લોહીની ઓક્સિજન ક્ષમતા. રક્ત દ્વારા ઓક્સિજન પરિવહનની પદ્ધતિ

સસ્તન પ્રાણીઓના શરીરમાં મોટાભાગનો ઓક્સિજન હિમોગ્લોબિન સાથેના રાસાયણિક સંયોજનના રૂપમાં લોહીમાં વહન કરવામાં આવે છે. લોહીમાં મુક્ત ઓગળેલા ઓક્સિજન માત્ર 0.3% છે. ફેફસાંની રુધિરકેશિકાઓના લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં થતી ઓક્સિજનેશન પ્રતિક્રિયા, ડીઓક્સીહેમોગ્લોબિનનું ઓક્સિહેમોગ્લોબિનમાં રૂપાંતર નીચે પ્રમાણે લખી શકાય છે:

HB + 4O 2 ⇄ Hb(O 2 ) 4

આ પ્રતિક્રિયા ખૂબ જ ઝડપથી થાય છે - ઓક્સિજન સાથે હિમોગ્લોબિનનો અર્ધ-સંતૃપ્તિ સમય લગભગ 3 મિલીસેકંડ છે. હિમોગ્લોબિનમાં બે અદ્ભુત ગુણધર્મો છે જે તેને એક આદર્શ ઓક્સિજન વાહક બનવા દે છે. પ્રથમ ઓક્સિજનને જોડવાની ક્ષમતા છે, અને બીજું તેને આપવાનું છે. બહાર વળે ઓક્સિજનને જોડવા અને છોડવાની હિમોગ્લોબિનની ક્ષમતા લોહીમાં ઓક્સિજનના તણાવ પર આધારિત છે.ચાલો લોહીમાં ઓક્સિજનના તાણ પર ઓક્સિજનયુક્ત હિમોગ્લોબિનની માત્રાની અવલંબનને ગ્રાફિકલી રીતે દર્શાવવાનો પ્રયાસ કરીએ, અને પછી આપણે શોધી શકીશું: કયા કિસ્સાઓમાં હિમોગ્લોબિન ઓક્સિજન ઉમેરે છે, અને કયા કિસ્સામાં તે તેને મુક્ત કરે છે. હિમોગ્લોબિન અને ઓક્સિહેમોગ્લોબિન પ્રકાશ કિરણોને અલગ રીતે શોષી લે છે, તેથી તેમની સાંદ્રતા સ્પેક્ટ્રોમેટ્રિક પદ્ધતિઓ દ્વારા નક્કી કરી શકાય છે.

ઓક્સિજનને જોડવા અને છોડવાની હિમોગ્લોબિનની ક્ષમતાને પ્રતિબિંબિત કરતા આલેખને "ઓક્સિહેમોગ્લોબિન વિયોજન વળાંક" કહેવામાં આવે છે. આ ગ્રાફમાં એબ્સીસા અક્ષ રક્તમાં કુલ હિમોગ્લોબિનના ટકાવારી તરીકે ઓક્સિહિમોગ્લોબિનની માત્રા દર્શાવે છે, અને ઓર્ડિનેટ અક્ષ રક્તમાં mmHg માં ઓક્સિજન તણાવ દર્શાવે છે. કલા.

આકૃતિ 9A. સામાન્ય ઓક્સિહેમોગ્લોબિન વિયોજન વળાંક

ચાલો ઓક્સિજન પરિવહનના તબક્કાઓ અનુસાર આલેખને ધ્યાનમાં લઈએ: ઉચ્ચતમ બિંદુ પલ્મોનરી રુધિરકેશિકાઓના લોહીમાં જોવા મળતા ઓક્સિજન તણાવને અનુરૂપ છે - 100 mm Hg. (મૂર્ધન્ય હવા જેટલી જ રકમ). આલેખ બતાવે છે કે આ વોલ્ટેજ પર, તમામ હિમોગ્લોબિન ઓક્સિહેમોગ્લોબિનના સ્વરૂપમાં ફેરવાય છે - તે સંપૂર્ણપણે ઓક્સિજનથી સંતૃપ્ત થાય છે. ચાલો ગણતરી કરવાનો પ્રયાસ કરીએ કે કેટલી ઓક્સિજન હિમોગ્લોબિનને બાંધે છે. હિમોગ્લોબિનનો એક છછુંદર 4 મોલ્સને બાંધી શકે છે વિશે 2 , અને Hb નું 1 ગ્રામ આદર્શ રીતે O 2 ના 1.39 ml જોડે છે, પરંતુ વ્યવહારમાં 1.34 મિલી. લોહીમાં હિમોગ્લોબિન સાંદ્રતા સાથે, ઉદાહરણ તરીકે, 140 ગ્રામ/લિટર, બંધાયેલા ઓક્સિજનની માત્રા 140 × 1.34 = 189.6 મિલી/લિટર રક્ત હશે. જો હિમોગ્લોબિન સંપૂર્ણપણે સંતૃપ્ત થઈ જાય તો ઓક્સિજન જેટલો ઓક્સિજન બાંધી શકે છે તેને બ્લડ ઓક્સિજન ક્ષમતા (બીઓસી) કહેવાય છે. અમારા કિસ્સામાં, KEK = 189.6 મિલી.

ચાલો આપણે હિમોગ્લોબિનના એક મહત્વપૂર્ણ લક્ષણ પર ધ્યાન આપીએ - જ્યારે લોહીમાં ઓક્સિજનનું તાણ ઘટીને 60 mm Hg થાય છે, ત્યારે સંતૃપ્તિ વર્ચ્યુઅલ રીતે યથાવત રહે છે - લગભગ તમામ હિમોગ્લોબિન ઓક્સિહિમોગ્લોબિનના સ્વરૂપમાં હાજર હોય છે. જ્યારે પર્યાવરણમાં તેની સામગ્રી ઘટે છે ત્યારે આ સુવિધા તમને ઓક્સિજનની મહત્તમ સંભવિત માત્રાને બાંધવાની મંજૂરી આપે છે (ઉદાહરણ તરીકે, 3000 મીટર સુધીની ઊંચાઈએ).

વિયોજન વળાંકમાં s-આકારનું પાત્ર છે, જે હિમોગ્લોબિન સાથે ઓક્સિજનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની વિચિત્રતા સાથે સંકળાયેલું છે. હિમોગ્લોબિન પરમાણુ તબક્કામાં 4 ઓક્સિજન પરમાણુઓને જોડે છે. પ્રથમ અણુનું બંધન નાટ્યાત્મક રીતે બંધન ક્ષમતામાં વધારો કરે છે, અને બીજા અને ત્રીજા અણુઓ તે જ કરે છે. આ અસરને ઓક્સિજનની સહકારી ક્રિયા કહેવામાં આવે છે

ધમનીય રક્ત પ્રણાલીગત પરિભ્રમણમાં પ્રવેશ કરે છે અને પેશીઓને પહોંચાડે છે. પેશીઓમાં ઓક્સિજન તણાવ, જેમ કે કોષ્ટક 2 પરથી જોઈ શકાય છે, તે 0 થી 20 mm Hg સુધીની છે. આર્ટ., શારીરિક રીતે ઓગળેલા ઓક્સિજનની થોડી માત્રા પેશીઓમાં ફેલાય છે, લોહીમાં તેનું તાણ ઘટે છે. ઓક્સિજન તણાવમાં ઘટાડો ઓક્સિહેમોગ્લોબિનના વિયોજન અને ઓક્સિજનના પ્રકાશન સાથે છે. સંયોજનમાંથી મુક્ત થયેલ ઓક્સિજન શારીરિક રીતે ઓગળી જાય છે અને વોલ્ટેજ ઢાળ સાથે પેશીઓમાં પ્રસરી શકે છે. રુધિરકેશિકાના વેનિસ છેડે, ઓક્સિજન તણાવ 40 mm Hg છે, જે આશરે 73% હિમોગ્લોબિન સંતૃપ્તિને અનુરૂપ છે. વિયોજન વળાંકનો ઊભો ભાગ શરીરના પેશીઓ માટેના સામાન્ય ઓક્સિજન તણાવને અનુરૂપ છે - 35 mmHg અને નીચે.

આમ, હિમોગ્લોબિન ડિસોસિએશન કર્વ રક્તમાં ઓક્સિજનનું તાણ વધારે હોય તો હિમોગ્લોબિનની ઓક્સિજન સ્વીકારવાની ક્ષમતા અને જ્યારે ઓક્સિજનનું તાણ ઘટે ત્યારે તેને છોડવાની ક્ષમતા દર્શાવે છે.

પેશીઓમાં ઓક્સિજનનું સંક્રમણ પ્રસરણ દ્વારા થાય છે, અને તે ફિકના કાયદા દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે, અને તેથી તે ઓક્સિજન તણાવના ઢાળ પર આધાર રાખે છે.

તમે શોધી શકો છો કે પેશી દ્વારા કેટલો ઓક્સિજન કાઢવામાં આવે છે. આ કરવા માટે, તમારે ધમનીના રક્તમાં અને ચોક્કસ વિસ્તારમાંથી વહેતા વેનિસ રક્તમાં ઓક્સિજનની માત્રા નક્કી કરવાની જરૂર છે. ધમની રક્ત, જેમ કે અમે ગણતરી કરી શક્યા હતા (KEK), તેમાં 180-200 મિલી હોય છે. પ્રાણવાયુ. બાકીના સમયે વેનિસ રક્તમાં લગભગ 120 મિલી હોય છે. પ્રાણવાયુ. ચાલો ઓક્સિજન વપરાશ દરની ગણતરી કરવાનો પ્રયાસ કરીએ: 180 મિલી. - 120 મિલી. = 60 ml. એ પેશીઓ દ્વારા કાઢવામાં આવેલ ઓક્સિજનની માત્રા છે, 60 ml./180  100 = 33%. પરિણામે, ઓક્સિજનનો ઉપયોગ દર 33% છે (સામાન્ય રીતે 25 થી 40% સુધી). આ ડેટા પરથી જોઈ શકાય છે તેમ, તમામ ઓક્સિજનનો ઉપયોગ પેશીઓ દ્વારા થતો નથી. સામાન્ય રીતે, લગભગ 1000 મિલી એક મિનિટમાં પેશીઓને પહોંચાડવામાં આવે છે. પ્રાણવાયુ. જ્યારે પુનઃપ્રાપ્તિ દરને ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે, ત્યારે તે સ્પષ્ટ છે કે 250 થી 400 ml સુધીની પેશીઓ પુનઃપ્રાપ્ત થાય છે. ઓક્સિજન પ્રતિ મિનિટ, બાકીનો ઓક્સિજન શિરાયુક્ત રક્તના ભાગરૂપે હૃદયમાં પાછો આવે છે. ભારે સ્નાયુબદ્ધ કાર્ય સાથે, ઉપયોગ દર વધીને 50-60% થાય છે.

જો કે, ઓક્સિજનની માત્રા કે જે પેશીઓ મેળવે છે તે માત્ર ઉપયોગ દર પર આધારિત નથી. જ્યારે આંતરિક વાતાવરણ અને તે પેશીઓ જ્યાં ઓક્સિજન પ્રસરણ થાય છે ત્યાં પરિસ્થિતિઓ બદલાય છે, ત્યારે હિમોગ્લોબિનના ગુણધર્મો બદલાઈ શકે છે. હિમોગ્લોબિનના ગુણધર્મોમાં ફેરફાર ગ્રાફમાં પ્રતિબિંબિત થાય છે અને તેને "વળાંક પાળી" કહેવામાં આવે છે.ચાલો વળાંક પર એક મહત્વપૂર્ણ બિંદુ નોંધીએ - ઓક્સિજન સાથે હિમોગ્લોબિનનું અર્ધ-સંતૃપ્તિ બિંદુ 27 mm Hg ના ઓક્સિજન તણાવ પર જોવા મળે છે. આર્ટ., આ વોલ્ટેજ પર, 50% હિમોગ્લોબિન ઓક્સિહેમોગ્લોબિનના સ્વરૂપમાં છે, 50% ડીઓક્સિહેમોગ્લોબિનના સ્વરૂપમાં છે, તેથી 50% બંધાયેલ ઓક્સિજન મફત છે (આશરે 100 મિલી/લિ). જો પેશીઓમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, હાઇડ્રોજન આયન અને તાપમાનની સાંદ્રતા વધે છે, તો પછી વળાંક જમણી તરફ જાય છે. આ કિસ્સામાં, અર્ધ-સંતૃપ્તિ બિંદુ ઓક્સિજન તણાવના ઉચ્ચ મૂલ્યો તરફ જશે - પહેલેથી જ 40 mm Hg ના વોલ્ટેજ પર. કલા. 50% ઓક્સિજન છોડવામાં આવશે (આકૃતિ 9B). સઘન રીતે કામ કરતા પેશીઓમાં હિમોગ્લોબિન વધુ સરળતાથી ઓક્સિજન છોડશે. હિમોગ્લોબિનના ગુણધર્મોમાં ફેરફાર નીચેના કારણોસર થાય છે: એસિડીકરણકાર્બન ડાયોક્સાઇડની સાંદ્રતામાં વધારો થવાના પરિણામે પર્યાવરણ બે રીતે કાર્ય કરે છે: 1) હાઇડ્રોજન આયનોની સાંદ્રતામાં વધારો ઓક્સિહિમોગ્લોબિન દ્વારા ઓક્સિજનના પ્રકાશનને પ્રોત્સાહન આપે છે કારણ કે હાઇડ્રોજન આયનો ડીઓક્સિહેમોગ્લોબિન સાથે વધુ સરળતાથી જોડાય છે, 2) કાર્બનનું સીધું બંધન હિમોગ્લોબિન પરમાણુના પ્રોટીન ભાગમાં ડાયોક્સાઈડ ઓક્સિજન માટે તેની લાગણી ઘટાડે છે; 2,3-ડિફોસ્ફોગ્લિસેરેટની સાંદ્રતામાં વધારો, જે એનારોબિક ગ્લાયકોલિસિસની પ્રક્રિયા દરમિયાન દેખાય છે અને તે હિમોગ્લોબિન પરમાણુના પ્રોટીન ભાગમાં પણ સંકલિત થાય છે અને ઓક્સિજન માટે તેની આકર્ષણ ઘટાડે છે.

વળાંકની ડાબી તરફની પાળી જોવા મળે છે, ઉદાહરણ તરીકે, ગર્ભમાં, જ્યારે લોહીમાં ગર્ભ હિમોગ્લોબિનનો મોટો જથ્થો જોવા મળે છે.

આકૃતિ 9 B. આંતરિક પર્યાવરણીય પરિમાણોમાં ફેરફારોની અસર

- આ એક શારીરિક પ્રક્રિયા છે જે શરીરમાં ઓક્સિજનના પ્રવેશ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડને દૂર કરવાની ખાતરી આપે છે. શ્વાસ ઘણા તબક્કામાં થાય છે:

• બાહ્ય શ્વસન (વેન્ટિલેશન);
• (મૂર્ધન્ય હવા અને પલ્મોનરી પરિભ્રમણની રુધિરકેશિકાઓના રક્ત વચ્ચે);
• રક્ત દ્વારા વાયુઓનું પરિવહન;
• પેશીઓમાં વાયુઓનું વિનિમય (પ્રણાલીગત પરિભ્રમણ અને પેશી કોશિકાઓના રુધિરકેશિકાઓના રક્ત વચ્ચે);
• આંતરિક શ્વસન (સેલ મિટોકોન્ડ્રિયામાં જૈવિક ઓક્સિડેશન).

પ્રથમ ચાર પ્રક્રિયાઓનું અન્વેષણ કરે છે. બાયોકેમિસ્ટ્રી કોર્સમાં આંતરિક શ્વસનની ચર્ચા કરવામાં આવે છે.

