مقابل أيون CL. يتحد أيون H+ مع أيون البيكربونات لتكوين حمض الكربونيك. يتحلل حمض الكربونيك إلى CO 2 وH 2 O. ويتم تحفيز هذا التفاعل العكسي أيضًا بواسطة كاربانهيدرز.

عندما يتشبع الهيموجلوبين بالأكسجين، تقل قابليته لثاني أكسيد الكربون. يؤدي تشبع الهيموجلوبين بالأكسجين إلى زيادة إطلاق ثاني أكسيد الكربون. وهذا ما يسمى بتأثير هالدين.

التفاعل بين ارتباط أيون الهيدروجين وتقارب الهيموجلوبين للأكسجين يسمى تأثير بور. عندما تتشكل أيونات الهيدروجين، فإن التشبع بثاني أكسيد الكربون يسهل إطلاق الأكسجين.

يتم نقل الأكسجين بطريقتين: يذوب في البلازما ويرتبط بالهيموجلوبين على شكل أوكسي هيموجلوبين. يعتمد تشبع الهيموجلوبين بالأكسجين على: ص. حوالي 2 ص. درجات حرارة النهر N مستويات ثنائي فسفوغليسيرات ثاني أكسيد الكربون يتم نقل ثاني أكسيد الكربون بثلاث طرق: يذوب في البلازما بالارتباط مع الهيموجلوبين على شكل كاربامينوهيموجلوبين المتحول إلى بيكربونات.

إن إضافة الأكسجين يسهل إطلاق ثاني أكسيد الكربون من الكاربامينوهيموجلوبين. وهذا ما يسمى تأثير هالدين. تشبع الدم بثاني أكسيد الكربون وزيادة مستوى أيونات الهيدروجين يسهل إطلاق الأكسجين من الهيموجلوبين. تأثير انخفاض منسوب النهر يُعرف تأثير H على إطلاق الأكسجين من الهيموجلوبين بتأثير بور.

ربط الأكسجين بالهيموجلوبين.يذوب الأكسجين الذي يدخل الدم أولاً في بلازما الدم. عند Pu0 100 ملم زئبق. فن. فقط 0.3 مل من 02 يذوب في 100 مل من البلازما، على الرغم من وجود القليل من الأكسجين المذاب، إلا أن هذا الشكل يلعب دورًا وسيطًا مهمًا في تبادل الغازات. يخترق هذا الأكسجين غشاء كريات الدم الحمراء على طول تدرج التركيز ويذوب أولاً في السيتوبلازم. فقط بعد ذلك يتحد O2 مع الهيم Fe2+ ويشكل مركبات تسمى أوكسي هيموجلوبين (HbO2). في هذه الحالة، لا يتغير تكافؤ الحديد. الأوكسيهيموجلوبين هو مركب منخفض الطاقة يتفكك بسهولة في الأنسجة. يسمى التفاعل المباشر بالأكسجين، وتسمى العملية العكسية التي تحدث في الأنسجة بإزالة الأكسجين من الهيموجلوبين (الشكل 83).

كل جزيء هيموجلوبين قادر على ربط أربعة جزيئات أكسجين، وهو ما يعني 1 جرام من الهيموجلوبين 1.34 مل 02. بمعرفة مستوى الهيموجلوبين في الدم، من السهل حساب سعة الأكسجين في الدم (حسنًا):

كيك = سمو- 1,34.

على سبيل المثال: 15س1.34 = 20 (مل) أكسجين موجود في 100 مل من الدم. وبالنظر إلى أن نفس الـ 100 مل من الدم تحتوي على 0.3 مل فقط من 02 المذاب، فيمكننا أن نستنتج أن الكمية الرئيسية من الأكسجين التي ينقلها الدم مرتبطة كيميائيًا بالهيموجلوبين.

أرز. 83.

