ફેફસાંમાંથી પેશીઓમાં ઓક્સિજનનું પરિવહન થાય છે. રક્ત દ્વારા ઓક્સિજન અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું પરિવહન

પ્રાણવાયુ. ઓક્સિજન ઓગળેલા સ્વરૂપમાં અથવા એરિથ્રોસાઇટ્સના હિમોગ્લોબિન સાથે સંયોજનમાં પરિવહન થાય છે. 1 ગ્રામ હિમોગ્લોબિન 1.39 મિલી ઓક્સિજનને બાંધવામાં સક્ષમ હોવાથી, સામાન્ય હિમોગ્લોબિન સામગ્રી (15 ગ્રામ%) સાથે રક્તની ઓક્સિજન ક્ષમતા રક્તના લિટર દીઠ આશરે 200 મિલી ઓક્સિજન છે (જુઓ પરિશિષ્ટ 1). ઓક્સિજન વહન કરવાની ક્ષમતા લોહીમાં તેના તાણ પર આધાર રાખે છે (ફિગ. 11). pO 2 પર લગભગ 700 ml Hg. કલા. હિમોગ્લોબિન સંપૂર્ણપણે ઓક્સિજનથી સંતૃપ્ત થાય છે. મૂર્ધન્ય અથવા ધમનીના pO 2 ના સામાન્ય સ્તરે (90 થી 100 mm Hg સુધીની વધઘટની શ્રેણીમાં), તે 95-98% દ્વારા સંતૃપ્ત થાય છે.

ચોખા. 11. O 2 વિયોજન વળાંક અને ઓક્સિજન પુરવઠો.

"સંતૃપ્તિ" સ્કેલ સામગ્રી/ક્ષમતા ગુણોત્તર X100 પર આધારિત છે. "સામગ્રી" સ્કેલ સામાન્ય હિમોગ્લોબિન સાંદ્રતા (15 ગ્રામ%) ધારીને ઓક્સિજનની સામગ્રી (રક્તના લિટર દીઠ મિલીલીટરમાં) રજૂ કરે છે, "સપ્લાય" સ્કેલ પ્રતિ મિનિટ ધમની તંત્રને વિતરિત ઓક્સિજનની માત્રા સૂચવે છે, કાર્ડિયાક આઉટપુટ ધારીને 5 લિ/મિનિટ "ઉપયોગ માટે ઉપલબ્ધ" સ્કેલનું સંકલન કરતી વખતે, અમે એ હકીકત પરથી આગળ વધ્યા કે ઘણા મહત્વપૂર્ણ પેશીઓ અને અવયવો હિમોગ્લોબિનમાંથી છેલ્લા 20% ઓક્સિજનને કાઢવામાં સક્ષમ નથી, કારણ કે જ્યારે કેશિલરી pO 2 15-20 mm ની નીચે હોય ત્યારે તેમની મહત્વપૂર્ણ પ્રવૃત્તિ બંધ થઈ જાય છે. Hg. કલા.

એ નોંધવું જોઈએ કે નીચા ધમનીય રક્ત pO2 મૂલ્યો પર, વળાંકના સીધા ભાગને અનુરૂપ, વોલ્ટેજમાં નાનો વધારો (કહો, 25 થી 40 mm Hg સુધી) સંતૃપ્તિમાં નોંધપાત્ર વધારો (40-70%) અને એક ઓક્સિજન વપરાશ માટે ઉપલબ્ધમાં તીવ્ર વધારો (200-500 મિલી/મિનિટ):
1 - વપરાશ માટે ઉપલબ્ધ (ml/min); 2 - પુરવઠો (ml/min); 3 - સામગ્રી (ml/l); 4 - સંતૃપ્તિ (%).

જો કે, જો pO 2 60 mm Hg થી નીચે આવે છે. કલા. (90% સંતૃપ્તિ), હિમોગ્લોબિન સંતૃપ્તિમાં તીવ્ર ઘટાડો થાય છે. આ કિસ્સામાં, pO 2 માં ચોક્કસ શિફ્ટ્સને અનુરૂપ ઓક્સિજન સામગ્રીની માત્રામાં ફેરફાર તીવ્રપણે વધે છે.

તંદુરસ્ત વ્યક્તિમાં, ફેફસામાં લોહી લગભગ સંપૂર્ણપણે ઓક્સિજનથી સંતૃપ્ત થાય છે, અને ધમનીય રક્તના ઓક્સિજનનું સ્તર વિયોજન વળાંકના ઉચ્ચપ્રદેશ પર આવે છે. વેનિસ બ્લડ અને એક્સ્ટ્રા સેલ્યુલર પેશી પ્રવાહીનું pO 2 આશરે 40 mm Hg છે. આર્ટ., અને લોહી ઝડપથી ઓક્સિજનનો મોટો જથ્થો છોડી દે છે, કારણ કે તેનું તાણ હવે વિયોજન વળાંકના તીવ્રપણે ઘટતા ભાગ પર પડે છે.

કેટલાક પેશીઓ, જેમ કે સ્નાયુઓ, રક્તમાંથી તમામ ઓક્સિજન કાઢવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. જો pO 2 15-20 mm Hg ની નીચે હોય તો અન્ય લોકો, ખાસ કરીને મગજ, લોહીમાંથી ઓક્સિજન લઈ શકતા નથી. કલા.