2.4.1. રક્ત દ્વારા ઓક્સિજનનું પરિવહન

કાર્યાત્મક ઓક્સિજન પરિવહન સિસ્ટમ- રક્તવાહિની તંત્ર, રક્ત અને તેમના નિયમનકારી મિકેનિઝમ્સની રચનાઓનો સમૂહ, ગતિશીલ સ્વ-નિયમનકારી સંસ્થા બનાવે છે, તેના તમામ ઘટક તત્વોની પ્રવૃત્તિ રક્ત અને પેશી કોશિકાઓ વચ્ચે પ્રસરણ શૂન્ય અને pO2 ના ગ્રેડિએન્ટ્સ બનાવે છે અને પૂરતા પ્રમાણમાં પુરવઠાની ખાતરી કરે છે. શરીરને ઓક્સિજન.

તેની કામગીરીનો હેતુ ઓક્સિજનની માંગ અને વપરાશ વચ્ચેના તફાવતને ઘટાડવાનો છે. ઓક્સિજનના ઉપયોગ માટે ઓક્સિડેઝ પાથવે, ટીશ્યુ શ્વસન સાંકળના મિટોકોન્ડ્રિયામાં ઓક્સિડેશન અને ફોસ્ફોરીલેશન સાથે સંકળાયેલ, તંદુરસ્ત શરીરમાં સૌથી વધુ ક્ષમતા ધરાવે છે (આશરે 96-98% ઓક્સિજનનો ઉપયોગ થાય છે). શરીરમાં ઓક્સિજન પરિવહનની પ્રક્રિયાઓ પણ તેને પ્રદાન કરે છે એન્ટીઑકિસડન્ટ રક્ષણ.

• હાયપરૉક્સિયા- શરીરમાં ઓક્સિજનની માત્રામાં વધારો.
• હાયપોક્સિયા -શરીરમાં ઓક્સિજનની સામગ્રીમાં ઘટાડો.
• હાયપરકેપનિયા- શરીરમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું પ્રમાણ વધે છે.
• હાયપરકેપનેમિયા- લોહીમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડના સ્તરમાં વધારો.
• હાયપોકેપનિયા- શરીરમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું પ્રમાણ ઘટે છે.
• હાયપોકેપેમિયા -લોહીમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું ઓછું સ્તર.

ચોખા. 1. શ્વાસની પ્રક્રિયાઓની યોજના

ઓક્સિજન વપરાશ- સમયના એકમ દીઠ શરીર દ્વારા શોષાયેલ ઓક્સિજનની માત્રા (બાકીના સમયે 200-400 મિલી/મિનિટ).

રક્ત ઓક્સિજન સંતૃપ્તિની ડિગ્રી- લોહીમાં ઓક્સિજનની સામગ્રી અને તેની ઓક્સિજન ક્ષમતાનો ગુણોત્તર.

રક્તમાં વાયુઓની માત્રા સામાન્ય રીતે વોલ્યુમ ટકાવારી (વોલ%) તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે. આ સૂચક 100 મિલી લોહીમાં જોવા મળતા મિલીલીટરમાં ગેસનું પ્રમાણ દર્શાવે છે.

ઓક્સિજન રક્ત દ્વારા બે સ્વરૂપોમાં વહન કરવામાં આવે છે:

• ભૌતિક વિસર્જન (0.3 વોલ્યુમ%);
• હિમોગ્લોબિન (15-21 વોલ્યુમ%) ના કારણે.

એક હિમોગ્લોબિન પરમાણુ કે જે ઓક્સિજન સાથે સંકળાયેલ નથી તે Hb પ્રતીક દ્વારા નિયુક્ત કરવામાં આવે છે, અને જે ઓક્સિજન (ઓક્સિહિમોગ્લોબિન) સાથે જોડાયેલ હોય તેને HbO 2 દ્વારા નિયુક્ત કરવામાં આવે છે. હિમોગ્લોબિનમાં ઓક્સિજનના ઉમેરાને ઓક્સિજનેશન (સંતૃપ્તિ) કહેવામાં આવે છે અને ઓક્સિજનના પ્રકાશનને ડિઓક્સિજનેશન અથવા રિડક્શન (ડિસેચ્યુરેશન) કહેવામાં આવે છે. હિમોગ્લોબિન ઓક્સિજનના બંધન અને પરિવહનમાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે. એક હિમોગ્લોબિન પરમાણુ, જ્યારે સંપૂર્ણપણે ઓક્સિજનયુક્ત હોય છે, ત્યારે ચાર ઓક્સિજન પરમાણુઓ જોડે છે. એક ગ્રામ હિમોગ્લોબિન 1.34 મિલી ઓક્સિજનને બાંધે છે અને પરિવહન કરે છે. લોહીમાં હિમોગ્લોબિનનું પ્રમાણ જાણવાથી, લોહીની ઓક્સિજન ક્ષમતાની ગણતરી કરવી સરળ છે.

બ્લડ ઓક્સિજન ક્ષમતા- આ હિમોગ્લોબિન સાથે સંકળાયેલ ઓક્સિજનની માત્રા છે જે 100 મિલી લોહીમાં જોવા મળે છે જ્યારે તે ઓક્સિજનથી સંપૂર્ણ રીતે સંતૃપ્ત થાય છે. જો લોહીમાં 15 ગ્રામ% હિમોગ્લોબિન હોય, તો લોહીની ઓક્સિજન ક્ષમતા 15 હશે. 1.34 = 20.1 મિલી ઓક્સિજન.

સામાન્ય સ્થિતિમાં, હિમોગ્લોબિન પલ્મોનરી રુધિરકેશિકાઓમાં ઓક્સિજનને બાંધે છે અને વિશિષ્ટ ગુણધર્મોને કારણે તેને પેશીઓમાં મુક્ત કરે છે જે સંખ્યાબંધ પરિબળો પર આધારિત છે. હિમોગ્લોબિન દ્વારા ઓક્સિજનના બંધન અને મુક્તિને પ્રભાવિત કરતું મુખ્ય પરિબળ એ લોહીમાં ઓક્સિજન તણાવનું પ્રમાણ છે, જે તેમાં ઓગળેલા ઓક્સિજનની માત્રા પર આધાર રાખે છે. તેના વોલ્ટેજ પર હિમોગ્લોબિન દ્વારા ઓક્સિજન બંધનકર્તાની અવલંબન ઓક્સિહેમોગ્લોબિન ડિસોસિએશન કર્વ (ફિગ. 2.7) તરીકે ઓળખાતા વળાંક દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે. ગ્રાફ પર, ઊભી રેખા ઓક્સિજન (%HbO 2) સાથે સંકળાયેલા હિમોગ્લોબિન પરમાણુઓની ટકાવારી બતાવે છે, અને આડી રેખા ઓક્સિજન તણાવ (pO 2) દર્શાવે છે. વળાંક રક્ત પ્લાઝ્મામાં ઓક્સિજન તણાવના આધારે %HbO 2 માં ફેરફારને પ્રતિબિંબિત કરે છે. તે 10 અને 60 mm Hg ની વોલ્ટેજ શ્રેણીમાં કિંક સાથે S-આકાર ધરાવે છે. કલા. જો પ્લાઝ્મામાં pO 2 વધુ બને છે, તો ઓક્સિજન તણાવમાં વધારો સાથે હિમોગ્લોબિનનું ઓક્સિજન લગભગ રેખીય રીતે વધવાનું શરૂ કરે છે.

ચોખા. 2. વિયોજન વણાંકો: a - સમાન તાપમાને (T = 37 ° C) અને વિવિધ pCO 2: સામાન્ય સ્થિતિમાં I-oxymyoglobin (pCO 2 = 40 mm Hg); 2 - સામાન્ય સ્થિતિમાં ઓકેનહેમોગ્લોબિન (pCO 2 = 40 mm Hg); 3 - ઓકેનહેમોગ્લોબિન (pCO 2 = 60 mm Hg); b - સમાન рС0 2 (40 mm Hg) અને વિવિધ તાપમાને

ઓક્સિજન સાથે હિમોગ્લોબિનની બંધનકર્તા પ્રતિક્રિયા ઉલટાવી શકાય તેવું છે અને તે ઓક્સિજન માટે હિમોગ્લોબિનની લગાવ પર આધાર રાખે છે, જે બદલામાં, લોહીમાં ઓક્સિજનના તણાવ પર આધારિત છે:

મૂર્ધન્ય હવામાં ઓક્સિજનના સામાન્ય આંશિક દબાણ પર, જે લગભગ 100 mm Hg છે. આર્ટ., આ ગેસ એલ્વેલીની રુધિરકેશિકાઓના લોહીમાં ફેલાય છે, જે એલ્વેલીમાં ઓક્સિજનના આંશિક દબાણની નજીક વોલ્ટેજ બનાવે છે. આ પરિસ્થિતિઓમાં ઓક્સિજન માટે હિમોગ્લોબિનનું આકર્ષણ વધે છે. ઉપરોક્ત સમીકરણ પરથી તે સ્પષ્ટ છે કે પ્રતિક્રિયા ઓકેનહેમોગ્લોબિનની રચના તરફ વળે છે. એલ્વેઓલીમાંથી વહેતા ધમનીના રક્તમાં હિમોગ્લોબિનનું ઓક્સિજનેશન 96-98% સુધી પહોંચે છે. નાના અને મોટા વર્તુળો વચ્ચે લોહીના પ્રવાહને કારણે, પ્રણાલીગત પરિભ્રમણની ધમનીઓમાં હિમોગ્લોબિન ઓક્સિજનનું પ્રમાણ થોડું ઓછું થાય છે, જેનું પ્રમાણ 94-98% છે.

ઓક્સિજન માટે હિમોગ્લોબિનનું આકર્ષણ ઓક્સિજન તણાવ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે જેમાં 50% હિમોગ્લોબિન પરમાણુઓ ઓક્સિજનયુક્ત હોય છે. તેને કહેવાય છે અર્ધ-સંતૃપ્તિ વોલ્ટેજઅને પ્રતીક P50 દ્વારા નિયુક્ત કરવામાં આવે છે. P50 માં વધારો ઓક્સિજન માટે હિમોગ્લોબિનના આકર્ષણમાં ઘટાડો સૂચવે છે, અને તેનો ઘટાડો વધારો સૂચવે છે. P50 સ્તર ઘણા પરિબળોથી પ્રભાવિત છે: તાપમાન, પર્યાવરણની એસિડિટી, CO 2 ટેન્શન અને એરિથ્રોસાઇટમાં 2,3-ડિફોસ્ફોગ્લિસેરેટની સામગ્રી. શિરાયુક્ત રક્ત માટે, P50 27 mmHg ની નજીક છે. આર્ટ., અને ધમની માટે - 26 mm Hg થી. કલા.

માઇક્રોકાર્ક્યુલેટરી રક્તવાહિનીઓના લોહીમાંથી, ઓક્સિજન તેના વોલ્ટેજ ઢાળ દ્વારા સતત પેશીઓમાં ફેલાય છે અને લોહીમાં તેનું તાણ ઘટે છે. તે જ સમયે, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ તણાવ, એસિડિટી અને પેશી રુધિરકેશિકાઓના રક્તનું તાપમાન વધે છે. આની સાથે ઓક્સિજન માટે હિમોગ્લોબિનના આકર્ષણમાં ઘટાડો અને મુક્ત ઓક્સિજનના પ્રકાશન સાથે ઓક્સિહિમોગ્લોબિનનું ઝડપી વિયોજન થાય છે, જે પેશીઓમાં ઓગળી જાય છે અને ફેલાય છે. હિમોગ્લોબિન અને તેના પ્રસાર સાથેના જોડાણથી ઓક્સિજન મુક્ત થવાનો દર 94% થી વધુ ધમનીના રક્તમાં HbO 2 સામગ્રી સાથે, પેશીઓની જરૂરિયાતોને સંતોષે છે (ઓક્સિજનની ઉણપ પ્રત્યે અત્યંત સંવેદનશીલ લોકો સહિત). જ્યારે HbO 2 ની સામગ્રી 94% થી ઓછી થઈ જાય છે, ત્યારે હિમોગ્લોબિન સંતૃપ્તિને સુધારવા માટે પગલાં લેવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે, અને જ્યારે સામગ્રી 90% હોય છે, ત્યારે પેશીઓ ઓક્સિજન ભૂખમરો અનુભવે છે અને ઓક્સિજનના વિતરણને સુધારવા માટે તાત્કાલિક પગલાં લેવા જરૂરી છે. તેમને.

એવી સ્થિતિ કે જેમાં હિમોગ્લોબિન ઓક્સિજનેશન 90% થી ઓછું થઈ જાય છે અને રક્ત પીઓ 2 60 mmHg ની નીચે આવે છે. કલા., કહેવાય છે હાયપોક્સેમિયા

ફિગમાં બતાવેલ છે. O 2 માટે Hb ની સંલગ્નતાના 2.7 સૂચકાંકો સામાન્ય, સામાન્ય શરીરના તાપમાન અને 40 mm Hg ના ધમની રક્તમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ તણાવ પર જોવા મળે છે. કલા. જેમ જેમ લોહીમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ તણાવ અથવા H+ પ્રોટોનની સાંદ્રતા વધે છે, તેમ ઓક્સિજન માટે હિમોગ્લોબિનનું આકર્ષણ ઘટે છે અને HbO 2 વિયોજન વળાંક જમણી તરફ જાય છે. આ ઘટનાને બોહર અસર કહેવામાં આવે છે. શરીરમાં, પીસીઓ 2 માં વધારો પેશી રુધિરકેશિકાઓમાં થાય છે, જે હિમોગ્લોબિનના ડીઓક્સિજનેશન અને પેશીઓને ઓક્સિજન પહોંચાડે છે. એરિથ્રોસાઇટ્સમાં 2,3-ડિફોસ્ફોગ્લિસેરેટના સંચય સાથે પણ ઓક્સિજન માટે હિમોગ્લોબિનના આકર્ષણમાં ઘટાડો થાય છે. 2,3-ડિફોસ્ફોગ્લિસેરેટના સંશ્લેષણ દ્વારા, શરીર HbO 2 વિયોજનના દરને પ્રભાવિત કરી શકે છે. વૃદ્ધ લોકોમાં, લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં આ પદાર્થની સામગ્રીમાં વધારો થાય છે, જે પેશીઓના હાયપોક્સિયાના વિકાસને અટકાવે છે.

શરીરના તાપમાનમાં વધારો ઓક્સિજન માટે હિમોગ્લોબિનનું આકર્ષણ ઘટાડે છે. જો શરીરનું તાપમાન ઘટે છે, તો પછી HbO 2 વિયોજન વળાંક ડાબી તરફ જાય છે. હિમોગ્લોબિન વધુ સક્રિય રીતે ઓક્સિજન મેળવે છે, પરંતુ તેને ઓછી માત્રામાં પેશીઓમાં મુક્ત કરે છે. આ એક કારણ છે કે જ્યારે ઠંડા (4-12 °C) પાણીમાં પ્રવેશે છે, ત્યારે સારા તરવૈયાઓ પણ ઝડપથી સ્નાયુઓની અગમ્ય નબળાઈ અનુભવે છે. હાથપગના સ્નાયુઓના હાયપોથર્મિયા અને હાયપોક્સિયા બંનેમાં રક્ત પ્રવાહમાં ઘટાડો અને HbO 2 ના ઘટાડાને કારણે વિકસે છે.