رابطة وتفكك الأوكسي هيموجلوبين

يتم تحديد شدة تكوين (ارتباط) الأوكسي هيموغلوبين من خلال التوتر الجزئي لـ 02 في الدم: كلما ارتفع مستوى P0، زاد تكوين الأوكسي هيموغلوبين. ومع ذلك، فإن هذا الاعتماد لا يتناسب طرديا. له شكل منحنى 8 أشكال، وهو أكثر ملاءمة لتحديد معدل تفكك أوكسي هيموغلوبين (الشكل 84). يتم تحديد طابعها ذو الشكل الثامن من خلال حقيقة أنه مع زيادة عدد 02 جزيء مرتبط بكل جزيء أوكسي هيموغلوبين، تحدث هذه العملية بشكل أكثر نشاطًا (التحفيز الذاتي). لذلك، إذا كان في غياب الأكسجين في الدم (P0 = 0) لا يوجد أوكسي هيموغلوبين، ومع P0 = 10 ملم زئبق. فن. يتحول 10% من الهيموجلوبين إلى أوكسي هيموجلوبين، ثم عند P0 = 20 ملم زئبقي. فن. يحتوي بالفعل على حوالي 30% أوكسي هيموجلوبين، وعند P0 = 40 ملم زئبق. فن. - حوالي 80% أوكسي هيموجلوبين عند P0 = 100 ملم زئبق. فن. سيحتوي الدم على حوالي 100٪ أوكسي هيموجلوبين.

من الضروري إيلاء اهتمام خاص لقسمين من المنحنى: الجزء العلوي، الذي يمتد تقريبًا بالتوازي مع المحور الإحداثي، والجزء الأوسط، الذي ينخفض ​​بشكل حاد إلى الأسفل. يشير تكوين القسم الأول إلى قدرة الهيموجلوبين على التقاط O2 بشكل فعال في الرئتين، والثاني على إطلاقه بسهولة إلى الأنسجة. وهكذا، في عملية امتصاص الدم 02 في الرئتين بالفعل عند P0a = 60 ملم زئبق. فن. يمكن لكل الهيموجلوبين تقريبًا توصيل الأكسجين (أكثر من 90٪ من أوكسي هيموجلوبين).

أرز. 84.في ظل ظروف طبيعية؛ 2 - للزيادات في درجة الحموضة أو درجة الحرارة. مع- لتقليل الرقم الهيدروجيني أو درجة الحرارة؛ 4 - P50O2

في الدم الوريدي المختلط المأخوذ من الأذين الأيمن، مع P0 قدره 40 ملم زئبق. فن. لا يزال محتوى الأوكسي هيموغلوبين يتجاوز 70٪. مع KEK في 20 مل 1100 مل، لا يزال حوالي 15 مل 1100 مل دميخلق احتياطي 02. يبدأ من قيمة P0 40 ملم زئبق. الفن، المنحنى ينخفض ​​بشكل حاد. بسبب انخفاض طفيف في P0 أقل من 40 ملم زئبق. الفن، الذي يحدث في الأنسجة في حالة الأداء المكثف، يزيد معدل تفكك أوكسي هيموغلوبين بشكل حاد. وهذا يوفر تسارعًا كبيرًا في إمداد الأنسجة بالأكسجين من حجم الدم السابق. على سبيل المثال، مع ريو، وهو ما يعادل 20 ملم زئبقي. الفن، يبقى أوكسي هيموجلوبين 30٪ فقط. لذلك، من كل 100 مل من الدم، لم تعد الأنسجة تتلقى 5 مل من الأكسجين، كما هو الحال في الظروف العادية، ولكن حوالي 14 مل، أي ما يقرب من ثلاثة أضعاف.

وتجدر الإشارة إلى أنه بفضل خاصية الهيموجلوبين هذه، يمكن للشخص أن يعيش عالياً في الجبال، ويقوم بعمل عضلي مكثف ولا يموت دائمًا بسبب نقص 02 عندما ينخفض ​​مستوى الهيموجلوبين في الدم (فقر الدم)، أو تبادل الغازات. من خلال الغشاء أمر صعب (على سبيل المثال، مع الالتهاب الرئوي).