વપરાશ માટે ઉપલબ્ધ ઓક્સિજન (ફિગ 11 જુઓ). બાકીના સમયે, 5 l/મિનિટના સામાન્ય કાર્ડિયાક આઉટપુટ સાથે અને લગભગ 100% ઓક્સિજન સંતૃપ્તિ સાથે, ઓક્સિજન 1000 મિલી/મિનિટના જથ્થામાં એરોટા દ્વારા પેશીઓ સુધી પહોંચે છે. પરંતુ તેમાંથી 200 મિલીનો વપરાશ એ હકીકત દ્વારા અટકાવવામાં આવે છે કે આ કિસ્સામાં pO 2 તે સ્તરથી નીચે આવશે કે જેના પર મગજ જેવા અંગો હજુ પણ તેમના મહત્વપૂર્ણ કાર્યોને જાળવી રાખવામાં સક્ષમ છે. તેથી, પેશીઓ દ્વારા ઓક્સિજન વપરાશ માટે માત્ર 1000-200 = 800 ml/min ઉપલબ્ધ છે. બાકીના સમયે ઓક્સિજનના ઉપયોગ કરતાં આ રકમ લગભગ 4 ગણી વધારે છે. જો ધમનીની સંતૃપ્તિ 40% થઈ જાય, તો 5 L/min ના કાર્ડિયાક આઉટપુટ પર એઓર્ટા દ્વારા પરિવહન કરાયેલ ઓક્સિજનનું પ્રમાણ ઘટીને 460 ml થઈ જાય છે. હવે વપરાશ માટે ઉપલબ્ધ ઓક્સિજન 400-200 = 200 મિલી/મિનિટ હશે. આ કિસ્સામાં, પુરવઠો બરાબર જરૂરિયાત સાથે મેળ ખાય છે. જ્યારે ધમનીની રક્ત સંતૃપ્તિ 40% ની નીચે હોય છે, ત્યારે પેશી ઓક્સિજનની જરૂરિયાતો માત્ર કાર્ડિયાક આઉટપુટમાં વધારો કરીને અને લાંબા સમય પછી - હિમોગ્લોબિન સાંદ્રતા વધારીને પૂરી કરી શકાય છે.

વપરાશ માટે ઉપલબ્ધ ઓક્સિજનની માત્રામાં ઘટાડો કાર્ડિયાક આઉટપુટ, એનિમિયા અથવા તાપમાન, pH, અથવા pCO 2 (જુઓ આકૃતિ 20) માં ફેરફારને કારણે ઓક્સિજન ડિસોસિએશન કર્વમાં ફેરફાર સાથે પણ ઘટે છે. કારણ કે ઓક્સિજનની સામગ્રીમાં ઘટાડો ઘણી પરિસ્થિતિઓમાં કાર્ડિયાક આઉટપુટમાં વધારો દ્વારા વળતર આપવામાં આવે છે, બંને મૂલ્યોમાં ઘટાડોનું સંયોજન ખાસ કરીને જોખમી છે. તેથી, શ્વસન નિષ્ફળતાવાળા દર્દીઓની સ્થિતિનું વિશ્લેષણ કરતી વખતે આ તમામ મુદ્દાઓને ધ્યાનમાં લેવું અત્યંત મહત્વપૂર્ણ છે.

કાર્બન ડાયોક્સાઇડ. કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ત્રણ મુખ્ય સ્વરૂપોમાં રક્તમાં વહન કરવામાં આવે છે: ઓગળેલા, બાયકાર્બોનેટના સ્વરૂપમાં અને પ્રોટીન (મુખ્યત્વે હિમોગ્લોબિન) સાથે કાર્બામિક સંયોજનોના સ્વરૂપમાં (કોષ્ટક 1).

કાર્બન ડાયોક્સાઇડ પેશીઓના કોષોમાંથી પ્લાઝ્મામાં અને પછી એરિથ્રોસાઇટ્સમાં ફેલાય છે, જ્યાં કાર્બોનિક એનહાઇડ્રેઝના પ્રભાવ હેઠળ કાર્બોનિક એસિડ રચાય છે:
CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 .

કાર્બોનિક એસિડ H+ આયન અને HCO 3 - આયનમાં અલગ પડે છે. હિમોગ્લોબિનના બફરિંગ ગુણધર્મોને લીધે, તે મોટાભાગના H+ આયનોને જોડે છે, અને HCO 3 - આયનોની અનુરૂપ માત્રા પ્લાઝમામાં ફેલાય છે. આયનીય સંતુલન પુનઃસ્થાપિત કરવા માટે, ક્લિઓન્સ પ્લાઝ્માથી લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં જાય છે. ઓક્સિહિમોગ્લોબિન કરતાં ઘટેલું હિમોગ્લોબિન મજબૂત આધાર (અને તેથી વધુ સરળતાથી H+ આયનોને જોડે છે) હોવાથી, પેશીઓમાં થતો હિમોગ્લોબિનનો ઘટાડો H 2 CO 3 ની માત્રામાં વધારો કરે છે જે સમાન pCO 2 મૂલ્ય પર પરિવહન કરી શકાય છે. ઘટેલા હિમોગ્લોબિનમાં ઓક્સિહેમોગ્લોબિન કરતાં કાર્બામાઈન સંયોજનો બનાવવાની ક્ષમતા પણ વધુ હોય છે. તેથી, ઓક્સિજન છોડીને, હિમોગ્લોબિન આ સ્વરૂપમાં વધુ કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું પરિવહન કરે છે.

આ બધી પ્રક્રિયાઓ પલ્મોનરી રુધિરકેશિકાઓમાં વિપરીત ક્રમમાં થાય છે.

કાર્બન ડાયોક્સાઇડના પરિવહનમાં લાલ રક્ત કોશિકાઓ દ્વારા ભજવવામાં આવતી મહત્વની ભૂમિકા પ્લાઝ્મા અને રક્ત માટે પીસીઓ 2 થી પીએચ (પ્રકરણ 19 જુઓ) ની બફર લાઇન લોગની ઢાળમાં તફાવત દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે.