HbO 2 વિયોજન વળાંકના અભ્યાસક્રમના વિશ્લેષણથી, તે સ્પષ્ટ છે કે મૂર્ધન્ય હવામાં pO 2 સામાન્ય 100 mm Hg થી ઘટાડી શકાય છે. કલા. 90 mm Hg સુધી આર્ટ., અને હિમોગ્લોબિન ઓક્સિજન જીવન પ્રવૃત્તિ સાથે સુસંગત સ્તરે રહેશે (તે માત્ર 1-2% ઘટશે). ઓક્સિજન માટે હિમોગ્લોબિનનું આકર્ષણનું આ લક્ષણ શરીરને વેન્ટિલેશનમાં ઘટાડો અને વાતાવરણીય દબાણમાં ઘટાડો (ઉદાહરણ તરીકે, પર્વતોમાં રહેવું) સાથે અનુકૂલન કરવાની મંજૂરી આપે છે. પરંતુ પેશી રુધિરકેશિકાઓના લોહીમાં ઓછા ઓક્સિજન તણાવના પ્રદેશમાં (10-50 mm Hg), વળાંકનો કોર્સ તીવ્રપણે બદલાય છે. ઓક્સિજનના તાણમાં દરેક એકમના ઘટાડા માટે, મોટી સંખ્યામાં ઓક્સિહેમોગ્લોબિન પરમાણુઓ ડીઓક્સિજનયુક્ત થાય છે, લાલ રક્ત કોષોમાંથી ઓક્સિજનનો રક્ત પ્લાઝ્મામાં પ્રસાર વધે છે, અને લોહીમાં તેના તણાવને વધારીને, ઓક્સિજનના વિશ્વસનીય પુરવઠા માટે શરતો બનાવવામાં આવે છે. પેશીઓ

અન્ય પરિબળો હિમોગ્લોબિન અને ઓક્સિજન વચ્ચેના સંબંધને પણ પ્રભાવિત કરે છે. વ્યવહારમાં, એ ધ્યાનમાં લેવું મહત્વપૂર્ણ છે કે હિમોગ્લોબિન કાર્બન મોનોક્સાઇડ (CO) માટે ખૂબ જ વધારે (ઓક્સિજન કરતાં 240-300 ગણું વધારે) ધરાવે છે. CO સાથે હિમોગ્લોબિનનું સંયોજન કહેવાય છે કાર્બોક્સિહેલુગ્લોબિન. CO ઝેરના કિસ્સામાં, હાયપરિમિયાના વિસ્તારોમાં પીડિતની ત્વચા ચેરી-લાલ રંગ મેળવી શકે છે. CO પરમાણુ હેમ આયર્ન અણુ સાથે જોડાય છે અને ત્યાંથી ઓક્સિજન સાથે હિમોગ્લોબિન જોડવાની શક્યતાને અવરોધે છે. વધુમાં, CO ની હાજરીમાં, તે હિમોગ્લોબિન પરમાણુઓ કે જેઓ ઓક્સિજન સાથે સંકળાયેલા હોય છે તે તેને ઓછી માત્રામાં પેશીઓમાં મુક્ત કરે છે. HbO 2 ડિસોસિએશન કર્વ ડાબી તરફ શિફ્ટ થાય છે. જ્યારે હવામાં 0.1% CO હોય છે, ત્યારે 50% થી વધુ હિમોગ્લોબિન પરમાણુઓ કાર્બોક્સિહેમોગ્લોબિનમાં રૂપાંતરિત થાય છે, અને જ્યારે લોહીમાં 20-25% HbCO હોય છે, ત્યારે પણ વ્યક્તિને તબીબી સારવારની જરૂર હોય છે. કાર્બન મોનોક્સાઇડ ઝેરના કિસ્સામાં, તે ખાતરી કરવી મહત્વપૂર્ણ છે કે પીડિત શુદ્ધ ઓક્સિજન શ્વાસમાં લે છે. આ HbCO વિયોજનના દરમાં 20 ગણો વધારો કરે છે. સામાન્ય જીવનની સ્થિતિમાં, લોહીમાં HbCO નું પ્રમાણ 0-2% છે; સિગારેટ પીધા પછી, તે વધીને 5% કે તેથી વધુ થઈ શકે છે.

મજબૂત ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટોના પ્રભાવ હેઠળ, ઓક્સિજન હેમ આયર્ન સાથે મજબૂત રાસાયણિક બંધન રચવામાં સક્ષમ છે, જેમાં આયર્નનો અણુ તુચ્છ બની જાય છે. ઓક્સિજન સાથે હિમોગ્લોબિનનું આ સંયોજન કહેવામાં આવે છે મેથેમોગ્લોબિન.તે પેશીઓને ઓક્સિજન આપી શકતું નથી. મેથેમોગ્લોબિન ઓક્સિહેમોગ્લોબિન ડિસોસિએશન વળાંકને ડાબી તરફ ખસેડે છે, આમ પેશી રુધિરકેશિકાઓમાં ઓક્સિજનના પ્રકાશનની સ્થિતિને વધુ ખરાબ કરે છે. સામાન્ય સ્થિતિમાં સ્વસ્થ લોકોમાં, લોહીમાં ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટો (પેરોક્સાઇડ્સ, નાઇટ્રોકન્ટેનિંગ કાર્બનિક પદાર્થો, વગેરે) ના સતત સેવનને કારણે, રક્તમાં 3% હિમોગ્લોબિન મેથેમોગ્લોબિનના સ્વરૂપમાં હોઈ શકે છે.

એન્ટીઑકિસડન્ટ એન્ઝાઇમ સિસ્ટમ્સની કામગીરીને કારણે આ સંયોજનનું નીચું સ્તર જાળવવામાં આવે છે. મેથેમોગ્લોબિનનું નિર્માણ એરિથ્રોસાઇટ્સમાં હાજર એન્ટિઓક્સિડન્ટ્સ (ગ્લુટાથિઓન અને એસ્કોર્બિક એસિડ) દ્વારા મર્યાદિત છે, અને હિમોગ્લોબિનમાં તેની પુનઃસ્થાપના એરિથ્રોસાઇટ ડિહાઇડ્રોજેનેઝ એન્ઝાઇમ્સ સાથે સંકળાયેલ એન્ઝાઇમેટિક પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા થાય છે. જો આ પ્રણાલીઓ અપૂરતી હોય અથવા જો ઉચ્ચ ઓક્સિડેટીવ ગુણધર્મો ધરાવતા પદાર્થો (ઉદાહરણ તરીકે, ફેનાસેટિન, એન્ટિમેલેરીયલ દવાઓ, વગેરે) લોહીના પ્રવાહમાં વધુ પડતા પ્રવેશ કરે છે, તો msgmoglobinsmia વિકસે છે.

હિમોગ્લોબિન લોહીમાં ઓગળેલા અન્ય ઘણા પદાર્થો સાથે સરળતાથી સંપર્ક કરે છે. ખાસ કરીને, સલ્ફર ધરાવતી દવાઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી વખતે, સલ્ફહેમોગ્લોબિન રચાય છે, જે ઓક્સિહેમોગ્લોબિન વિયોજન વળાંકને જમણી તરફ ખસેડે છે.

ફેટલ હિમોગ્લોબિન (HbF) ગર્ભના લોહીમાં પ્રબળ છે, જે પુખ્ત હિમોગ્લોબિન કરતાં ઓક્સિજન માટે વધુ આકર્ષણ ધરાવે છે. નવજાત શિશુમાં, લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં 70% હિમોગ્લોબિન હોય છે. જીવનના પ્રથમ છ મહિના દરમિયાન હિમોગ્લોબિન એફ HbA દ્વારા બદલવામાં આવે છે.

જન્મ પછીના પ્રથમ કલાકોમાં, ધમની રક્ત pO2 લગભગ 50 mmHg છે. કલા., અને НbО 2 - 75-90%.

વૃદ્ધ લોકોમાં, ધમનીના રક્તમાં ઓક્સિજન તણાવ અને હિમોગ્લોબિન ઓક્સિજન સંતૃપ્તિ ધીમે ધીમે ઘટે છે. આ સૂચકના મૂલ્યની ગણતરી સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે

pO 2 = 103.5-0.42. વર્ષોમાં ઉંમર.

લોહીમાં હિમોગ્લોબિનના ઓક્સિજન સંતૃપ્તિ અને તેમાં ઓક્સિજન તણાવ વચ્ચે ગાઢ જોડાણના અસ્તિત્વને કારણે, એક પદ્ધતિ વિકસાવવામાં આવી હતી. પલ્સ ઓક્સિમેટ્રી, જેનો ક્લિનિકમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. આ પદ્ધતિ ઓક્સિજન સાથે ધમનીના રક્તમાં હિમોગ્લોબિનની સંતૃપ્તિ અને તેના નિર્ણાયક સ્તરો નક્કી કરે છે કે જેના પર રક્તમાં ઓક્સિજન તણાવ પેશીઓમાં તેના અસરકારક પ્રસાર માટે અપર્યાપ્ત બને છે અને તેઓ ઓક્સિજન ભૂખમરો અનુભવવાનું શરૂ કરે છે (ફિગ. 3).

આધુનિક પલ્સ ઓક્સિમીટરમાં સેન્સરનો સમાવેશ થાય છે જેમાં એલઇડી લાઇટ સોર્સ, ફોટોડિટેક્ટર, માઇક્રોપ્રોસેસર અને ડિસ્પ્લેનો સમાવેશ થાય છે. એલઇડીમાંથી પ્રકાશ આંગળી (પગના અંગૂઠા), કાનની પેશી દ્વારા નિર્દેશિત થાય છે અને ઓક્સિહેમોગ્લોબિન દ્વારા શોષાય છે. પ્રકાશ પ્રવાહના અશોષિત ભાગનું મૂલ્યાંકન ફોટોડિટેક્ટર દ્વારા કરવામાં આવે છે. ફોટોડિટેક્ટર સિગ્નલ પર માઇક્રોપ્રોસેસર દ્વારા પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે અને ડિસ્પ્લે સ્ક્રીન પર મોકલવામાં આવે છે. સ્ક્રીન હિમોગ્લોબિન, હાર્ટ રેટ અને પલ્સ કર્વની ટકાવારી ઓક્સિજન સંતૃપ્તિ દર્શાવે છે.

હિમોગ્લોબિન ઓક્સિજન સંતૃપ્તિની અવલંબનનું વળાંક દર્શાવે છે કે ધમની રક્તનું હિમોગ્લોબિન, જે મૂર્ધન્ય રુધિરકેશિકાઓમાંથી વહે છે (ફિગ. 3), ઓક્સિજન (SaO2 = 100%) સાથે સંપૂર્ણપણે સંતૃપ્ત છે, તેમાં ઓક્સિજન તણાવ 100 mm Hg છે. . કલા. (pO2 = 100 mm Hg). પેશીઓમાં ઓક્સિમોગ્લોબિનના વિયોજન પછી, રક્ત ડીઓક્સિજનયુક્ત બને છે અને મિશ્ર વેનિસ રક્તમાં જમણા કર્ણકમાં પાછા ફરે છે, આરામની સ્થિતિમાં, હિમોગ્લોબિન 75% (Sv0 2 = 75%) દ્વારા ઓક્સિજન સાથે સંતૃપ્ત રહે છે, અને ઓક્સિજન તણાવ વધે છે. 40 mm Hg. કલા. (pvO2 = 40 mmHg). આમ, આરામની સ્થિતિમાં, પેશીઓ તેના વિયોજન પછી ઓક્સિમોગ્લોબિનમાંથી મુક્ત થતા લગભગ 25% (≈250 ml) ઓક્સિજનને શોષી લે છે.

ચોખા. 3. ધમનીના રક્તમાં હિમોગ્લોબિનના ઓક્સિજન સંતૃપ્તિ પર તેના ઓક્સિજન તણાવ પર નિર્ભરતા

ઓક્સિજન (SaO 2,<90%), диссоциирующий в тканях оксигемоглобин не обеспечивает достаточного напряжения кислорода в артериальной крови для его эффективной диффузии в ткани и они начинают испытывать кислородное голодание.

પલ્સ ઓક્સિમીટર વડે ધમનીના લોહીમાં હિમોગ્લોબિનના ઓક્સિજન સંતૃપ્તિને સતત માપવા દ્વારા હલ કરવામાં આવે છે તે એક મહત્વપૂર્ણ કાર્ય એ છે કે જ્યારે સંતૃપ્તિ નિર્ણાયક સ્તર (90%) સુધી ઘટે છે અને દર્દીને કટોકટીની સંભાળની જરૂર હોય છે જેનો હેતુ ડિલિવરીમાં સુધારો કરવાનો છે. પેશીઓને ઓક્સિજન.

લોહીમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું પરિવહન અને લોહીની એસિડ-બેઝ સ્થિતિ સાથે તેનો સંબંધ

કાર્બન ડાયોક્સાઇડ રક્ત દ્વારા સ્વરૂપોમાં વહન કરવામાં આવે છે:

• ભૌતિક વિસર્જન - 2.5-3 વોલ્યુમ%;
• કાર્બોક્સિહેમોગ્લોબિન (HbCO 2) - 5 વોલ્યુમ%;
• બાયકાર્બોનેટ (NaHCO 3 અને KHCO 3) - લગભગ 50 વોલ્યુમ%.

પેશીઓમાંથી વહેતા લોહીમાં 56-58 વોલ% CO 2 હોય છે, અને ધમનીના લોહીમાં 50-52 વોલ% હોય છે. પેશી રુધિરકેશિકાઓમાંથી વહેતી વખતે, રક્ત લગભગ 6 વોલ્યુમ% CO 2 મેળવે છે, અને પલ્મોનરી રુધિરકેશિકાઓમાં આ ગેસ મૂર્ધન્ય હવામાં ફેલાય છે અને શરીરમાંથી દૂર થાય છે. હિમોગ્લોબિન સાથે સંકળાયેલ CO 2 નું વિનિમય ખાસ કરીને ઝડપથી થાય છે. કાર્બન ડાયોક્સાઇડ હિમોગ્લોબિન પરમાણુમાં એમિનો જૂથોને જોડે છે, તેથી જ કાર્બોક્સિહેમોગ્લોબિન પણ કહેવાય છે. કાર્બામિનોહેમોગ્લોબિન.મોટાભાગના કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું વહન કાર્બોનિક એસિડના સોડિયમ અને પોટેશિયમ ક્ષારના સ્વરૂપમાં થાય છે. પલ્મોનરી રુધિરકેશિકાઓમાંથી પસાર થતાં એરિથ્રોસાઇટ્સમાં કાર્બોનિક એસિડના ઝડપી ભંગાણને એન્ઝાઇમ કાર્બોનિક એનહાઇડ્રેઝ દ્વારા સુવિધા આપવામાં આવે છે. જ્યારે pCO2 40 mm Hg ની નીચે હોય છે. કલા. આ એન્ઝાઇમ H 2 ​​CO 3 ને H 2 0 અને C0 2 માં ભંગાણને ઉત્પ્રેરિત કરે છે, રક્તમાંથી કાર્બન ડાયોક્સાઇડને મૂર્ધન્ય હવામાં દૂર કરવામાં મદદ કરે છે.

લોહીમાં સામાન્ય કરતાં વધુ કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું સંચય કહેવાય છે હાયપરકેપનિયા, અને ઘટાડો હાયપોકેપનિયાહાઈપરકૅપિયા લોહીના pH માં એસિડિક બાજુમાં ફેરફાર સાથે છે. આ તે હકીકતને કારણે છે કે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ પાણી સાથે કાર્બોનિક એસિડ બનાવે છે:

CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3

કાર્બોનિક એસિડ સામૂહિક ક્રિયાના કાયદા અનુસાર અલગ પડે છે:

H 2 CO 3<->H + + HCO 3 - .

આમ, બાહ્ય શ્વસન, લોહીમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડની સામગ્રી પર તેના પ્રભાવ દ્વારા, શરીરમાં એસિડ-બેઝ સ્થિતિ જાળવવામાં સીધી રીતે સામેલ છે. દિવસ દરમિયાન, માનવ શરીરમાંથી લગભગ 15,000 mmol કાર્બોનિક એસિડ શ્વાસ બહાર કાઢવામાં આવે છે. કિડની લગભગ 100 ગણું ઓછું એસિડ દૂર કરે છે.

જ્યાં pH એ પ્રોટોન સાંદ્રતાનું નકારાત્મક લઘુગણક છે; pK 1 એ કાર્બોનિક એસિડના વિયોજન સ્થિરાંક (K 1) નું નકારાત્મક લઘુગણક છે. પ્લાઝ્મામાં હાજર આયનીય માધ્યમ માટે, pK 1 = 6.1.