التغير في ميل منحنى تفكك الأوكسيهيموجلوبين.

إن ميل المنحنى، أي معدل تفكك الأوكسي هيموجلوبين في دم الإنسان، ليس ثابتًا وقد يتغير في ظل ظروف معينة. يتم تحديد معدل تفكك الأوكسيهيموجلوبين من خلال الألفة الكيميائية للهيموجلوبين مع O2 وبعض العوامل الخارجية التي تغير طبيعة المنحنى. وتشمل هذه العوامل درجة الحرارة، ودرجة الحموضة، وPro.

يعتمد شكل منحنى تفكك الأوكسي هيموجلوبين إلى حد كبير على تركيز أيونات H+ في الدم. في انخفاض في الرقم الهيدروجينيينتقل المنحنى إلى اليمين مما يدل على انخفاض تقارب الهيموجلوبين مع O2 وتفعيل دخوله إلى الأنسجة. رفع الرقم الهيدروجينييزيد من الألفة وينقل المنحنى إلى اليسار - يزداد تدفق الأكسجين إلى الدم. يسمى تأثير الرقم الهيدروجيني على تقارب الهيموجلوبين مع 02 تأثير بور.يلعب تأثير بور دورا هاما في وظيفة نقل الغازات في الدم في العديد من الحالات الطبيعية والمرضية. يساعد تكوين كمية كبيرة من ثاني أكسيد الكربون في الأنسجة على زيادة إطلاق 02 عن طريق تقليل ألفة الهيموجلوبين مع 02، كما أن إطلاق ثاني أكسيد الكربون في الرئتين، مما يؤدي إلى تقليل درجة حموضة الدم، على العكس من ذلك، يحسن الأوكسجين. يؤثر ثاني أكسيد الكربون أيضًا على منحنى تفكك الأوكسيهيموجلوبين.

مع انخفاض درجة الحرارة، يتباطأ إطلاق 02 بواسطة أوكسي هيموجلوبين، وتؤدي الزيادة في درجة الحرارة إلى تسريع هذه العملية.

المؤشر الذي يميز شدة استخدام الأنسجة للأكسجين هو الفرق في مستوى أوكسي هيموجلوبين في الدم المتدفق والخارج (فرق الأكسجين الشرياني الوريدي، AVR-02).

وبالتالي، يتم تعويض الغياب العملي لاحتياطيات الأكسجين في الجسم من خلال إمكانية حدوث زيادة حادة في استخدامه من مجرى الدم بسبب زيادة AVR-02. إن الأداء المكثف للأنسجة، عندما يتشكل المزيد من ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين وترتفع درجة الحرارة، يخلق الظروف الملائمة لزيادة توصيل الأكسجين إلى الخلايا.

التسمم بأول أكسيد الكربون.

يمتلك أول أكسيد الكربون (CO) ألفة أكبر (حوالي 350 مرة) للهيموجلوبين من الأكسجين. لذلك، حتى عند التركيزات المنخفضة جدًا في الهواء، وبالتالي في الدم، تتشكل مركبات كربوكسي هيموغلوبين (HbCO). نظرًا لحقيقة أن هذه المركبات مستقرة، فإن قدرة الهيموجلوبين على ربط الأكسجين تنخفض بشكل حاد. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن ثاني أكسيد الكربون يرتبط بجزيئات الحديد في الكيمياء، وفي الوقت نفسه ينتقل منحنى التفكك إلى اليسار. ونتيجة لذلك، حتى جزيئات الهيموجلوبين الحرة تتفاعل بشكل أسوأ مع الأكسجين.

يحدث تفكك كربوكسي هيموغلوبين ببطء شديد، لذلك في حالة التسمم الخفيف، يجب إخراج الضحية إلى الهواء النقي أو إعطاء الأكسجين للتنفس.