ચાલો આપણે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ટ્રાન્સફરની વધુ બે વિશેષતાઓ પર ધ્યાન આપીએ, જે ફિગમાં બતાવેલ CO 2 ડિસોસિએશન કર્વમાં પ્રતિબિંબિત થાય છે. 9. સૌપ્રથમ, CO 2 વિયોજન વળાંક ઓક્સિજન વળાંક કરતાં વધુ ઊંચો છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, આનો અર્થ એ છે કે આંશિક દબાણમાં આપેલ ફેરફાર માટે, CO 2 માં જથ્થાત્મક શિફ્ટ વધુ સ્પષ્ટ છે.

આ અંશતઃ કાર્બન ડાયોક્સાઇડને બાંધવા માટે ઘટેલા હિમોગ્લોબિનની પહેલેથી જ ચર્ચા કરાયેલી વધેલી ક્ષમતાને કારણે છે. બીજું, ધમની રક્તની સામાન્ય રચનાને અનુરૂપ પ્રદેશમાં CO 2 વિયોજન વળાંક એક સમાન ઢોળાવ ધરાવે છે, જે ફેફસાંના કેટલાક ભાગોના હાયપોવેન્ટિલેશનને અન્યના હાયપરવેન્ટિલેશન દ્વારા સરભર કરવાની ક્ષમતા નક્કી કરે છે (જુઓ પૃષ્ઠ 41).

તેનાથી વિપરિત, આ બિંદુએ ઓક્સિજન વિયોજન વળાંક એક ઉચ્ચપ્રદેશનો આકાર ધરાવે છે. તેથી, ઓક્સિજનની સમાન વળતર વ્યવહારીક રીતે અશક્ય છે.

બાયકાર્બોનેટના સ્તર અને ધમનીય રક્તના pCO 2 વચ્ચે સંબંધ સ્થાપિત થયો છે. જો કે, બાયકાર્બોનેટની સાંદ્રતામાં જે ફેરફારો શ્વસન એસિડોસિસ અથવા આલ્કલોસિસ દરમિયાન થાય છે તે મેટાબોલિક એસિડ-બેઝ અસંતુલન દરમિયાન થતા ફેરફારોની તુલનામાં પ્રમાણમાં ઓછા હોય છે. સામાન્ય રીતે, H+ આયનોનું અધિક શોષણ અથવા ઉત્પાદન હોય છે, જે દરરોજ આશરે 50 mEq જેટલું હોય છે. આમાંના મોટાભાગના આયનો સલ્ફ્યુરિક અને ફોસ્ફોરિક એસિડમાંથી આવે છે, જે પ્રોટીન અને અન્ય જટિલ સંયોજનોના ભંગાણ દરમિયાન રચાય છે.

વધુ પડતા H+ આયનો સામાન્ય રીતે પેશાબમાં વિસર્જન થાય છે. ફેફસાં દ્વારા દરરોજ નાબૂદ કરવામાં આવતા 15,000 mEq કાર્બન ડાયોક્સાઇડની તુલનામાં એસિડની આ માત્રા ખૂબ જ ઓછી હોવા છતાં, આ એસિડની ભૂમિકા અત્યંત મહત્વપૂર્ણ છે, કારણ કે તેની ઘટના કિડની દ્વારા બાયકાર્બોનેટની જાળવણી અથવા ઉત્સર્જન સાથે સંકળાયેલ છે, જે નક્કી કરે છે. એસિડ-બેઝ બેલેન્સનું મેટાબોલિક ઘટક.

સારાંશ માટે, એ નોંધવું જોઈએ કે પેશીઓમાં ઓગળેલા કાર્બન ડાયોક્સાઇડની સાંદ્રતા મેટાબોલિક પ્રક્રિયાઓના પરિણામે રચાયેલા CO 2 ના ગુણોત્તર અને તેને ધોઈ નાખતા રક્ત પ્રવાહની માત્રા દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. સમગ્ર જીવતંત્રમાં, તે કાર્બન ડાયોક્સાઇડના કુલ ઉત્પાદન અને ફેફસાં દ્વારા તેના નાબૂદી દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. બીજી બાજુ, બાયકાર્બોનેટની સાંદ્રતા મુખ્યત્વે કિડની દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.

- 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 મેથેમોગ્લોબિનતે 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% સુધી ગર્ભ હિમોગ્લોબિન હોય છે. જીવનના પ્રથમ છ મહિના દરમિયાન હિમોગ્લોબિન એફ HbA દ્વારા બદલવામાં આવે છે.

જન્મ પછીના પ્રથમ કલાકોમાં, ધમનીય રક્ત pO2 લગભગ 50 mm Hg 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 અવલંબનનો વળાંક દર્શાવે છે કે ધમનીના રક્તનું હિમોગ્લોબિન, જે મૂર્ધન્ય રુધિરકેશિકાઓ (ફિગ. 3) માંથી વહે છે, તે સંપૂર્ણપણે ઓક્સિજન (SaO2 = 100%) સાથે સંતૃપ્ત છે, તેમાં ઓક્સિજનનું તાણ 100 mm Hg છે. . કલા. (pO2 = 100 mm Hg). પેશીઓમાં ઓક્સિમોગ્લોબિનના વિયોજન પછી, રક્ત ડીઓક્સિજનયુક્ત બને છે અને મિશ્ર વેનિસ રક્તમાં જમણા કર્ણક પર પાછા ફરે છે, આરામની સ્થિતિમાં, હિમોગ્લોબિન ઓક્સિજન સાથે 75% (Sv0 2 = 75%) દ્વારા 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 ત્યારે તેની ડિલિવરીમાં સુધારો થાય 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

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

પ્રકાર દ્વારા સંબંધ બોહર અસર(pCO-માં 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 બંધાયેલ 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

લગભગ તમામ O 2 (લગભગ 20 vol% - O 2 નું 20 ml પ્રતિ 100 ml રક્ત) હિમોગ્લોબિન સાથેના રાસાયણિક સંયોજનના રૂપમાં રક્ત દ્વારા વહન કરવામાં આવે છે. માત્ર 0.3 વોલ% ભૌતિક વિસર્જનના સ્વરૂપમાં પરિવહન થાય છે. જો કે, આ તબક્કો ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે, કારણ કે O 2 રુધિરકેશિકાઓમાંથી પેશીઓમાં અને O 2 એલ્વિઓલીથી રક્તમાં અને એરિથ્રોસાઇટ્સ શારીરિક રીતે ઓગળેલા ગેસના સ્વરૂપમાં રક્ત પ્લાઝ્મામાંથી પસાર થાય છે.

