Транспорт кислорода

Из Транспорт кислорода представляет собой физиологический процесс в организме, при котором кислород транспортируется от альвеол ко всем клеткам тела. Это включает сложные физические и химические процессы, которые тесно связаны друг с другом. Если эти процессы нарушены, организм может получать недостаточно кислорода.

Что такое транспорт кислорода?

Углеводы, жиры и белки окисляются для выработки энергии в организме. Это окисление также известно как горение и требует в качестве реагента кислорода. Однако окисление должно происходить во всех клетках тела для выработки энергии, поэтому необходимо равномерно транспортировать кислород в воздухе, необходимый для этого, от альвеол легких ко всем областям тела. Это можно сделать только с помощью транспортировки кислорода.

Транспорт кислорода зависит от определенных физических и химических влияющих переменных и факторов. Есть два возможных вида транспорта. Большая часть кислорода обратимо связана с атомом железа в гемоглобине через сложную связь. В меньшей степени кислород также может растворяться непосредственно в плазме крови.

Кислород диффундирует из легочных альвеол (альвеол) в плазму крови. Чем выше парциальное давление в альвеолах, тем больше кислорода попадает в кровь. Богатая кислородом кровь сначала течет в левый желудочек, а оттуда транспортируется в виде артериальной крови по артериям к органам-мишеням и клеткам-мишеням.

Как обратимо связанный с гемоглобином, так и свободно растворенный в плазме крови кислород высвобождаются и достигают отдельных клеток. Именно здесь образуется углекислый газ, являющийся продуктом горения, который вместе с неиспользованным кислородом возвращается в легочную артерию через венозный кровоток. В легких выделяется и выдыхается углекислый газ, и в то же время через альвеолы ​​в кровь поступает новый кислород.

Функция и задача

Самая важная функция транспорта кислорода - равномерное распределение вдыхаемого кислорода по всем клеткам тела. Это представляет собой самую большую проблему переноса кислорода.

В клетках организма источники энергии - углеводы, жиры и белки - окисляются с выделением энергии. Энергия поддерживает все жизненные процессы. Если прекратить подачу кислорода, пораженные клетки погибнут. Когда потребность в кислороде выше, например, во время физической работы, необходимо транспортировать больше кислорода, чем во время фаз отдыха.

В таком случае необходимо, чтобы разница в концентрации кислорода между легочными альвеолами и плазмой крови была выше, чем при более низкой потребности. Соответственно увеличивается частота дыхания и пульса. Парциальное давление кислорода увеличивается. Таким образом, больше кислорода растворяется в плазме крови или связывается в гемоглобине.

Гемоглобин образует сложные соединения с железом, которые могут связывать еще больше молекул кислорода после того, как первая молекула кислорода будет поглощена. Основная единица гемоглобина, гем, представляет собой комплекс железа (II) с четырьмя молекулами глобина.Атом железа гема может связывать до четырех молекул кислорода. Когда связывается первая молекула кислорода, конформация гема изменяется таким образом, что дальнейшее поглощение кислорода становится еще проще. Цвет гемоглобина меняется с темно-красного на светло-красный.

Нагрузка гемоглобина зависит от нескольких тесно связанных физических и химических факторов. Возникает кооперативный эффект, который проявляется в увеличении сродства гемоглобина к кислороду с его более высокой загрузкой.

Однако низкое значение pH с высоким парциальным давлением двуокиси углерода способствует полному высвобождению кислорода из гемоглобина. То же самое касается повышения температуры. Изменения в этих физических условиях происходят в контексте различных состояний активности тела, так что снабжение организма кислородом оптимально координируется с нормально функционирующим транспортом кислорода.

Здесь вы можете найти свое лекарство

Болезни и недуги

Если организм перестает оптимально снабжаться кислородом, это может привести к функциональным ограничениям и отказу пораженных органов. Кислород не может храниться в организме. Следовательно, необходимо постоянно поддерживать активный транспорт кислорода на протяжении всех жизненных процессов. Однако, если подача кислорода прерывается только на несколько минут, результатом часто является необратимое повреждение органа или даже отказ органа.

Оптимально функционирующее кровообращение является предпосылкой бесперебойной транспортировки кислорода. Нарушения системы кровообращения из-за артериосклеротических изменений сосудов, сгустков крови или закупорки могут значительно ухудшить снабжение организма кислородом.

Если кровеносные сосуды сужаются, артериальное давление повышается, чтобы обеспечивать кислородом органы. В случае сердечного приступа, инсульта или тромбоэмболии легочной артерии кровоснабжение и, следовательно, подача кислорода могут быть полностью заблокированы.

Другими причинами недостаточного поступления кислорода в организм являются различные сердечные заболевания, связанные со снижением насосной способности. К ним относятся общая сердечная недостаточность, сердечная аритмия или воспалительные заболевания сердца. В конечном итоге они больше не вызывают достаточное количество крови для достижения соответствующих органов-мишеней.

Однако недостаточное снабжение организма кислородом также может быть следствием болезней крови или некоторых видов отравлений. Например, молекула окиси углерода конкурирует с молекулой кислорода за участки связывания в гемоглобине из-за аналогичной молекулярной структуры. Следовательно, отравление угарным газом - это не что иное, как недостаточное поступление кислорода, которое может привести к смерти от удушья.

Кроме того, существуют различные генетические заболевания крови, которые влияют на структуру гемоглобина и вызывают хроническую кислородную недостаточность. В качестве примера можно упомянуть серповидно-клеточную анемию. Другие формы анемии (анемии) также приводят к постоянной нехватке кислорода.