એકાગ્રતા [СО2] ને વોલ્ટેજ [рС0 2] દ્વારા બદલી શકાય છે:

[С0 2 ] = 0.03 рС0 2 .

પછી pH = 6.1 + લોગ / 0.03 pCO 2.

આ મૂલ્યોને બદલીને, અમને મળે છે:

pH = 6.1 + log24 / (0.03.40) = 6.1 + log20 = 6.1 + 1.3 = 7.4.

આમ, જ્યાં સુધી ગુણોત્તર / 0.03 pCO 2 20 છે, રક્ત pH 7.4 હશે. આ ગુણોત્તરમાં ફેરફાર એસિડોસિસ અથવા આલ્કલોસિસ સાથે થાય છે, જેનાં કારણો શ્વસનતંત્રમાં વિક્ષેપ હોઈ શકે છે.

શ્વસન અને મેટાબોલિક ડિસઓર્ડરને કારણે એસિડ-બેઝ સ્ટેટમાં ફેરફારો થાય છે.

શ્વસન આલ્કલોસિસફેફસાંના હાયપરવેન્ટિલેશન સાથે વિકસે છે, ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે પર્વતોમાં ઊંચાઈ પર રહેવું. શ્વાસમાં લેવામાં આવતી હવામાં ઓક્સિજનની અછત વેન્ટિલેશનમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે, અને હાયપરવેન્ટિલેશન લોહીમાંથી કાર્બન ડાયોક્સાઇડના વધુ પડતા લીચિંગ તરફ દોરી જાય છે. ગુણોત્તર / рС0 2 આયનોની પ્રાધાન્યતા તરફ વળે છે અને રક્ત pH વધે છે. પીએચમાં વધારો એ કિડની દ્વારા પેશાબમાં બાયકાર્બોનેટના વિસર્જનમાં વધારો સાથે છે. આ કિસ્સામાં, લોહીમાં HCO 3 આયનોની સામાન્ય કરતાં ઓછી સામગ્રી શોધી કાઢવામાં આવશે - અથવા કહેવાતા "આધારની ઉણપ".

શ્વસન એસિડિસિસઅપૂરતા બાહ્ય શ્વસન અથવા રક્ત પરિભ્રમણને કારણે રક્ત અને પેશીઓમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડના સંચયને કારણે વિકાસ થાય છે. હાયપરકેપનિયા સાથે, ગુણોત્તર / પીસીઓ 2 ઘટે છે. પરિણામે, pH પણ ઘટે છે (ઉપરના સમીકરણો જુઓ). વેન્ટિલેશન વધારીને આ એસિડિફિકેશન ઝડપથી સુધારી શકાય છે.

શ્વસન એસિડિસિસ સાથે, કિડની ફોસ્ફોરિક એસિડ અને એમોનિયમ (H 2 PO 4 - અને NH 4 +) ના એસિડ ક્ષારની રચનામાં પેશાબમાં હાઇડ્રોજન પ્રોટોનના ઉત્સર્જનમાં વધારો કરે છે. પેશાબમાં હાઇડ્રોજન પ્રોટોનના વધતા સ્ત્રાવની સાથે, કાર્બોનિક એસિડ આયનોની રચના વધે છે અને લોહીમાં તેનું પુનઃશોષણ વધે છે. લોહીમાં HCO 3 - ની સામગ્રી વધે છે અને pH સામાન્ય થઈ જાય છે. આ સ્થિતિ કહેવામાં આવે છે વળતર શ્વસન એસિડિસિસ.તેની હાજરી pH મૂલ્ય અને બેઝ વધારાના વધારા દ્વારા નક્કી કરી શકાય છે (પરીક્ષણ રક્તમાં સામગ્રી અને સામાન્ય એસિડ-બેઝ સ્થિતિ સાથે લોહીમાં તફાવત.

મેટાબોલિક એસિડિસિસખોરાક, મેટાબોલિક ડિસઓર્ડર અથવા દવાઓના વહીવટમાંથી શરીરમાં વધુ પડતા એસિડના સેવનને કારણે થાય છે. લોહીમાં હાઇડ્રોજન આયનોની સાંદ્રતામાં વધારો એ કેન્દ્રીય અને પેરિફેરલ રીસેપ્ટર્સની પ્રવૃત્તિમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે જે રક્ત અને સેરેબ્રોસ્પાઇનલ પ્રવાહીના પીએચને નિયંત્રિત કરે છે. તેમાંથી વધેલા આવેગ શ્વસન કેન્દ્રમાં પ્રવેશ કરે છે અને ફેફસાના વેન્ટિલેશનને ઉત્તેજિત કરે છે. હાયપોકેપિયા વિકસે છે. જે મેટાબોલિક એસિડિસિસ માટે કંઈક અંશે વળતર આપે છે. લોહીનું સ્તર ઘટે છે અને તેને કહેવાય છે આધારનો અભાવ.

મેટાબોલિક આલ્કલોસિસજ્યારે આલ્કલાઇન ઉત્પાદનો, ઉકેલો, ઔષધીય પદાર્થોનું વધુ પડતું ઇન્જેશન થાય છે, જ્યારે શરીર એસિડિક મેટાબોલિક ઉત્પાદનો ગુમાવે છે અથવા કિડની દ્વારા આયનોની વધુ પડતી જાળવણી થાય છે ત્યારે વિકાસ થાય છે. શ્વસનતંત્ર ફેફસાંના હાયપોવેન્ટિલેશન દ્વારા /pCO 2 ગુણોત્તરમાં વધારો અને લોહીમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ તણાવમાં વધારો થવાનો પ્રતિભાવ આપે છે. હાયપરકેપનિયા વિકસાવવાથી અમુક અંશે આલ્કલોસિસની ભરપાઈ થઈ શકે છે. જો કે, આવા વળતરની માત્રા એ હકીકત દ્વારા મર્યાદિત છે કે રક્તમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું સંચય 55 mm Hg ના વોલ્ટેજથી વધુ થતું નથી. કલા. વળતરયુક્ત મેટાબોલિક આલ્કલોસિસની નિશાની હાજરી છે વધારાના પાયા.

લોહીમાં ઓક્સિજન અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડના પરિવહન વચ્ચેનો સંબંધ

રક્તમાં ઓક્સિજન અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડના પરિવહનને એકબીજા સાથે જોડવાની ત્રણ મહત્વપૂર્ણ રીતો છે.

પ્રકાર દ્વારા સંબંધ બોહર અસર(pCO- વધારો, ઓક્સિજન માટે હિમોગ્લોબિનનું આકર્ષણ ઘટાડે છે).

પ્રકાર દ્વારા સંબંધ હોલ્ડન અસર. તે એ હકીકતમાં પોતાને પ્રગટ કરે છે કે જ્યારે હિમોગ્લોબિન ડીઓક્સિજનયુક્ત થાય છે, ત્યારે તેની કાર્બન ડાયોક્સાઇડ પ્રત્યેની લાગણી વધે છે. હિમોગ્લોબિન એમિનો જૂથોની વધારાની સંખ્યા પ્રકાશિત થાય છે, જે કાર્બન ડાયોક્સાઇડને બંધન કરવા સક્ષમ છે. આ પેશીના રુધિરકેશિકાઓમાં થાય છે અને ઘટતું હિમોગ્લોબિન પેશીઓમાંથી લોહીમાં છોડવામાં આવતા કાર્બન ડાયોક્સાઇડના મોટા જથ્થાને પકડી શકે છે. હિમોગ્લોબિન સાથે સંયોજનમાં, રક્તમાં વહન કરાયેલા તમામ કાર્બન ડાયોક્સાઇડના 10% સુધી પરિવહન થાય છે. પલ્મોનરી રુધિરકેશિકાઓના રક્તમાં, હિમોગ્લોબિન ઓક્સિજનયુક્ત હોય છે, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ માટે તેની આકર્ષણ ઘટે છે, અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડના આ સરળતાથી વિનિમયક્ષમ અપૂર્ણાંકનો અડધો ભાગ મૂર્ધન્ય હવામાં છોડવામાં આવે છે.

સંબંધનો બીજો રસ્તો ઓક્સિજન સાથેના તેના જોડાણના આધારે હિમોગ્લોબિનના એસિડિક ગુણધર્મોમાં ફેરફારને કારણે છે. કાર્બોનિક એસિડની તુલનામાં આ સંયોજનોના વિયોજન સ્થિરાંકોમાં નીચેનો ગુણોત્તર છે: Hb0 2 > H 2 CO 3 > Hb. પરિણામે, HbO2 મજબૂત એસિડિક ગુણધર્મો ધરાવે છે. તેથી, પલ્મોનરી રુધિરકેશિકાઓમાં રચના પછી, તે H + આયનોના બદલામાં બાયકાર્બોનેટ (KHCO3) માંથી કેશન (K +) લે છે. પરિણામે, H 2 CO 3 રચાય છે. જ્યારે એરિથ્રોસાઇટમાં કાર્બોનિક એસિડની સાંદ્રતા વધે છે, ત્યારે એન્ઝાઇમ કાર્બનિક એનહાઇડ્રેઝ CO 2 અને H 2 0 ની રચના સાથે તેનો નાશ કરવાનું શરૂ કરે છે. કાર્બન ડાયોક્સાઇડ મૂર્ધન્ય હવામાં ફેલાય છે. આમ, ફેફસાંમાં હિમોગ્લોબિનનું ઓક્સિજન બાયકાર્બોનેટના વિનાશને પ્રોત્સાહન આપે છે અને લોહીમાંથી તેમાં સંચિત કાર્બન ડાયોક્સાઇડને દૂર કરે છે.

ઉપર વર્ણવેલ અને પલ્મોનરી રુધિરકેશિકાઓના રક્તમાં થતા પરિવર્તનોને ક્રમિક સાંકેતિક પ્રતિક્રિયાઓના સ્વરૂપમાં લખી શકાય છે:

પેશી રુધિરકેશિકાઓમાં Hb0 2 નું ડીઓક્સિજનેશન તેને H 2 C0 3 કરતાં ઓછા એસિડિક ગુણધર્મોવાળા સંયોજનમાં ફેરવે છે. પછી એરિથ્રોસાઇટમાં ઉપરોક્ત પ્રતિક્રિયાઓ વિરુદ્ધ દિશામાં વહે છે. હિમોગ્લોબિન બાયકાર્બોનેટની રચના અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડના બંધન માટે K આયનોના સપ્લાયર તરીકે કાર્ય કરે છે.

રક્ત દ્વારા વાયુઓનું પરિવહન

લોહી એ ફેફસાંમાંથી પેશીઓમાં ઓક્સિજન અને પેશીઓમાંથી ફેફસાંમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું વાહક છે. આ વાયુઓની માત્ર થોડી માત્રા મુક્ત (ઓગળેલી) સ્થિતિમાં પરિવહન થાય છે. ઓક્સિજન અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડનો મુખ્ય જથ્થો બંધાયેલી સ્થિતિમાં વહન કરવામાં આવે છે.

ઓક્સિજન પરિવહન

ઓક્સિજન, પલ્મોનરી પરિભ્રમણની રુધિરકેશિકાઓના રક્ત પ્લાઝ્મામાં ઓગળીને, લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં ફેલાય છે અને તરત જ હિમોગ્લોબિન સાથે જોડાય છે, ઓક્સિહિમોગ્લોબિન બનાવે છે. ઓક્સિજન બંધનનો દર ઊંચો છે: ઓક્સિજન સાથે હિમોગ્લોબિનનો અડધો સંતૃપ્તિ સમય લગભગ 3 એમએસ છે. એક ગ્રામ હિમોગ્લોબિન 1.34 મિલી ઓક્સિજનને જોડે છે; 100 મિલી લોહીમાં 16 ગ્રામ હિમોગ્લોબિન હોય છે અને તેથી, 19.0 મિલી ઓક્સિજન હોય છે. આ જથ્થો કહેવામાં આવે છે રક્ત ઓક્સિજન ક્ષમતા(KEK).

ઓગળેલા ઓક્સિજન તણાવ દ્વારા હિમોગ્લોબિનનું ઓક્સિહિમોગ્લોબિનમાં રૂપાંતર નક્કી કરવામાં આવે છે. ગ્રાફિકલી, આ અવલંબન ઓક્સિહેમોગ્લોબિન વિયોજન વળાંક (ફિગ. 6.3) દ્વારા વ્યક્ત કરવામાં આવે છે.

આકૃતિ દર્શાવે છે કે ઓક્સિજનના ઓછા આંશિક દબાણ (40 mm Hg) પર પણ 75-80% હિમોગ્લોબિન તેની સાથે બંધાયેલ છે.

80-90 mm Hg ના દબાણ પર. કલા. હિમોગ્લોબિન લગભગ સંપૂર્ણપણે ઓક્સિજન સાથે સંતૃપ્ત છે.

ચોખા. 4. ઓક્સિહેમોગ્લોબિન વિયોજન વળાંક

વિયોજન વળાંક S-આકારનો છે અને તેમાં બે ભાગોનો સમાવેશ થાય છે - બેહદ અને ઢોળાવ. વળાંકનો ઢોળાવવાળો ભાગ, ઉચ્ચ (60 mm Hg) ઓક્સિજન તણાવને અનુરૂપ, સૂચવે છે કે આ પરિસ્થિતિઓમાં ઓક્સિહેમોગ્લોબિનનું પ્રમાણ માત્ર ઓક્સિજનના તણાવ અને શ્વાસમાં લેવાતી અને મૂર્ધન્ય હવામાં તેના આંશિક દબાણ પર નબળું આધાર રાખે છે. પ્રેરિત હવામાં તેના આંશિક દબાણમાં સાધારણ ઘટાડો હોવા છતાં, વિયોજન વળાંકનો ઉપરનો ઢોળાવનો ભાગ હિમોગ્લોબિનની મોટી માત્રામાં ઓક્સિજનને બાંધવાની ક્ષમતાને પ્રતિબિંબિત કરે છે. આ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ, પેશીઓને ઓક્સિજન (સંતૃપ્તિ બિંદુ) સાથે પૂરતા પ્રમાણમાં પૂરા પાડવામાં આવે છે.

વિયોજન વળાંકનો ઊભો ભાગ શરીરના પેશીઓ માટે સામાન્ય ઓક્સિજન તણાવને અનુરૂપ છે (35 mmHg અને નીચે). ઘણા બધા ઓક્સિજન (કાર્યશીલ સ્નાયુઓ, યકૃત, કિડની) ગ્રહણ કરતી પેશીઓમાં, ઓક્સિજન અને હિમોગ્લોબિન મોટા પ્રમાણમાં અલગ થઈ જાય છે, કેટલીકવાર લગભગ સંપૂર્ણપણે. પેશીઓમાં કે જેમાં ઓક્સિડેટીવ પ્રક્રિયાઓની તીવ્રતા ઓછી હોય છે, મોટાભાગના ઓક્સિહેમોગ્લોબિન અલગ થતા નથી.

હિમોગ્લોબિનની મિલકત - તે ઓછા દબાણમાં પણ ઓક્સિજનથી સરળતાથી સંતૃપ્ત થાય છે અને સરળતાથી તેને મુક્ત કરે છે - ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. હિમોગ્લોબિન દ્વારા તેના આંશિક દબાણમાં ઘટાડા સાથે ઓક્સિજનના સરળ પ્રકાશનને કારણે, પેશીઓને ઓક્સિજનનો અવિરત પુરવઠો સુનિશ્ચિત કરવામાં આવે છે જેમાં, ઓક્સિજનના સતત વપરાશને કારણે, તેનું આંશિક દબાણ શૂન્ય છે.

ઓક્સિહેમોગ્લોબિનનું હિમોગ્લોબિન અને ઓક્સિજનમાં ભંગાણ શરીરના તાપમાનમાં વધારો (ફિગ. 5) સાથે વધે છે.