હિમોગ્લોબિન અને તેના સંયોજનોના ગુણધર્મો

આ લાલ રક્ત રંગદ્રવ્ય, લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં O 2 વાહક તરીકે સમાયેલ છે, જ્યારે લોહી ફેફસામાં હોય ત્યારે O 2 ને જોડવાની અને જ્યારે રક્ત તમામ અવયવો અને પેશીઓની રુધિરકેશિકાઓમાંથી પસાર થાય છે ત્યારે O 2 છોડવાની નોંધપાત્ર મિલકત ધરાવે છે. શરીર હિમોગ્લોબિન એક ક્રોમોપ્રોટીન છે, તેનું પરમાણુ વજન 64,500 છે, તે ચાર સમાન જૂથો ધરાવે છે - હેમ્સ. હેમ એ પ્રોટોપોર્ફિરિન છે, જેની મધ્યમાં ડાયવેલેન્ટ આયર્ન આયન છે, જે O 2 ના સ્થાનાંતરણમાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે. ઓક્સિજન હેમ સાથે ઉલટાવી શકાય તેવું બંધન બનાવે છે, અને આયર્નની સંયોજકતા બદલાતી નથી. આ કિસ્સામાં, ઘટેલું હિમોગ્લોબિન (Hb) ઓક્સિડાઇઝ્ડ HbO 2 બની જાય છે, વધુ સ્પષ્ટ રીતે, Hb(O 2) 4. દરેક હેમ એક ઓક્સિજન પરમાણુને જોડે છે, તેથી એક હિમોગ્લોબિન પરમાણુ ચાર O 2 પરમાણુઓને જોડે છે. પુરુષોમાં લોહીમાં હિમોગ્લોબિનનું પ્રમાણ 130-160 g/l છે, સ્ત્રીઓમાં 120-140 g/l. O 2 ની માત્રા જે 100 ml લોહીમાં બંધાઈ શકે છે તે પુરુષોમાં લગભગ 20 ml (20 vol%) છે - લોહીની ઓક્સિજન ક્ષમતા; સ્ત્રીઓમાં તે 1-2 vol% ઓછી છે, કારણ કે તેમની પાસે Hb ઓછું છે. જૂના લાલ રક્ત કોશિકાઓના વિનાશ પછી, સામાન્ય રીતે અને પેથોલોજીકલ પ્રક્રિયાઓના પરિણામે, હિમોગ્લોબિનનું શ્વસન કાર્ય પણ બંધ થઈ જાય છે, કારણ કે તે કિડની દ્વારા આંશિક રીતે "ખોવાઈ જાય છે" અને મોનોન્યુક્લિયર ફેગોસિટીક સિસ્ટમના કોષો દ્વારા આંશિક રીતે ફેગોસાયટોઝ થાય છે.

હેમ માત્ર ઓક્સિજન જ નહીં, પણ સાચું ઓક્સિડેશન પણ પસાર કરી શકે છે. આ કિસ્સામાં, આયર્નનું રૂપાંતર divalent થી trivalent માં થાય છે. ઓક્સિડાઇઝ્ડ હેમને હેમેટિન (મેથેમ) કહેવામાં આવે છે, અને સમગ્ર પોલિપેપ્ટાઇડ પરમાણુને મેથેમોગ્લોબિન કહેવામાં આવે છે. માનવ રક્તમાં, મેથેમોગ્લોબિન સામાન્ય રીતે ઓછી માત્રામાં હોય છે, પરંતુ અમુક ઝેર સાથે અથવા અમુક દવાઓના પ્રભાવ હેઠળ ઝેરના કિસ્સામાં, ઉદાહરણ તરીકે, કોડીન, ફેનાસેટિન, તેની સામગ્રી વધે છે. આવી પરિસ્થિતિઓનો ભય એ હકીકતમાં રહેલો છે કે ઓક્સિડાઇઝ્ડ હિમોગ્લોબિન ખૂબ જ નબળી રીતે વિખેરી નાખે છે (પેશીઓમાં O 2 છોડતું નથી) અને, કુદરતી રીતે, વધારાના O 2 પરમાણુઓને જોડી શકતા નથી, એટલે કે, તે ઓક્સિજન વાહક તરીકે તેના ગુણધર્મો ગુમાવે છે. કાર્બન મોનોક્સાઇડ (CO) સાથે હિમોગ્લોબિનનું સંયોજન - કાર્બોક્સીહેમોગ્લોબિન - પણ ખતરનાક છે, કારણ કે CO માટે હિમોગ્લોબિનનું જોડાણ ઓક્સિજન કરતાં 300 ગણું વધારે છે, અને HbCO HbO 2 કરતાં 10,000 ગણી ધીમી છે. કાર્બન મોનોક્સાઇડના અત્યંત નીચા આંશિક દબાણમાં પણ, હિમોગ્લોબિન કાર્બોક્સિહેમોગ્લોબિનમાં રૂપાંતરિત થાય છે: Hb + CO = HbCO. સામાન્ય રીતે, HbCO લોહીમાં હિમોગ્લોબિનની કુલ માત્રામાં માત્ર 1% હિસ્સો ધરાવે છે; ધૂમ્રપાન કરનારાઓમાં તે ઘણું વધારે છે: સાંજ સુધીમાં તે 20% સુધી પહોંચે છે. જો હવામાં 0.1% CO હોય, તો લગભગ 80% હિમોગ્લોબિન કાર્બોક્સિહેમોગ્લોબિનમાં ફેરવાય છે અને O2 પરિવહનથી બંધ થઈ જાય છે. મોટી માત્રામાં HbCO ની રચનાનો ભય હાઈવે પર મુસાફરોની રાહ જોઈ રહ્યો છે.

ઓક્સિહેમોગ્લોબિનનું નિર્માણફેફસાંની રુધિરકેશિકાઓમાં ખૂબ જ ઝડપથી થાય છે. ઓક્સિજન સાથે હિમોગ્લોબિનનો અર્ધ-સંતૃપ્તિ સમય માત્ર 0.01 સે છે (ફેફસાની રુધિરકેશિકાઓમાં લોહીના રહેવાની અવધિ સરેરાશ 0.5 સે છે). ઓક્સિહેમોગ્લોબિનનું નિર્માણ સુનિશ્ચિત કરતું મુખ્ય પરિબળ એ એલવીઓલી (100 mm Hg) માં O 2 નું ઉચ્ચ આંશિક દબાણ છે.

તેના ઉપરના ભાગમાં ઓક્સિહિમોગ્લોબિનની રચના અને વિયોજનના વળાંકની સપાટ પ્રકૃતિ સૂચવે છે કે હવામાં Po 2 માં નોંધપાત્ર ઘટાડો થવાના કિસ્સામાં, લોહીમાં O 2 ની સામગ્રી ખૂબ ઊંચી રહેશે (ફિગ. 3.1).

ચોખા. 3.1. pH 7.4 અને t 37°C પર ઓક્સિહિમોગ્લોબિન (Hb) અને ઓક્સિમિયોગ્લોબિન (Mb) ની રચના અને વિયોજન વક્ર

તેથી, PO માં ડ્રોપ સાથે પણ, ધમનીના રક્તમાં 60 mm Hg સુધી. (8.0 kPa) હિમોગ્લોબિન ઓક્સિજન સંતૃપ્તિ 90% છે - આ એક ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ જૈવિક હકીકત છે: શરીરને હજી પણ O 2 પ્રદાન કરવામાં આવશે (ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે પર્વતો પર ચડવું, ઓછી ઊંચાઈએ ઉડવું - 3 કિમી સુધી), એટલે કે ત્યાં છે. શરીરને ઓક્સિજન પ્રદાન કરવા માટેની પદ્ધતિઓની ઉચ્ચ વિશ્વસનીયતા.

ફેફસામાં ઓક્સિજન સાથે હિમોગ્લોબિનની સંતૃપ્તિની પ્રક્રિયા વળાંકના ઉપલા ભાગ દ્વારા 75% થી 96-98% સુધી પ્રતિબિંબિત થાય છે. ફેફસાની રુધિરકેશિકાઓમાં પ્રવેશતા વેનિસ રક્તમાં, PO 40 mmHg બરાબર છે. અને ધમનીના રક્તમાં 100 mm Hg સુધી પહોંચે છે, જેમ કે એલ્વેલીમાં Po 2. ત્યાં ઘણા સહાયક પરિબળો છે જે રક્ત ઓક્સિજનને પ્રોત્સાહન આપે છે:

1) કાર્ભેમોગ્લોબિનમાંથી CO 2 નું ક્લીવેજ અને તેને દૂર કરવું (વેરિગો અસર);

2) ફેફસામાં તાપમાનમાં ઘટાડો;

3) લોહીના પીએચમાં વધારો (બોહર અસર).

ઓક્સિહેમોગ્લોબિનનું વિયોજનજ્યારે ફેફસાંમાંથી લોહી શરીરના પેશીઓમાં આવે છે ત્યારે રુધિરકેશિકાઓમાં થાય છે. આ કિસ્સામાં, હિમોગ્લોબિન માત્ર પેશીઓને O 2 જ આપતું નથી, પણ પેશીઓમાં રચાયેલા CO 2ને પણ જોડે છે. ઓક્સિહેમોગ્લોબિનના વિયોજનને સુનિશ્ચિત કરતું મુખ્ય પરિબળ એ Po 2 માં ઘટાડો છે, જે ઝડપથી પેશીઓ દ્વારા ખાઈ જાય છે. ફેફસાંમાં ઓક્સિહિમોગ્લોબિનનું નિર્માણ અને પેશીઓમાં તેનું વિયોજન વળાંકના સમાન ઉપલા વિભાગમાં થાય છે (હિમોગ્લોબિનનું 75-96% ઓક્સિજન સંતૃપ્તિ). ઇન્ટરસેલ્યુલર પ્રવાહીમાં, Po 2 ઘટીને 5-20 mm Hg થાય છે, અને કોષોમાં તે ઘટીને 1 mm Hg થાય છે. અને ઓછું (જ્યારે કોષમાં Po 2 0.1 mm Hg બરાબર થાય છે, ત્યારે કોષ મૃત્યુ પામે છે). Po 2 નો મોટો ઢાળ (આવતા ધમનીના રક્તમાં તે લગભગ 95 mm Hg છે), ઓક્સિહિમોગ્લોબિનનું વિયોજન ઝડપથી થાય છે, અને O 2 રુધિરકેશિકાઓમાંથી પેશીઓમાં પસાર થાય છે. અર્ધ-વિયોજન સમયગાળો 0.02 સે છે (પ્રણાલીગત વર્તુળની રુધિરકેશિકાઓ દ્વારા પ્રત્યેક એરિથ્રોસાઇટનો પસાર થવાનો સમય લગભગ 2.5 સે છે), જે O 2 (સમયનો વિશાળ જથ્થો) નાબૂદ માટે પૂરતો છે.