ચોખા. 5. વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં હિમોગ્લોબિન ઓક્સિજન સંતૃપ્તિ વળાંક:

A - પર્યાવરણની પ્રતિક્રિયા (pH) પર આધાર રાખીને; બી - તાપમાન; બી - મીઠું સામગ્રી પર; જી - કાર્બન ડાયોક્સાઇડ સામગ્રી પર. એબ્સીસા એ ઓક્સિજનનું આંશિક દબાણ છે (mmHg માં). ઓર્ડિનેટ સાથે - સંતૃપ્તિની ડિગ્રી (% માં)

ઓક્સિહેમોગ્લોબિનનું વિયોજન રક્ત પ્લાઝ્મા પર્યાવરણની પ્રતિક્રિયા પર આધારિત છે. લોહીની એસિડિટીમાં વધારો સાથે, ઓક્સિહેમોગ્લોબિનનું વિયોજન વધે છે (ફિગ. 5, એ).

પાણીમાં ઓક્સિજન સાથે હિમોગ્લોબિનનું બંધન ઝડપથી થાય છે, પરંતુ તેની સંપૂર્ણ સંતૃપ્તિ પ્રાપ્ત થતી નથી, જેમ કે જ્યારે તેની આંશિક સાંદ્રતા ઘટે છે ત્યારે ઓક્સિજનનું સંપૂર્ણ પ્રકાશન થતું નથી.
દબાણ. ઓક્સિજન સાથે હિમોગ્લોબિનનું વધુ સંપૂર્ણ સંતૃપ્તિ અને ઓક્સિજન તણાવમાં ઘટાડો સાથે તેની સંપૂર્ણ પ્રકાશન મીઠાના ઉકેલો અને રક્ત પ્લાઝ્મામાં થાય છે (ફિગ. 5, બી જુઓ).

રક્તમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું પ્રમાણ હિમોગ્લોબિનને ઓક્સિજન સાથે જોડવામાં ખાસ મહત્વ ધરાવે છે: લોહીમાં તેની સામગ્રી જેટલી વધારે છે, તેટલું ઓછું હિમોગ્લોબિન ઓક્સિજન સાથે જોડાય છે અને ઓક્સિહેમોગ્લોબિનનું વિયોજન ઝડપથી થાય છે. ફિગ માં. આકૃતિ 5, D રક્તમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડના વિવિધ સ્તરો પર ઓક્સિહિમોગ્લોબિનના વિયોજન વણાંકો દર્શાવે છે. ઓક્સિજન સાથે સંયોજિત થવાની હિમોગ્લોબિનની ક્ષમતા ખાસ કરીને 46 mm Hg ના કાર્બન ડાયોક્સાઇડ દબાણ પર તીવ્રપણે ઘટે છે. કલા., એટલે કે. વેનિસ રક્તમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ તણાવને અનુરૂપ મૂલ્ય પર. ફેફસાં અને પેશીઓમાં વાયુઓના પરિવહન માટે ઓક્સિહિમોગ્લોબિનના વિયોજન પર કાર્બન ડાયોક્સાઇડની અસર ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે.

પેશીઓમાં મોટી માત્રામાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને ચયાપચયના પરિણામે બનેલા અન્ય એસિડિક ભંગાણ ઉત્પાદનો હોય છે. પેશી રુધિરકેશિકાઓના ધમનીના રક્તમાં પસાર થતાં, તેઓ ઓક્સિહેમોગ્લોબિનના વધુ ઝડપી ભંગાણ અને પેશીઓમાં ઓક્સિજન છોડવામાં ફાળો આપે છે.

ફેફસાંમાં, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ વેનિસ રક્તમાંથી મૂર્ધન્ય હવામાં છોડવામાં આવે છે અને લોહીમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું પ્રમાણ ઘટે છે, હિમોગ્લોબિનની ઓક્સિજન સાથે સંયોજિત થવાની ક્ષમતા વધે છે. આ વેનિસ રક્તનું ધમનીય રક્તમાં રૂપાંતર સુનિશ્ચિત કરે છે.

કાર્બન ડાયોક્સાઇડ પરિવહન

કાર્બન ડાયોક્સાઇડ પરિવહનના ત્રણ સ્વરૂપો જાણીતા છે:

• શારીરિક રીતે ઓગળેલા ગેસ - 5-10%, અથવા 2.5 ml/100 ml રક્ત;
• રાસાયણિક રીતે બાયકાર્બોનેટમાં બંધાયેલ: પ્લાઝ્મા NaHC0 3 માં, એરિથ્રોસાઇટ્સ KHCO માં - 80-90%, એટલે કે. 51 મિલી/100 મિલી લોહી;
• હિમોગ્લોબિનના કાર્બામાઇન સંયોજનોમાં રાસાયણિક રીતે બંધાયેલ - 5-15%, અથવા 4.5 ml/100 ml રક્ત.

કાર્બન ડાયોક્સાઇડ કોષોમાં સતત ઉત્પન્ન થાય છે અને પેશી રુધિરકેશિકાઓના રક્તમાં ફેલાય છે. લાલ રક્તકણોમાં તે પાણી સાથે મળીને કાર્બોનિક એસિડ બનાવે છે. આ પ્રક્રિયા એન્ઝાઇમ દ્વારા ઉત્પ્રેરિત (20,000 વખત ઝડપી) થાય છે કાર્બનિક એનહાઇડ્રેઝ.કાર્બોનિક એનહાઇડ્રેઝ એરિથ્રોસાઇટ્સમાં જોવા મળે છે; તે રક્ત પ્લાઝ્મામાં જોવા મળતું નથી. તેથી, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ હાઇડ્રેશન લગભગ ફક્ત લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં થાય છે. કાર્બન ડાયોક્સાઇડના તાણના આધારે, કાર્બોનિક એનહાઇડ્રેઝ કાર્બોનિક એસિડની રચના સાથે અને તેના કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને પાણીમાં (ફેફસાની રુધિરકેશિકાઓમાં) વિભાજન સાથે ઉત્પ્રેરિત થાય છે.

કેટલાક કાર્બન ડાયોક્સાઇડ પરમાણુઓ લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં હિમોગ્લોબિન સાથે જોડાય છે, કાર્બોહેમોગ્લોબિન બનાવે છે.

આ બંધનકર્તા પ્રક્રિયાઓ માટે આભાર, એરિથ્રોસાઇટ્સમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ તણાવ ઓછો છે. તેથી, કાર્બન ડાયોક્સાઇડની વધુ અને વધુ નવી માત્રા લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં ફેલાય છે. એરિથ્રોસાઇટ્સમાં કાર્બોનિક એસિડ ક્ષારના વિયોજન દરમિયાન રચાયેલી HC0 3 - આયનોની સાંદ્રતા વધે છે. એરિથ્રોસાઇટ પટલ આયનોને ખૂબ જ અભેદ્ય છે. તેથી, કેટલાક HCO 3 - આયનો રક્ત પ્લાઝ્મામાં જાય છે. HCO 3 - આયનોને બદલે, CI - આયનો પ્લાઝ્મામાંથી લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં પ્રવેશ કરે છે, જેનો નકારાત્મક ચાર્જ K + આયનો દ્વારા સંતુલિત થાય છે. લોહીના પ્લાઝ્મામાં સોડિયમ બાયકાર્બોનેટ (NaHCO 3 -)નું પ્રમાણ વધે છે.

એરિથ્રોસાઇટ્સની અંદર આયનોનું સંચય તેમનામાં ઓસ્મોટિક દબાણમાં વધારો સાથે છે. તેથી, પ્રણાલીગત પરિભ્રમણની રુધિરકેશિકાઓમાં લાલ રક્ત કોશિકાઓનું પ્રમાણ થોડું વધે છે.

મોટાભાગના કાર્બન ડાયોક્સાઇડને બાંધવા માટે, એસિડ તરીકે હિમોગ્લોબિનના ગુણધર્મો અત્યંત મહત્વપૂર્ણ છે. ઓક્સીહેમોગ્લોબિન ડીઓક્સીહેમોગ્લોબિન કરતા 70 ગણું વધારે ડિસોસિએશન ધરાવે છે. ઓક્સિહેમોગ્લોબિન એ કાર્બોનિક એસિડ કરતાં વધુ મજબૂત એસિડ છે, જ્યારે ડીઓક્સીહેમોગ્લોબિન એ નબળું એસિડ છે. તેથી, ધમનીના રક્તમાં, ઓક્સિહિમોગ્લોબિન, જે બાયકાર્બોનેટમાંથી K + આયનોને વિસ્થાપિત કરે છે, તે KHbO 2 મીઠાના સ્વરૂપમાં પરિવહન થાય છે. પેશી રુધિરકેશિકાઓમાં, KHbO 2 ઓક્સિજન છોડે છે અને KHb માં ફેરવાય છે. તેમાંથી, કાર્બોનિક એસિડ, મજબૂત હોવાથી, K + આયનોને વિસ્થાપિત કરે છે:

KHb0 2 + H 2 CO 3 = KHb + 0 2 + KNSO 3

આમ, ઓક્સિહિમોગ્લોબિનનું હિમોગ્લોબિનમાં રૂપાંતર રક્તની કાર્બન ડાયોક્સાઇડને બાંધવાની ક્ષમતામાં વધારો સાથે છે. આ ઘટના કહેવામાં આવે છે હેલ્ડેન અસર.હિમોગ્લોબિન કેશન્સ (K+) ના સ્ત્રોત તરીકે કામ કરે છે, જે બાયકાર્બોનેટના સ્વરૂપમાં કાર્બોનિક એસિડના બંધન માટે જરૂરી છે.

તેથી, પેશી રુધિરકેશિકાઓના લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં પોટેશિયમ બાયકાર્બોનેટની વધારાની માત્રા, તેમજ કાર્બોહેમોગ્લોબિન રચાય છે, અને લોહીના પ્લાઝ્મામાં સોડિયમ બાયકાર્બોનેટનું પ્રમાણ વધે છે. આ સ્વરૂપમાં, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ફેફસામાં સ્થાનાંતરિત થાય છે.

પલ્મોનરી પરિભ્રમણની રુધિરકેશિકાઓમાં, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ તણાવ ઘટે છે. CO2 કાર્બોહેમોગ્લોબિનમાંથી વિભાજિત થાય છે. તે જ સમયે, ઓક્સિહેમોગ્લોબિન રચાય છે અને તેનું વિયોજન વધે છે. ઓક્સિહેમોગ્લોબિન બાયકાર્બોનેટમાંથી પોટેશિયમને વિસ્થાપિત કરે છે. લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં કાર્બોનિક એસિડ (કાર્બોનિક એનહાઇડ્રેઝની હાજરીમાં) ઝડપથી પાણી અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડમાં વિઘટિત થાય છે. HCOX આયનો એરિથ્રોસાઇટ્સમાં પ્રવેશ કરે છે, અને CI આયનો રક્ત પ્લાઝ્મામાં પ્રવેશ કરે છે, જ્યાં સોડિયમ બાયકાર્બોનેટનું પ્રમાણ ઘટે છે. કાર્બન ડાયોક્સાઇડ મૂર્ધન્ય હવામાં ફેલાય છે. આ બધી પ્રક્રિયાઓ ફિગમાં યોજનાકીય રીતે બતાવવામાં આવી છે. 6.

ચોખા. 6. જ્યારે ઓક્સિજન અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ લોહીમાં શોષાય છે અથવા છોડવામાં આવે છે ત્યારે લાલ રક્ત કોશિકામાં થતી પ્રક્રિયાઓ

O 2 નો માત્ર એક નાનો ભાગ (આશરે 2%) રક્ત દ્વારા વહન કરવામાં આવે છે તે પ્લાઝ્મામાં ઓગળી જાય છે. તેનો મુખ્ય ભાગ હિમોગ્લોબિન સાથે નાજુક જોડાણના સ્વરૂપમાં પરિવહન થાય છે, જે કરોડરજ્જુમાં લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં સમાયેલ છે. આ શ્વસન રંગદ્રવ્યના પરમાણુઓમાં એક પ્રજાતિ-વિશિષ્ટ પ્રોટીનનો સમાવેશ થાય છે - ગ્લોબિનઅને કૃત્રિમ જૂથ, બધા પ્રાણીઓમાં સમાન રીતે બાંધવામાં આવે છે હેમફેરસ આયર્ન ધરાવતું (ફિગ. 10.27).

હિમોગ્લોબિનમાં ઓક્સિજનનો ઉમેરો (હિમોગ્લોબિનનું ઓક્સિજન)આયર્નની સંયોજકતામાં ફેરફાર કર્યા વિના થાય છે, એટલે કે ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સફર વિના, જે સાચું ઓક્સિડેશન દર્શાવે છે. તેમ છતાં, ઓક્સિજન સાથે બંધાયેલ હિમોગ્લોબિન સામાન્ય રીતે ઓક્સિડાઇઝ્ડ કહેવાય છે (વધુ યોગ્ય રીતે - ઓક્સિહેમોગ્લોબિન),અને જેણે ઓક્સિજન છોડ્યો તે પુનઃસ્થાપિત થાય છે (વધુ યોગ્ય રીતે - ડીઓક્સીહેમોગ્લોબિન).

1 g હિમોગ્લોબિન O 2 ગેસના 1.36 મિલી (સામાન્ય વાતાવરણીય દબાણ પર) બાંધી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, માનવ રક્તમાં આશરે 150 ગ્રામ/લિ હિમોગ્લોબિન હોય છે તે ધ્યાનમાં લેતા, 100 મિલી રક્ત લગભગ 21 મિલી O 2 વહન કરી શકે છે. આ કહેવાતા છે લોહીની ઓક્સિજન ક્ષમતા.હિમોગ્લોબિન ઓક્સિજનેશન (બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, લોહીની ઓક્સિજન ક્ષમતાનો ઉપયોગ થાય છે તે ટકાવારી) એ વાતાવરણમાં 0 2 ના આંશિક દબાણ પર આધાર રાખે છે જેની સાથે રક્ત સંપર્કમાં આવે છે. આ અવલંબન વર્ણવેલ છે ઓક્સિહેમોગ્લોબિન વિયોજન વળાંક(ફિગ. 10.28). જટિલએસ આ વળાંકના આકારના આકારને હિમોગ્લોબિનની ચાર પોલિપેપ્ટાઇડ સાંકળોની સહકારી અસર દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે, જેમાંથી ઓક્સિજન-બંધનકર્તા ગુણધર્મો (O2 માટેનું જોડાણ) અલગ છે.

આ લક્ષણ માટે આભાર, શિરાયુક્ત રક્ત, પલ્મોનરી રુધિરકેશિકાઓમાંથી પસાર થાય છે (મૂર્ધન્ય પી O2 વળાંકના ઉપરના ભાગ પર પડે છે), લગભગ સંપૂર્ણ રીતે ઓક્સિજનયુક્ત થાય છે, અને પેશી રુધિરકેશિકાઓમાં ધમનીનું રક્ત (જ્યાં Po 2 વળાંકના સીધા ભાગને અનુરૂપ છે) અસરકારક રીતે O 2 મુક્ત કરે છે. ઓક્સિજનના પ્રકાશનને પ્રોત્સાહન આપે છે

ઓક્સિહેમોગ્લોબિન ડિસોસિએશન વળાંક વધતા તાપમાન સાથે અને માધ્યમમાં હાઇડ્રોજન આયનોની વધતી સાંદ્રતા સાથે જમણી તરફ જાય છે, જે બદલામાં, Pco 2 પર આધાર રાખે છે. (વેરિગો-બોહર અસર).તેથી, પેશીઓમાં ઓક્સિહિમોગ્લોબિન દ્વારા ઓક્સિજનના વધુ સંપૂર્ણ પ્રકાશન માટે પરિસ્થિતિઓ બનાવવામાં આવે છે, ખાસ કરીને જ્યાં ચયાપચયનો દર વધારે હોય છે, ઉદાહરણ તરીકે કામ કરતા સ્નાયુઓમાં. જો કે, શિરાયુક્ત રક્તમાં, હિમોગ્લોબિનનો મોટો અથવા નાનો ભાગ (40 થી 70% સુધી) ઓક્સિજનયુક્ત સ્વરૂપમાં રહે છે. તેથી, મનુષ્યોમાં, પ્રત્યેક 100 મિલી લોહી પેશીઓને 5-6 મિલી O2 આપે છે (કહેવાતા ધમની ઓક્સિજન તફાવત)અને, કુદરતી રીતે, ફેફસાંમાં સમાન પ્રમાણમાં ઓક્સિજનથી સમૃદ્ધ થાય છે.