મુખ્ય પરિબળ (Po 2 ગ્રેડિયન્ટ) ઉપરાંત, પેશીઓમાં ઓક્સિહિમોગ્લોબિનના વિયોજનમાં ફાળો આપતા સંખ્યાબંધ સહાયક પરિબળો છે. આમાં શામેલ છે:

1) પેશીઓમાં CO 2 નું સંચય;

2) પર્યાવરણનું એસિડિફિકેશન;

3) તાપમાનમાં વધારો.

આમ, કોઈપણ પેશીઓમાં ચયાપચયમાં વધારો થવાથી ઓક્સિહેમોગ્લોબિનના સુધારેલા વિયોજન તરફ દોરી જાય છે. વધુમાં, ઓક્સિહેમોગ્લોબિનનું વિયોજન 2,3-ડિફોસ્ફોગ્લિસેરેટ દ્વારા કરવામાં આવે છે, જે ગ્લુકોઝના ભંગાણ દરમિયાન એરિથ્રોસાઇટ્સમાં રચાયેલ મધ્યવર્તી ઉત્પાદન છે. હાયપોક્સિયા દરમિયાન, તેમાંથી વધુ રચના થાય છે, જે ઓક્સિહેમોગ્લોબિનના વિયોજન અને શરીરના પેશીઓને ઓક્સિજનની જોગવાઈમાં સુધારો કરે છે. એટીપી ઓક્સિહેમોગ્લોબિનના વિયોજનને પણ વેગ આપે છે, પરંતુ ઘણી ઓછી હદ સુધી, કારણ કે એરિથ્રોસાઇટ્સમાં એટીપી કરતાં 4-5 ગણા વધુ 2,3-ડિફોસ્ફોગ્લિસેરેટ હોય છે.

મ્યોગ્લોબિન O 2 પણ ઉમેરે છે. એમિનો એસિડ ક્રમ અને તૃતીય બંધારણમાં, મ્યોગ્લોબિન પરમાણુ હિમોગ્લોબિન પરમાણુના વ્યક્તિગત સબ્યુનિટ સાથે ખૂબ સમાન છે. જો કે, મ્યોગ્લોબિન પરમાણુઓ એકબીજા સાથે જોડાઈને ટેટ્રામર બનાવતા નથી, જે દેખીતી રીતે O 2 બંધનકર્તાની કાર્યાત્મક વિશેષતાઓને સમજાવે છે. O 2 માટે મ્યોગ્લોબિનનો સંબંધ હિમોગ્લોબિન કરતા વધારે છે: પહેલેથી જ Po 2 3-4 mm Hg ના વોલ્ટેજ પર. 50% મ્યોગ્લોબિન ઓક્સિજનથી સંતૃપ્ત થાય છે, અને 40 mm Hg પર. સંતૃપ્તિ 95% સુધી પહોંચે છે. જો કે, મ્યોગ્લોબિન ઓક્સિજન છોડવા માટે વધુ મુશ્કેલ છે. આ એક પ્રકારનું O 2 અનામત છે, જે શરીરમાં સમાયેલ O 2 ની કુલ રકમના 14% બનાવે છે. O 2 નું આંશિક દબાણ 15 mm Hg ની નીચે જાય પછી જ ઓક્સીમોગ્લોબિન ઓક્સિજન છોડવાનું શરૂ કરે છે. આને કારણે, તે આરામ કરતા સ્નાયુમાં ઓક્સિજન ડિપોટની ભૂમિકા ભજવે છે અને જ્યારે ઓક્સિહેમોગ્લોબિનનો ભંડાર ખતમ થઈ જાય ત્યારે જ O 2 છોડે છે, ખાસ કરીને, સ્નાયુઓના સંકોચન દરમિયાન, રુધિરકેશિકાઓમાં રક્ત પ્રવાહ તેમના સંકોચનના પરિણામે બંધ થઈ શકે છે; આ સમયગાળા દરમિયાન, સ્નાયુઓ આરામ દરમિયાન સંગ્રહિત ઓક્સિજનનો ઉપયોગ કરે છે. આ હૃદયના સ્નાયુ માટે ખાસ કરીને મહત્વનું છે, જેનો ઉર્જા સ્ત્રોત મુખ્યત્વે એરોબિક ઓક્સિડેશન છે. હાયપોક્સિક પરિસ્થિતિઓમાં, મ્યોગ્લોબિનનું પ્રમાણ વધે છે. CO માટે મ્યોગ્લોબિનનું આકર્ષણ હિમોગ્લોબિન કરતાં ઓછું છે.

અમે ફેફસાંમાં હવા કેવી રીતે જાય છે તેના પર વિગતવાર જોયું. હવે જોઈએ કે તેની સાથે આગળ શું થાય છે.