ઓક્સિજન માટે હિમોગ્લોબિનનું આકર્ષણ ઓક્સિજનના આંશિક દબાણ દ્વારા માપવામાં આવે છે જેમાં હિમોગ્લોબિન 50% સંતૃપ્ત થાય છે. (પૃષ્ઠ 50)મનુષ્યોમાં તે સામાન્ય રીતે 26.5 mmHg હોય છે. કલા. ધમની રક્ત માટે. પરિમાણ R 50ઓક્સિજનને બાંધવા માટે શ્વસન રંગદ્રવ્યની ક્ષમતાને પ્રતિબિંબિત કરે છે. આ પરિમાણ ઓક્સિજન-નબળા વાતાવરણમાં રહેતા પ્રાણીઓના હિમોગ્લોબિન માટે તેમજ કહેવાતા પ્રાણીઓ માટે વધારે છે. ગર્ભ હિમોગ્લોબિન,જે ગર્ભના લોહીમાં સમાયેલ છે, જે માતાના લોહીમાંથી પ્લેસેન્ટલ અવરોધ દ્વારા ઓક્સિજન મેળવે છે.

લોહીમાં ઓક્સિજન ઓગળી જાય છે અને હિમોગ્લોબિન સાથે જોડાય છે. પ્લાઝ્મામાં ખૂબ જ ઓછી માત્રામાં ઓક્સિજન ઓગળવામાં આવે છે; ઓક્સિજન તણાવ (100 mm Hg) પર રક્ત પ્લાઝ્માના પ્રત્યેક 100 મિલી ઓગળેલા અવસ્થામાં માત્ર 0.3 મિલી ઓક્સિજન વહન કરી શકે છે. આ સ્પષ્ટપણે શરીરના જીવન માટે પૂરતું નથી. લોહીમાં ઓક્સિજનની આવી માત્રા અને પેશીઓ દ્વારા તેના સંપૂર્ણ વપરાશની સ્થિતિ સાથે, બાકીના સમયે લોહીનું મિનિટનું પ્રમાણ 150 l/min કરતાં વધુ હોવું જોઈએ. ઓક્સિજન ટ્રાન્સફરની બીજી પદ્ધતિ તેને હિમોગ્લોબિન સાથે જોડીને મહત્વપૂર્ણ છે.

હિમોગ્લોબિનનો પ્રત્યેક ગ્રામ 1.34 મિલી ઓક્સિજનને બાંધવામાં સક્ષમ છે. રક્તના 100 ml દ્વારા બંધાયેલ ઓક્સિજનની મહત્તમ માત્રા એ રક્તની ઓક્સિજન ક્ષમતા છે (18.76 ml અથવા 19 vol%). હિમોગ્લોબિનની ઓક્સિજન ક્ષમતા એ એક મૂલ્ય છે જે ઓક્સિજનની માત્રાને પ્રતિબિંબિત કરે છે જે હિમોગ્લોબિનનો સંપર્ક કરી શકે છે જ્યારે તે સંપૂર્ણપણે સંતૃપ્ત થાય છે. લોહીના શ્વસન કાર્યનું બીજું સૂચક એ લોહીમાં ઓક્સિજનની સામગ્રી છે, જે ઓક્સિજનની સાચી માત્રાને પ્રતિબિંબિત કરે છે, બંને હિમોગ્લોબિન સાથે બંધાયેલા છે અને પ્લાઝ્મામાં ભૌતિક રીતે ઓગળેલા છે.

100 મિલી ધમની રક્તમાં સામાન્ય રીતે 19-20 મિલી ઓક્સિજન હોય છે, વેનિસ રક્તના સમાન જથ્થામાં 13-15 મિલી ઓક્સિજન હોય છે, જ્યારે ધમનીમાં તફાવત 5-6 મિલી હોય છે.

હિમોગ્લોબિનની ઓક્સિજન સંતૃપ્તિની ડિગ્રીનું સૂચક એ હિમોગ્લોબિન સાથે સંકળાયેલ ઓક્સિજનની માત્રા અને બાદમાંની ઓક્સિજન ક્ષમતાનો ગુણોત્તર છે. તંદુરસ્ત વ્યક્તિઓમાં ધમનીના રક્તમાં હિમોગ્લોબિનનું ઓક્સિજન સંતૃપ્તિ 96% છે.

ફેફસામાં ઓક્સિહેમોગ્લોબિનનું નિર્માણ અને પેશીઓમાં તેની પુનઃસ્થાપના રક્તના આંશિક ઓક્સિજન તણાવ પર આધારિત છે: જ્યારે તે વધે છે, ત્યારે ઓક્સિજન સાથે હિમોગ્લોબિનનું સંતૃપ્તિ વધે છે, અને જ્યારે તે ઘટે છે, ત્યારે તે ઘટે છે. આ સંબંધ બિનરેખીય છે અને એસ આકારના ઓક્સિહેમોગ્લોબિન વિયોજન વળાંક દ્વારા વ્યક્ત થાય છે.

ઓક્સિજનયુક્ત ધમનીય રક્ત વિયોજન વળાંકના ઉચ્ચપ્રદેશને અનુરૂપ છે, અને પેશીઓમાં અસંતૃપ્ત રક્ત તેના તીવ્રપણે ઘટતા ભાગને અનુરૂપ છે. તેના ઉપરના વિભાગ (ઉચ્ચ O2 વોલ્ટેજનો ઝોન)માં વળાંકનો હળવો વધારો સૂચવે છે કે જ્યારે O2 વોલ્ટેજ ઘટીને 70 mmHg થાય ત્યારે પણ ઓક્સિજન સાથે ધમનીય રક્ત હિમોગ્લોબિનનું પૂરતું સંપૂર્ણ સંતૃપ્તિ સુનિશ્ચિત થાય છે.

O2 વોલ્ટેજમાં 100 થી 15-20 mm Hg સુધી ઘટાડો. કલા. હિમોગ્લોબિન ઓક્સિજન સંતૃપ્તિ (HbO; તે 2-3% ઘટે છે) પર વર્ચ્યુઅલ રીતે કોઈ અસર થતી નથી. નીચા O2 વોલ્ટેજ મૂલ્યો પર, ઓક્સિહિમોગ્લોબિન વધુ સરળતાથી અલગ થઈ જાય છે (વળાંકમાં તીવ્ર ઘટાડાનું ક્ષેત્ર). તેથી, જ્યારે વોલ્ટેજ 0 2 60 થી 40 mm Hg સુધી ઘટે છે. કલા. હિમોગ્લોબિન ઓક્સિજન સંતૃપ્તિ લગભગ 15% ઘટે છે.

ઓક્સિહેમોગ્લોબિન ડિસોસિએશન કર્વની સ્થિતિ સામાન્ય રીતે આંશિક ઓક્સિજન તણાવ દ્વારા જથ્થાત્મક રીતે વ્યક્ત કરવામાં આવે છે જેમાં હિમોગ્લોબિન સંતૃપ્તિ 50% છે. 37°C અને pH 7.40 ના તાપમાને સામાન્ય P50 મૂલ્ય લગભગ 26.5 mm Hg છે. કલા..

અમુક પરિસ્થિતિઓ હેઠળ, ઓક્સિહેમોગ્લોબિન વિયોજન વળાંક એક અથવા બીજી દિશામાં બદલાઈ શકે છે, ફેરફારોના પ્રભાવ હેઠળ, S-આકાર જાળવી શકે છે:

3. શરીરનું તાપમાન,

કાર્યકારી સ્નાયુઓમાં, તીવ્ર ચયાપચયના પરિણામે, CO 2 અને લેક્ટિક એસિડની રચના વધે છે, અને ગરમીનું ઉત્પાદન પણ વધે છે. આ તમામ પરિબળો ઓક્સિજન માટે હિમોગ્લોબિનનું આકર્ષણ ઘટાડે છે. આ કિસ્સામાં, વિયોજન વળાંક જમણી તરફ જાય છે, જે ઓક્સિહેમોગ્લોબિનમાંથી ઓક્સિજનને સરળ રીતે મુક્ત કરવા તરફ દોરી જાય છે, અને ઓક્સિજનનો વપરાશ કરવાની પેશીઓની ક્ષમતા વધે છે.

તાપમાનમાં ઘટાડો, 2,3-ડીપીજી, CO 2 તાણમાં ઘટાડો અને પીએચમાં વધારો સાથે, વિયોજન વળાંક ડાબી તરફ જાય છે, ઓક્સિજન માટે હિમોગ્લોબિનનું આકર્ષણ વધે છે, પરિણામે ઓક્સિજનનું વિતરણ થાય છે. પેશીઓ ઘટે છે.

6. લોહીમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું પરિવહન. કાર્બન ડાયોક્સાઇડ બાયકાર્બોનેટના સ્વરૂપમાં અને હિમોગ્લોબિન (કાર્બોહેમોગ્લોબિન) સાથે રાસાયણિક બંધનની સ્થિતિમાં ફેફસામાં વહન કરવામાં આવે છે.

કાર્બન ડાયોક્સાઇડ એ પેશી કોશિકાઓનું મેટાબોલિક ઉત્પાદન છે અને તેથી લોહી દ્વારા પેશીઓમાંથી ફેફસામાં પરિવહન થાય છે. કાર્બન ડાયોક્સાઇડ એસિડ-બેઝ બેલેન્સની પદ્ધતિઓ દ્વારા શરીરના આંતરિક વાતાવરણમાં pH સ્તરને જાળવવામાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. તેથી, રક્તમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું પરિવહન આ પદ્ધતિઓ સાથે નજીકથી સંબંધિત છે.

રક્ત પ્લાઝ્મામાં, કાર્બન ડાયોક્સાઇડની થોડી માત્રા ઓગળવામાં આવે છે; PC0 2 = 40 mm Hg પર. કલા. 2.5 ml/100 ml રક્ત કાર્બન ડાયોક્સાઇડ સહન કરવામાં આવે છે, અથવા 5%. પ્લાઝમામાં ઓગળેલા કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું પ્રમાણ PC0 2 સ્તર સાથે રેખીય રીતે વધે છે. રક્ત પ્લાઝ્મામાં, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને H + અને HCO 3 બનાવે છે. લોહીના પ્લાઝ્મામાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ તણાવમાં વધારો તેના pH મૂલ્યમાં ઘટાડોનું કારણ બને છે. રક્ત પ્લાઝ્મામાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ તણાવ બાહ્ય શ્વસનના કાર્ય દ્વારા બદલી શકાય છે, અને હાઈડ્રોજન આયન અથવા pH ની માત્રા રક્તની બફર સિસ્ટમ્સ અને HCO 3 દ્વારા બદલી શકાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, કિડની દ્વારા તેમના ઉત્સર્જન દ્વારા પેશાબ રક્ત પ્લાઝ્માનું pH મૂલ્ય તેમાં ઓગળેલા કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને બાયકાર્બોનેટ આયનોની સાંદ્રતાના ગુણોત્તર પર આધારિત છે. બાયકાર્બોનેટના સ્વરૂપમાં, રક્ત પ્લાઝ્મા, એટલે કે રાસાયણિક રીતે બંધાયેલ સ્થિતિમાં, કાર્બન ડાયોક્સાઇડની મુખ્ય માત્રા - લગભગ 45 ml/100 ml રક્ત, અથવા 90% સુધીનું પરિવહન કરે છે. એરિથ્રોસાઇટ્સ લગભગ 2.5 મિલી/100 મિલી કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, અથવા 5%, હિમોગ્લોબિન પ્રોટીન સાથે કાર્બામાઇન સંયોજનના રૂપમાં પરિવહન કરે છે. લોહીમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું પેશીઓમાંથી ફેફસાં સુધી સૂચવેલ સ્વરૂપોમાં પરિવહન, સંતૃપ્તિની ઘટના સાથે સંકળાયેલું નથી, જેમ કે ઓક્સિજનના પરિવહન સાથે, એટલે કે, વધુ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ રચાય છે, તેની માત્રા વધારે છે. ફેફસાં માટે પેશીઓ. જો કે, લોહીમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડના આંશિક દબાણ અને લોહી દ્વારા વહન કરવામાં આવતા કાર્બન ડાયોક્સાઇડના જથ્થા વચ્ચે વક્રીય સંબંધ છે: કાર્બન ડાયોક્સાઇડ વિયોજન વળાંક.

કાર્બન ડાયોક્સાઇડના પરિવહનમાં લાલ રક્ત કોશિકાઓની ભૂમિકા. હોલ્ડન અસર.

શરીરના પેશીઓની રુધિરકેશિકાઓના રક્તમાં, કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું તાણ 5.3 kPa (40 mm Hg) છે, અને પેશીઓમાં - 8.0-10.7 kPa (60-80 mm Hg). પરિણામે, CO 2 પેશીઓમાંથી રક્ત પ્લાઝ્મામાં ફેલાય છે, અને તેમાંથી CO 2 ના આંશિક દબાણ ઢાળ સાથે એરિથ્રોસાઇટ્સમાં ફેલાય છે. એરિથ્રોસાઇટ્સમાં, CO2 પાણી સાથે કાર્બોનિક એસિડ બનાવે છે, જે H+ અને HCO3 માં અલગ પડે છે. (C0 2 + H 2 0 = H 2 CO 3 = H + + HCO 3). આ પ્રતિક્રિયા ઝડપથી આગળ વધે છે, કારણ કે C0 2 + H 2 0 = H 2 CO 3 એ એરિથ્રોસાઇટ પટલના એન્ઝાઇમ કાર્બનિક એનહાઇડ્રેઝ દ્વારા ઉત્પ્રેરિત થાય છે, જે તેમાં ઉચ્ચ સાંદ્રતામાં સમાયેલ છે.

લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં, કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું વિયોજન સતત ચાલુ રહે છે કારણ કે આ પ્રતિક્રિયાના ઉત્પાદનો રચાય છે, કારણ કે હિમોગ્લોબિન પરમાણુઓ બફર સંયોજન તરીકે કાર્ય કરે છે, હકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરેલા હાઇડ્રોજન આયનોને બંધનકર્તા છે. લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં, જેમ કે ઓક્સિજન હિમોગ્લોબિનમાંથી મુક્ત થાય છે, તેના પરમાણુઓ હાઇડ્રોજન આયનો (C0 2 + H 2 0 = H 2 C0 3 = H + + HCO 3) સાથે જોડાય છે, એક સંયોજન (Hb-H +) બનાવે છે. સામાન્ય રીતે, આને હોલ્ડન અસર કહેવામાં આવે છે, જે ઓક્સિહેમોગ્લોબિન ડિસોસિએશન વળાંકને x-અક્ષની સાથે જમણી તરફ ખસેડે છે, જે ઓક્સિજન માટે હિમોગ્લોબિનનું આકર્ષણ ઘટાડે છે અને તેને લાલ રક્ત કોશિકાઓમાંથી પેશીઓમાં વધુ તીવ્ર મુક્તિને પ્રોત્સાહન આપે છે. . આ કિસ્સામાં, Hb-H + સંયોજનના ભાગ રૂપે, લગભગ 200 ml CO 2 એક લિટર રક્તમાં પેશીઓમાંથી ફેફસામાં પરિવહન થાય છે. એરિથ્રોસાઇટ્સમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું વિયોજન માત્ર હિમોગ્લોબિન પરમાણુઓની બફર ક્ષમતા દ્વારા મર્યાદિત કરી શકાય છે. CO2 ના વિયોજનના પરિણામે એરિથ્રોસાઇટ્સની અંદર બનેલા HCO3 આયનોને એરિથ્રોસાઇટ પટલના વિશિષ્ટ વાહક પ્રોટીનની મદદથી એરિથ્રોસાઇટ્સમાંથી પ્લાઝ્મામાં દૂર કરવામાં આવે છે, અને તેમની જગ્યાએ Cl - આયનો રક્ત પ્લાઝ્મામાંથી પમ્પ કરવામાં આવે છે (" ક્લોરિન" શિફ્ટ ઘટના). એરિથ્રોસાઇટ્સની અંદર CO 2 પ્રતિક્રિયાની મુખ્ય ભૂમિકા પ્લાઝ્મા અને એરિથ્રોસાઇટ્સના આંતરિક વાતાવરણ વચ્ચે Cl - અને HCO3 આયનોનું વિનિમય છે. આ વિનિમયના પરિણામે, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ H + અને HCO3 ના વિયોજન ઉત્પાદનો સંયોજન (Hb-H +) ના સ્વરૂપમાં એરિથ્રોસાઇટ્સની અંદર અને રક્ત પ્લાઝ્મામાં - બાયકાર્બોનેટના સ્વરૂપમાં પરિવહન કરવામાં આવશે.

લાલ રક્ત કોશિકાઓ પેશીઓમાંથી ફેફસાંમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડના પરિવહનમાં સામેલ છે, કારણ કે C0 2 - NH 2 - હિમોગ્લોબિન પ્રોટીન સબ્યુનિટ્સના જૂથો: C0 2 + Hb -> HbC0 2 અથવા કાર્બામાઇન સંયોજન સાથે સીધો સંયોજન બનાવે છે. રક્તમાં કાર્બામાઇન સંયોજનના રૂપમાં CO2 અને હિમોગ્લોબિન દ્વારા હાઇડ્રોજન આયનનું પરિવહન બાદમાંના પરમાણુઓના ગુણધર્મો પર આધાર રાખે છે; બંને પ્રતિક્રિયાઓ હોલ્ડન અસરના આધારે રક્ત પ્લાઝ્મામાં ઓક્સિજનના આંશિક દબાણની તીવ્રતા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

જથ્થાત્મક રીતે, ઓગળેલા સ્વરૂપમાં અને કાર્બામાઇન સંયોજનના સ્વરૂપમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું પરિવહન બાયકાર્બોનેટના સ્વરૂપમાં લોહીમાં CO 2 ના પરિવહનની તુલનામાં નજીવું છે. જો કે, રક્ત અને મૂર્ધન્ય હવા વચ્ચે ફેફસામાં CO 2 ના ગેસ વિનિમય દરમિયાન, આ બે સ્વરૂપો પ્રાથમિક મહત્વના બની જાય છે.

જ્યારે શિરાયુક્ત રક્ત પેશીઓમાંથી ફેફસામાં પાછું આવે છે, ત્યારે CO 2 રક્તમાંથી એલ્વિઓલીમાં ફેલાય છે અને રક્તમાં PC0 2 46 mm Hg થી ઘટે છે. કલા. (વેનિસ રક્ત) 40 mm Hg સુધી. (ધમની રક્ત). તે જ સમયે, CO 2 (6 ml/100 ml રક્ત) રક્તમાંથી એલ્વિઓલીમાં ફેલાય છે, તેમાં CO 2 અને કાર્બામિક સંયોજનોના ઓગળેલા સ્વરૂપનું પ્રમાણ બાયકાર્બોનેટની તુલનામાં વધુ નોંધપાત્ર બને છે. આમ, ઓગળેલા સ્વરૂપનું પ્રમાણ 0.6 ml/100 ml રક્ત, અથવા 10%, કાર્બામિક સંયોજનો - 1.8 ml/100 ml રક્ત, અથવા 30%, અને બાયકાર્બોનેટ - 3.6 ml/100 ml રક્ત, અથવા 60% .

ફેફસાંની રુધિરકેશિકાઓના લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં, હિમોગ્લોબિન પરમાણુઓ ઓક્સિજનથી સંતૃપ્ત થવાથી, હાઇડ્રોજન આયનો મુક્ત થવાનું શરૂ કરે છે, કાર્બામાઇન સંયોજનો છૂટા પડે છે અને HCO3 ફરીથી CO 2 માં રૂપાંતરિત થાય છે (H+ + HCO3 = = H 2 CO 3 = CO 2 + H 2 0), જે ફેફસાં દ્વારા પ્રસરણ દ્વારા શિરાયુક્ત રક્ત અને મૂર્ધન્ય અવકાશ વચ્ચેના તેના આંશિક દબાણના ઢાળ સાથે વિસર્જન થાય છે. આમ, એરિથ્રોસાઇટ્સમાંનું હિમોગ્લોબિન ફેફસાંમાંથી પેશીઓમાં ઓક્સિજન અને વિરુદ્ધ દિશામાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડના પરિવહનમાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે, કારણ કે તે 0 2 અને H+ સાથે જોડવામાં સક્ષમ છે.

બાકીના સમયે, લગભગ 300 મિલી CO2 માનવ શરીરમાંથી ફેફસાં દ્વારા પ્રતિ મિનિટ દૂર કરવામાં આવે છે: 6 મિલી/100 મિલી રક્ત x 5000 મિલી/મિનિટ રક્ત પરિભ્રમણની માત્રા.

7. શ્વાસનું નિયમન. શ્વસન કેન્દ્ર અને તેના વિભાગો. શ્વસન કેન્દ્રનું ઓટોમેશન.

તે જાણીતું છે કે શરીરની મહત્વપૂર્ણ પ્રવૃત્તિની વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં બાહ્ય શ્વસન સતત બદલાય છે.

શ્વસન જરૂરિયાત. કાર્યાત્મક શ્વસનતંત્રની પ્રવૃત્તિ હંમેશા શરીરની શ્વસન જરૂરિયાતને સંતોષવા માટે ગૌણ હોય છે, જે મોટાભાગે પેશી ચયાપચય દ્વારા નક્કી થાય છે.

આમ, સ્નાયુબદ્ધ કાર્ય દરમિયાન, આરામની તુલનામાં, ઓક્સિજનની જરૂરિયાત અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડને દૂર કરવામાં વધારો થાય છે. શ્વસનની વધેલી માંગને વળતર આપવા માટે, પલ્મોનરી વેન્ટિલેશનની તીવ્રતા વધે છે, જે શ્વાસની આવર્તન અને ઊંડાઈમાં વધારો દર્શાવે છે. કાર્બન ડાયોક્સાઇડની ભૂમિકા. પ્રાણીઓના પ્રયોગોએ દર્શાવ્યું છે કે હવા અને લોહીમાં વધારાનું કાર્બન ડાયોક્સાઇડ (હાયપરકેપનિયા) શ્વાસોચ્છવાસને વધારીને અને ઊંડા કરીને પલ્મોનરી વેન્ટિલેશનને ઉત્તેજિત કરે છે, શરીરમાંથી વધારાના કાર્બન ડાયોક્સાઇડને દૂર કરવાની પરિસ્થિતિઓ બનાવે છે. તેનાથી વિપરિત, લોહીમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડના આંશિક દબાણમાં ઘટાડો (હાયપોકેપનિયા) શ્વાસના સંપૂર્ણ બંધ (એપનિયા) સુધી પલ્મોનરી વેન્ટિલેશનમાં ઘટાડોનું કારણ બને છે. આ ઘટના સ્વૈચ્છિક અથવા કૃત્રિમ હાયપરવેન્ટિલેશન પછી જોવા મળે છે, જે દરમિયાન શરીરમાંથી કાર્બન ડાયોક્સાઇડ વધુ પડતા દૂર કરવામાં આવે છે. પરિણામે, તીવ્ર હાયપરવેન્ટિલેશન પછી તરત જ, શ્વાસ બંધ થાય છે - પોસ્ટહાઇપરવેન્ટિલેશન એપનિયા.

ઓક્સિજનની ભૂમિકા. વાતાવરણમાં ઓક્સિજનનો અભાવ અને દુર્લભ વાતાવરણ (હાયપોક્સિયા) માં ઊંચી ઊંચાઈએ શ્વાસ લેતી વખતે તેના આંશિક દબાણમાં ઘટાડો પણ શ્વાસને ઉત્તેજિત કરે છે, જેના કારણે ઊંડાઈ અને ખાસ કરીને શ્વાસની આવર્તનમાં વધારો થાય છે. હાયપરવેન્ટિલેશનના પરિણામે, ઓક્સિજનની અછતને આંશિક રીતે વળતર આપવામાં આવે છે.

વાતાવરણમાં અતિશય ઓક્સિજન (હાયપરૉક્સિયા), તેનાથી વિપરીત, પલ્મોનરી વેન્ટિલેશનનું પ્રમાણ ઘટાડે છે.

તમામ કિસ્સાઓમાં, વેન્ટિલેશન એવી દિશામાં બદલાય છે જે શરીરની બદલાયેલી ગેસ સ્થિતિને પુનઃસ્થાપિત કરવામાં મદદ કરે છે. શ્વસન નિયમન નામની પ્રક્રિયા એ વ્યક્તિના શ્વસન પરિમાણોનું સ્થિરીકરણ છે.

મુખ્ય હેઠળ શ્વસન કેન્દ્રમેડ્યુલા ઓબ્લોન્ગાટાના ચોક્કસ શ્વસન કેન્દ્રના ચેતાકોષોના સમૂહને સમજો.

શ્વસન કેન્દ્ર બે મુખ્ય કાર્યોને નિયંત્રિત કરે છે; મોટર, જે શ્વસન સ્નાયુઓના સંકોચનના સ્વરૂપમાં પોતાને પ્રગટ કરે છે, અને હોમિયોસ્ટેટિક, જે 0 2 અને CO 2 ની સામગ્રીમાં ફેરફાર દરમિયાન શરીરના આંતરિક વાતાવરણની સ્થિરતા જાળવવા સાથે સંકળાયેલ છે. મોટર અથવા મોટરનું કાર્ય શ્વસન કેન્દ્ર શ્વસન લય અને તેની પેટર્ન પેદા કરવાનું છે. આ કાર્ય માટે આભાર, શ્વાસ અન્ય કાર્યો સાથે સંકલિત છે. શ્વાસ લેવાની પેટર્નનો અર્થ શ્વાસ લેવાનો અને બહાર કાઢવાનો સમયગાળો, ભરતીનું પ્રમાણ અને શ્વાસની મિનિટની માત્રા હોવા જોઈએ. શ્વસન કેન્દ્રનું હોમિયોસ્ટેટિક કાર્ય લોહીમાં શ્વસન વાયુઓના સ્થિર મૂલ્યો અને મગજના બાહ્યકોષીય પ્રવાહીને જાળવી રાખે છે, શ્વસન કાર્યને બદલાયેલ ગેસ વાતાવરણ અને અન્ય પર્યાવરણીય પરિબળોની પરિસ્થિતિઓમાં અનુકૂળ બનાવે છે.

ઓક્સિજનનું પરિવહન ધમનીના રક્ત દ્વારા બે સ્વરૂપોમાં થાય છે: લાલ રક્ત કોશિકાની અંદર હિમોગ્લોબિન સાથે બંધાયેલ અને પ્લાઝ્મામાં ઓગળી જાય છે.

લાલ રક્ત કોષ અવિભાજ્ય અસ્થિ મજ્જા પેશીમાંથી ઉદ્ભવે છે. જ્યારે કોષ પરિપક્વ થાય છે, ત્યારે તે તેના ન્યુક્લિયસ, રિબોઝોમ્સ અને મિટોકોન્ડ્રિયા ગુમાવે છે. પરિણામે, લાલ રક્ત કોષ કોષ વિભાજન, ઓક્સિડેટીવ ફોસ્ફોરીલેશન અને પ્રોટીન સંશ્લેષણ જેવા કાર્યો કરવામાં અસમર્થ છે. લાલ રક્ત કોશિકા માટે ઉર્જાનો સ્ત્રોત મુખ્યત્વે ગ્લુકોઝ છે, જે એમ્બેડન-મિઅરહોફ ચક્ર અથવા હેક્સોઝ મોનોફોસ્ફેટ શંટમાં ચયાપચય થાય છે. O2 અને CO2 ના પરિવહનને સુનિશ્ચિત કરવા માટે સૌથી મહત્વપૂર્ણ અંતઃકોશિક પ્રોટીન હિમોગ્લોબિન છે, જે આયર્ન અને પોર્ફિરિનનું જટિલ સંયોજન છે. મહત્તમ ચાર O2 અણુઓ એક હિમોગ્લોબિન પરમાણુ સાથે જોડાય છે. હિમોગ્લોબિન જે સંપૂર્ણપણે O2 થી ભરેલું હોય છે તેને ઓક્સિહિમોગ્લોબિન કહેવાય છે, અને O2 વિના અથવા O2 ના ચાર કરતા ઓછા અણુઓ સાથે જોડાયેલા હિમોગ્લોબિનને ડીઓક્સિજનયુક્ત હિમોગ્લોબિન કહેવાય છે.

O2 પરિવહનનું મુખ્ય સ્વરૂપ ઓક્સિહેમોગ્લોબિન છે. હિમોગ્લોબિનનો પ્રત્યેક ગ્રામ મહત્તમ 1.34 ml O2 બાંધી શકે છે. તદનુસાર, લોહીની ઓક્સિજન ક્ષમતા સીધી હિમોગ્લોબિનની સામગ્રી પર આધારિત છે:

O2 રક્ત ક્ષમતા = ? 1.34 O2 /gHb/100 ml રક્ત (3.21).

150 g/l ની હિમોગ્લોબિન સામગ્રી ધરાવતા સ્વસ્થ લોકોમાં, રક્તની ઓક્સિજન ક્ષમતા રક્ત O2 ની 201 મિલી છે.

લોહીમાં ઓક્સિજનની થોડી માત્રા હોય છે, જે હિમોગ્લોબિન સાથે બંધાયેલ નથી, પરંતુ પ્લાઝ્મામાં ઓગળી જાય છે. હેનરીના કાયદા અનુસાર, ઓગળેલા O2 ની માત્રા O2 ના દબાણ અને તેના દ્રાવ્યતા ગુણાંકના પ્રમાણસર છે. લોહીમાં O2 ની દ્રાવ્યતા ખૂબ ઓછી છે: 1 mmHg દીઠ 0.1 લિટર રક્તમાં માત્ર 0.0031 મિલી ઓગળી જાય છે. કલા. આમ, 100 mm Hg ના ઓક્સિજન તણાવ પર. કલા. 100 મિલી લોહીમાં માત્ર 0.31 મિલી ઓગળેલા O2 હોય છે.

CaO2 = [(1.34)(SaO2)] + [(Pa)(0.0031)] (3.22).

હિમોગ્લોબિન વિયોજન વળાંક. ઓક્સિજન માટે હિમોગ્લોબિનનું આકર્ષણ વધતું જાય છે કારણ કે O2 પરમાણુ ક્રમિક રીતે જોડાય છે, જે ઓક્સિહેમોગ્લોબિન ડિસોસિએશન વળાંકને સિગ્મોઇડ અથવા S-આકાર આપે છે (ફિગ. 3.14).

વળાંકનો ઉપરનો ભાગ (PaO2?60 mmHg) સપાટ છે. આ સૂચવે છે કે SaO2, અને તેથી CaO2, PaO2 માં નોંધપાત્ર વધઘટ હોવા છતાં પ્રમાણમાં સ્થિર રહે છે. હિમોગ્લોબિન સામગ્રી અથવા પ્લાઝ્મા વિસર્જન (હાયપરબેરિક ઓક્સિજનેશન) દ્વારા વધેલા CaO2 અથવા O2 પરિવહનને પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.