રુધિરાભિસરણ તંત્ર

અમે એ હકીકત પર સ્થાયી થયા છીએ કે વાતાવરણીય હવામાં ઓક્સિજન એલ્વિઓલીમાં પ્રવેશ કરે છે, જ્યાંથી, તેમની પાતળી દિવાલ દ્વારા, પ્રસરણ દ્વારા તે રુધિરકેશિકાઓમાં જાય છે, ગાઢ નેટવર્કમાં એલ્વિઓલીને ફસાવે છે. રુધિરકેશિકાઓ પલ્મોનરી નસોમાં જોડાય છે, જે ઓક્સિજનયુક્ત રક્તને હૃદયમાં લઈ જાય છે, અથવા વધુ ચોક્કસપણે તેના ડાબા કર્ણકમાં. હૃદય એક પંપની જેમ કામ કરે છે, આખા શરીરમાં લોહી પંપ કરે છે. ડાબા કર્ણકમાંથી, ઓક્સિજનયુક્ત રક્ત ડાબા વેન્ટ્રિકલમાં જશે, અને ત્યાંથી તે પ્રણાલીગત પરિભ્રમણ દ્વારા અંગો અને પેશીઓમાં જશે. શરીરની રુધિરકેશિકાઓમાં પેશીઓ સાથે પોષક તત્ત્વોનું વિનિમય કર્યા પછી, ઓક્સિજન છોડી દે છે અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ દૂર કરે છે, રક્ત નસોમાં એકત્ર થાય છે અને હૃદયના જમણા કર્ણકમાં પ્રવેશ કરે છે, અને પ્રણાલીગત પરિભ્રમણ બંધ થાય છે. ત્યાંથી એક નાનું વર્તુળ શરૂ થાય છે.

નાનું વર્તુળ જમણા વેન્ટ્રિકલમાં શરૂ થાય છે, જ્યાંથી પલ્મોનરી ધમની ફેફસામાં ઓક્સિજન સાથે "ચાર્જ" થવા માટે લોહીનું વહન કરે છે, કેશિલરી નેટવર્ક સાથે એલ્વેલીને ડાળીઓ અને ફસાવે છે. અહીંથી ફરીથી - પલ્મોનરી નસો સાથે ડાબી કર્ણક અને તેથી અનંત સુધી. આ પ્રક્રિયાની અસરકારકતાની કલ્પના કરવા માટે, કલ્પના કરો કે સંપૂર્ણ રક્ત પરિભ્રમણનો સમય માત્ર 20-23 સેકંડ છે. આ સમય દરમિયાન, રક્તનું પ્રમાણ પ્રણાલીગત અને પલ્મોનરી પરિભ્રમણ બંનેને સંપૂર્ણપણે "પરિભ્રમણ" કરવાનું સંચાલન કરે છે.

ઓક્સિજન સાથે લોહી જેવા સક્રિય રીતે બદલાતા વાતાવરણને સંતૃપ્ત કરવા માટે, નીચેના પરિબળો ધ્યાનમાં લેવા જોઈએ:

શ્વાસમાં લેવાતી હવામાં ઓક્સિજન અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું પ્રમાણ (હવા રચના)

મૂર્ધન્ય વેન્ટિલેશનની અસરકારકતા (સંપર્ક વિસ્તાર જ્યાં લોહી અને હવા વચ્ચે વાયુઓનું વિનિમય થાય છે)

મૂર્ધન્ય ગેસ વિનિમયની કાર્યક્ષમતા (રક્ત સંપર્ક અને ગેસ વિનિમયને સુનિશ્ચિત કરતા પદાર્થો અને રચનાઓની કાર્યક્ષમતા)

શ્વાસમાં લેવાતી, બહાર કાઢવામાં આવતી અને મૂર્ધન્ય હવાની રચના

સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં, વ્યક્તિ વાતાવરણીય હવા શ્વાસ લે છે જે પ્રમાણમાં સતત રચના ધરાવે છે. બહાર નીકળતી હવામાં હંમેશા ઓછો ઓક્સિજન અને વધુ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ હોય છે. મૂર્ધન્ય હવામાં ઓછામાં ઓછો ઓક્સિજન અને સૌથી વધુ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ હોય છે. મૂર્ધન્ય અને શ્વાસ બહાર કાઢેલી હવાની રચનામાં તફાવત એ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે કે બાદમાં મૃત અવકાશની હવા અને મૂર્ધન્ય હવાનું મિશ્રણ છે.

મૂર્ધન્ય હવા એ શરીરનું આંતરિક ગેસ વાતાવરણ છે. ધમનીના રક્તની ગેસ રચના તેની રચના પર આધારિત છે. નિયમનકારી મિકેનિઝમ્સ મૂર્ધન્ય હવાની રચનાની સ્થિરતા જાળવી રાખે છે, જે શાંત શ્વાસ દરમિયાન શ્વાસ અને શ્વાસ બહાર કાઢવાના તબક્કાઓ પર થોડો આધાર રાખે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઇન્હેલેશનના અંતે CO2 નું પ્રમાણ ઉચ્છવાસના અંતે કરતાં માત્ર 0.2-0.3% ઓછું હોય છે, કારણ કે દરેક ઇન્હેલેશન સાથે માત્ર 1/7 મૂર્ધન્ય હવાનું નવીકરણ થાય છે.

વધુમાં, ફેફસાંમાં ગેસનું વિનિમય સતત થાય છે, પ્રેરણા અથવા શ્વાસ બહાર કાઢવાના તબક્કાઓને ધ્યાનમાં લીધા વિના, જે મૂર્ધન્ય હવાની રચનાને સમાન કરવામાં મદદ કરે છે. ઊંડા શ્વાસ સાથે, ફેફસાંના વેન્ટિલેશનના દરમાં વધારો થવાને કારણે, ઇન્હેલેશન અને શ્વાસ બહાર કાઢવા પર મૂર્ધન્ય હવાની રચનાની અવલંબન વધે છે. તે યાદ રાખવું આવશ્યક છે કે હવાના પ્રવાહની "અક્ષ પર" અને તેની "બાજુ" વાયુઓની સાંદ્રતા પણ અલગ હશે: હવાની ગતિ "અક્ષ સાથે" ઝડપી હશે અને રચનાની રચનાની નજીક હશે. વાતાવરણીય હવા. ફેફસાના શિખરના વિસ્તારમાં, ડાયાફ્રેમની બાજુમાં આવેલા ફેફસાના નીચલા ભાગો કરતાં એલ્વિઓલી ઓછી કાર્યક્ષમ રીતે વેન્ટિલેટેડ હોય છે.