PaO2, જેમાં હિમોગ્લોબિન 50% (370 pH = 7.4 પર) ઓક્સિજનથી સંતૃપ્ત થાય છે, તે P50 તરીકે ઓળખાય છે. આ ઓક્સિજન માટે હિમોગ્લોબિનના આકર્ષણનું સામાન્ય રીતે સ્વીકૃત માપ છે. માનવ રક્ત P50 26.6 mmHg છે. કલા. જો કે, તે વિવિધ મેટાબોલિક અને ફાર્માકોલોજિકલ પરિસ્થિતિઓમાં બદલાઈ શકે છે જે હિમોગ્લોબિન દ્વારા ઓક્સિજન બંધનની પ્રક્રિયાને અસર કરે છે. આમાં નીચેના પરિબળોનો સમાવેશ થાય છે: હાઇડ્રોજન આયનોની સાંદ્રતા, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ તણાવ, તાપમાન, 2,3-ડિફોસ્ફોગ્લિસેરેટ (2,3-ડીપીજી), વગેરેની સાંદ્રતા.

ચોખા. 3.14. એરિથ્રોસાઇટ્સમાં પીએચ, શરીરનું તાપમાન અને 2,3-ડિફોસ્ફોગ્લિસેરેટ (2,3-ડીપીજી) ની સાંદ્રતામાં ફેરફાર સાથે ઓક્સિહેમોગ્લોબિન ડિસોસિએશન વળાંકમાં ફેરફાર

હાઇડ્રોજન આયનોની અંતઃકોશિક સાંદ્રતામાં વધઘટને કારણે ઓક્સિજન માટેના હિમોગ્લોબિનના આકર્ષણમાં ફેરફારને બોહર અસર કહેવામાં આવે છે. પીએચમાં ઘટાડો વળાંકને જમણી તરફ ખસેડે છે, પીએચમાં વધારો - ડાબી તરફ. ઓક્સિહેમોગ્લોબિન વિયોજન વળાંકનો આકાર એવો છે કે આ અસર ધમનીના રક્ત કરતાં શિરાયુક્ત રક્તમાં વધુ સ્પષ્ટ છે. આ ઘટના ઓક્સિજનના વપરાશ પર (ગંભીર હાયપોક્સિયાની ગેરહાજરીમાં) વર્ચ્યુઅલ રીતે કોઈ અસર સાથે, પેશીઓમાં ઓક્સિજનના પ્રકાશનને સરળ બનાવે છે.

કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ઓક્સિહેમોગ્લોબિન વિયોજન વળાંક પર બેવડી અસર કરે છે. એક તરફ, CO2 સામગ્રી અંતઃકોશિક pH (બોહર અસર) ને અસર કરે છે. બીજી બાજુ, CO2 નું સંચય હિમોગ્લોબિનના એમિનો જૂથો સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે કાર્બેમિક સંયોજનોની રચનાનું કારણ બને છે. આ કાર્બામાઇન સંયોજનો હિમોગ્લોબિન પરમાણુના એલોસ્ટેરિક અસરકર્તા તરીકે સેવા આપે છે અને O2 બંધનકર્તાને સીધી અસર કરે છે. કાર્બામાઇન સંયોજનોનું નીચું સ્તર વળાંકને જમણી તરફ ફેરવવાનું કારણ બને છે અને O2 માટે હિમોગ્લોબિનનું આકર્ષણ ઘટે છે, જે પેશીઓમાં O2 ના પ્રકાશનમાં વધારો સાથે છે. જેમ જેમ PaCO2 વધે છે તેમ, કાર્બામાઈન સંયોજનોમાં સાથોસાથ વધારો વળાંકને ડાબી તરફ ખસેડે છે, જે O2 ને હિમોગ્લોબિન સાથે જોડે છે.

કાર્બનિક ફોસ્ફેટ્સ, ખાસ કરીને 2,3-ડિફોસ્ફોગ્લિસેરેટ (2,3-ડીપીજી), ગ્લાયકોલિસિસ દરમિયાન એરિથ્રોસાઇટ્સમાં રચાય છે. હાઈપોક્સેમિયા દરમિયાન 2,3-ડીપીજીનું ઉત્પાદન વધે છે, જે એક મહત્વપૂર્ણ અનુકૂલન પદ્ધતિ છે. સંખ્યાબંધ પરિસ્થિતિઓ જે પેરિફેરલ પેશીઓમાં O2 માં ઘટાડોનું કારણ બને છે, જેમ કે એનિમિયા, તીવ્ર રક્ત નુકશાન, હૃદયની નિષ્ફળતા, વગેરે. એરિથ્રોસાઇટ્સમાં કાર્બનિક ફોસ્ફેટ્સના ઉત્પાદનમાં વધારો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. તે જ સમયે, O2 માટે હિમોગ્લોબિનનું આકર્ષણ ઘટે છે અને પેશીઓમાં તેનું પ્રકાશન વધે છે. તેનાથી વિપરિત, સેપ્ટિક શોક અને હાઈપોફોસ્ફેમિયા જેવી કેટલીક પેથોલોજીકલ પરિસ્થિતિઓમાં, 2,3-ડીપીજીનું નીચું સ્તર જોવા મળે છે, જે ઓક્સિહેમોગ્લોબિન ડિસોસિએશન વળાંકને ડાબી તરફ લઈ જાય છે.

શરીરનું તાપમાન ઓક્સિહેમોગ્લોબિન ડિસોસિએશન વળાંકને અસર કરે છે જે ઉપર વર્ણવેલ પરિબળો કરતાં ઓછા ઉચ્ચારણ અને તબીબી રીતે નોંધપાત્ર છે. હાયપરથર્મિયા P50 માં વધારોનું કારણ બને છે, એટલે કે. વળાંકને જમણી તરફ ખસેડો, જે અનુકૂળ અનુકૂલનશીલ પ્રતિક્રિયા છે અને તાવની સ્થિતિમાં કોષોની ઓક્સિજનની માંગમાં વધારો નથી. હાયપોથર્મિયા, તેનાથી વિપરીત, P50 ઘટાડે છે, એટલે કે. વિયોજન વળાંકને ડાબી તરફ ખસેડે છે.

CO, હિમોગ્લોબિન સાથે જોડાઈને (કાર્બોક્સિહેમોગ્લોબિન બનાવે છે), બે પદ્ધતિઓ દ્વારા પેરિફેરલ પેશીઓના ઓક્સિજનેશનને નબળી પાડે છે. પ્રથમ, CO રક્તની ઓક્સિજન ક્ષમતાને સીધી રીતે ઘટાડે છે. બીજું, O2 બંધનકર્તા માટે ઉપલબ્ધ હિમોગ્લોબિનનું પ્રમાણ ઘટાડીને; CO P50 ઘટાડે છે અને ઓક્સિહેમોગ્લોબિન વિયોજન વળાંકને ડાબી તરફ ખસેડે છે.

હિમોગ્લોબિનના ફેરસ આયર્ન ભાગનું ફેરિક આયર્નમાં ઓક્સિડેશન મેથેમોગ્લોબિનની રચના તરફ દોરી જાય છે. સામાન્ય રીતે, સ્વસ્થ લોકોમાં, મેથેમોગ્લોબિન કુલ હિમોગ્લોબિનના 3% કરતા ઓછું બનાવે છે. તેનું નીચું સ્તર ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર એન્ઝાઇમ પુનઃપ્રાપ્તિ પદ્ધતિઓ દ્વારા જાળવવામાં આવે છે. મેથેમોગ્લોબિનેમિયા આ ઘટાડતા ઉત્સેચકોની જન્મજાત ઉણપ અથવા અસામાન્ય હિમોગ્લોબિન પરમાણુઓની રચનાના પરિણામે થઈ શકે છે જે એન્ઝાઈમેટિક ઘટાડો (દા.ત., હિમોગ્લોબિન એમ) માટે પ્રતિરોધક છે.

ઓક્સિજન ડિલિવરી (DO2) એ ધમનીના રક્ત દ્વારા ઓક્સિજન પરિવહનનો દર છે, જે રક્ત પ્રવાહ અને ધમનીના રક્તની O2 સામગ્રી પર આધારિત છે. પ્રણાલીગત ઓક્સિજન વિતરણ (DO2) આ રીતે ગણવામાં આવે છે:

DO2 = CaO2 x Qt (ml/min) અથવા

DO2 = ([(Hb) ?1.34?% સંતૃપ્તિ] + 25% હશે, એટલે કે 5 ml/20 ml. આમ, સામાન્ય રીતે શરીર હિમોગ્લોબિન દ્વારા વહન કરવામાં આવતા ઓક્સિજનનો માત્ર 25% વપરાશ કરે છે. જ્યારે O2 ની જરૂરિયાત શક્યતા કરતાં વધી જાય છે. તેની ડિલિવરીમાં, તો નિષ્કર્ષણ ગુણાંક 25% થી ઉપર થઈ જાય છે. તેનાથી વિપરીત, જો O2 ની ડિલિવરી માંગ કરતાં વધી જાય, તો નિષ્કર્ષણ ગુણાંક 25% થી નીચે જાય છે.

જો ઓક્સિજન ડિલિવરી સાધારણ ઘટાડો થાય છે, તો O2 નિષ્કર્ષણમાં વધારો થવાને કારણે ઓક્સિજનનો વપરાશ બદલાતો નથી (મિશ્ર શિરાયુક્ત રક્તમાં હિમોગ્લોબિન ઓક્સિજન સંતૃપ્તિમાં ઘટાડો થાય છે). આ કિસ્સામાં, VO2 ડિલિવરીથી સ્વતંત્ર છે. જેમ જેમ DO2 વધુ ઘટે છે, એક નિર્ણાયક બિંદુ પર પહોંચી જાય છે જ્યાં VO2 DO2 ના સીધા પ્રમાણસર બને છે. એવી સ્થિતિ કે જેમાં ઓક્સિજનનો વપરાશ ડિલિવરી પર આધાર રાખે છે તે સેલ્યુલર હાયપોક્સિયાને કારણે પ્રગતિશીલ લેક્ટિક એસિડિસિસ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. વિવિધ ક્લિનિકલ પરિસ્થિતિઓમાં જટિલ DO2 સ્તર જોવા મળે છે. ઉદાહરણ તરીકે, કૃત્રિમ પરિભ્રમણ હેઠળ અને તીવ્ર શ્વસન નિષ્ફળતાવાળા દર્દીઓમાં ઓપરેશન પછી તેનું મૂલ્ય 300 ml/(min*m2) નોંધવામાં આવ્યું હતું.

મિશ્ર વેનિસ બ્લડ (PvCO2) માં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ તણાવ સામાન્ય રીતે આશરે 46 mmHg હોય છે. કલા., જે મેટાબોલિક પ્રવૃત્તિના વિવિધ સ્તરો સાથે પેશીઓમાંથી વહેતા રક્તને મિશ્રિત કરવાનું અંતિમ પરિણામ છે. શિરાયુક્ત રક્તમાં વેનિસ કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું તાણ ઓછી મેટાબોલિક પ્રવૃત્તિ (દા.ત., ચામડી) વાળા પેશીઓમાં ઓછું હોય છે અને ઉચ્ચ ચયાપચયની પ્રવૃત્તિ (દા.ત., હૃદય) ધરાવતા અવયવોમાં વધારે હોય છે.

કાર્બન ડાયોક્સાઇડ સરળતાથી ફેલાય છે. તેની પ્રસરણ ક્ષમતા ઓક્સિજન કરતા 20 ગણી વધારે છે. CO2, કારણ કે તે સેલ્યુલર ચયાપચય દરમિયાન રચાય છે, રુધિરકેશિકાઓમાં ફેલાય છે અને ત્રણ મુખ્ય સ્વરૂપોમાં ફેફસાંમાં પરિવહન થાય છે: ઓગળેલા CO2 તરીકે, બાયકાર્બોનેટ આયન તરીકે અને કાર્બામાઇન સંયોજનોના સ્વરૂપમાં.

CO2 પ્લાઝ્મામાં ખૂબ સારી રીતે ઓગળી જાય છે. ઓગળેલા અપૂર્ણાંકની માત્રા CO2 ના આંશિક દબાણના ઉત્પાદન અને દ્રાવ્યતા ગુણાંક (? = 0.3 ml/l રક્ત/mm Hg) દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. ધમનીના રક્તમાં કુલ કાર્બન ડાયોક્સાઇડનો લગભગ 5% ઓગળેલા વાયુના રૂપમાં હોય છે.

બાયકાર્બોનેટ આયન એ ધમનીના રક્તમાં CO2 (લગભગ 90%) નું મુખ્ય સ્વરૂપ છે. બાયકાર્બોનેટ આયન એ H2CO3 અને તેના વિયોજન માટે પાણી સાથે CO2 ની પ્રતિક્રિયાનું ઉત્પાદન છે:

CO2 + H2O?H2CO3?H+ + HCO3- (3.25).

CO2 અને H2O વચ્ચેની પ્રતિક્રિયા પ્લાઝ્મામાં ધીમે ધીમે અને લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં ખૂબ જ ઝડપથી થાય છે, જ્યાં અંતઃકોશિક એન્ઝાઇમ કાર્બોનિક હાઇડ્રેજ હાજર હોય છે. તે H2CO3 બનાવવા માટે CO2 અને H2O વચ્ચેની પ્રતિક્રિયાને સરળ બનાવે છે. સમીકરણનો બીજો તબક્કો ઉત્પ્રેરક વિના ઝડપથી થાય છે.

જેમ જેમ HCO3- એરિથ્રોસાઇટની અંદર એકઠું થાય છે, આયન કોષ પટલ દ્વારા પ્લાઝ્મામાં ફેલાય છે. એરિથ્રોસાઇટ પટલ H+, તેમજ સામાન્ય રીતે કેશન માટે પ્રમાણમાં અભેદ્ય છે, તેથી હાઇડ્રોજન આયનો કોષની અંદર રહે છે. કોષરસમાં CO2 ના પ્રસરણ દરમિયાન કોષની વિદ્યુત તટસ્થતા પ્લાઝમામાંથી એરિથ્રોસાઇટમાં ક્લોરિન આયનોના પ્રવાહને સુનિશ્ચિત કરે છે, જે કહેવાતા ક્લોરાઇડ શિફ્ટ (હેમબર્ગર શિફ્ટ) બનાવે છે. લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં બાકી રહેલા કેટલાક H+ હિમોગ્લોબિન સાથે સંયોજિત થાય છે. પેરિફેરલ પેશીઓમાં, જ્યાં CO2ની સાંદ્રતા ઊંચી હોય છે અને લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં H+ ની નોંધપાત્ર માત્રામાં સંચય થાય છે, H+ બંધન હિમોગ્લોબિનના ડિઓક્સિજનેશન દ્વારા સરળ બને છે. ઓક્સિજનયુક્ત હિમોગ્લોબિન કરતાં ઓછું થયેલું હિમોગ્લોબિન પ્રોટોન સાથે વધુ સારી રીતે જોડાય છે. આમ, પેરિફેરલ પેશીઓમાં ધમનીના રક્તનું ડીઓક્સિજનેશન ઘટેલા હિમોગ્લોબિનની રચના દ્વારા H+ ના બંધનને પ્રોત્સાહન આપે છે.

CO2 + H2O + HbO2 > HbH+ + HCO3+ O2 (3.26).

હીમોગ્લોબિન સાથે બંધાયેલ CO2 માં આ વધારો હલ્ડેન અસર તરીકે ઓળખાય છે. ફેફસામાં પ્રક્રિયા વિરુદ્ધ દિશામાં થાય છે. હિમોગ્લોબિનનું ઓક્સિજનેશન તેના એસિડિક ગુણધર્મોમાં વધારો કરે છે, અને હાઇડ્રોજન આયનોનું પ્રકાશન સંતુલનને મુખ્યત્વે CO2 ની રચના તરફ ખસેડે છે:

O2 + HCO3- + HbH+ > CO2 + H2O + HbO2