મૂર્ધન્ય વેન્ટિલેશન

હવા અને લોહી વચ્ચે ગેસનું વિનિમય એલ્વેલીમાં થાય છે. ફેફસાંના અન્ય તમામ ઘટકો માત્ર આ જગ્યાએ હવા પહોંચાડવા માટે સેવા આપે છે. તેથી, ફેફસાંના વેન્ટિલેશનની એકંદર માત્રા મહત્વપૂર્ણ નથી, પરંતુ એલ્વિઓલીના વેન્ટિલેશનનું પ્રમાણ છે. તે ડેડ સ્પેસ વેન્ટિલેશનની માત્રા દ્વારા ફેફસાના વેન્ટિલેશન કરતાં ઓછું છે. તેથી, 8000 મિલી જેટલી શ્વસનની મિનિટની માત્રા અને 16 પ્રતિ મિનિટના શ્વસન દર સાથે, ડેડ સ્પેસ વેન્ટિલેશન 150 મિલી x 16 = 2400 મિલી હશે. એલ્વિઓલીનું વેન્ટિલેશન 8000 મિલી - 2400 મિલી = 5600 મિલી જેટલું હશે. 8000 મિલીલીટરના સમાન મિનિટના શ્વસન વોલ્યુમ અને 32 પ્રતિ મિનિટના શ્વસન દર સાથે, ડેડ સ્પેસ વેન્ટિલેશન 150 મિલી x 32 = 4800 મિલી, અને મૂર્ધન્ય વેન્ટિલેશન 8000 મિલી - 4800 મિલી = 3200 મિલી, i. પ્રથમ કિસ્સામાં જેટલું અડધું હશે. આ સૂચવે છે પ્રથમ વ્યવહારુ નિષ્કર્ષ, મૂર્ધન્ય વેન્ટિલેશનની અસરકારકતા શ્વાસની ઊંડાઈ અને આવર્તન પર આધારિત છે.

ફેફસાંના વેન્ટિલેશનનું પ્રમાણ શરીર દ્વારા એવી રીતે નિયંત્રિત થાય છે કે મૂર્ધન્ય હવાની સતત ગેસ રચનાને સુનિશ્ચિત કરી શકાય. આમ, મૂર્ધન્ય હવામાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડની સાંદ્રતામાં વધારો સાથે, શ્વસનની મિનિટની માત્રા વધે છે, અને ઘટાડો સાથે, તે ઘટે છે. જો કે, આ પ્રક્રિયાની નિયમનકારી પદ્ધતિઓ એલ્વેલીમાં સ્થિત નથી. લોહીમાં ઓક્સિજન અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડની માત્રા વિશેની માહિતીના આધારે શ્વસન કેન્દ્ર દ્વારા શ્વાસની ઊંડાઈ અને આવર્તનનું નિયમન કરવામાં આવે છે.

એલ્વેલીમાં વાયુઓનું વિનિમય

ફેફસાંમાં ગેસનું વિનિમય મૂર્ધન્ય હવામાંથી રક્તમાં ઓક્સિજન (દિવસ આશરે 500 લિટર) અને રક્તમાંથી કાર્બન ડાયોક્સાઇડ મૂર્ધન્ય હવામાં (દરરોજ આશરે 430 લિટર) ના પ્રસારના પરિણામે થાય છે. મૂર્ધન્ય હવા અને લોહીમાં આ વાયુઓના દબાણમાં તફાવતને કારણે પ્રસરણ થાય છે.

પ્રસરણ એ પદાર્થના કણોની થર્મલ હિલચાલને કારણે એકબીજામાં સંપર્ક કરતા પદાર્થોનું પરસ્પર પ્રવેશ છે. પ્રસરણ પદાર્થની સાંદ્રતા ઘટાડવાની દિશામાં થાય છે અને તે કબજે કરેલા સમગ્ર જથ્થામાં પદાર્થના સમાન વિતરણ તરફ દોરી જાય છે. આમ, લોહીમાં ઓક્સિજનની ઓછી સાંદ્રતા હવા-રક્ત (એરોહેમેટિક) અવરોધના પટલ દ્વારા તેના પ્રવેશ તરફ દોરી જાય છે, લોહીમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડની વધુ પડતી સાંદ્રતા તેને મૂર્ધન્ય હવામાં છોડવા તરફ દોરી જાય છે. શરીરરચનાની રીતે, હવા-રક્ત અવરોધ પલ્મોનરી મેમ્બ્રેન દ્વારા રજૂ થાય છે, જે બદલામાં, કેશિલરી એન્ડોથેલિયલ કોષો, બે મુખ્ય પટલ, સ્ક્વામસ મૂર્ધન્ય ઉપકલા અને સર્ફેક્ટન્ટ સ્તર ધરાવે છે. પલ્મોનરી મેમ્બ્રેનની જાડાઈ માત્ર 0.4-1.5 માઇક્રોન છે.

સર્ફેક્ટન્ટ એ સર્ફેક્ટન્ટ છે જે વાયુઓના પ્રસારને સરળ બનાવે છે. પલ્મોનરી ઉપકલા કોષો દ્વારા સર્ફેક્ટન્ટ સંશ્લેષણનું ઉલ્લંઘન ગેસ પ્રસારના સ્તરમાં તીવ્ર મંદીને કારણે શ્વાસ લેવાની પ્રક્રિયાને લગભગ અશક્ય બનાવે છે.

લોહીમાં પ્રવેશતો ઓક્સિજન અને રક્ત દ્વારા લાવવામાં આવેલ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ કાં તો ઓગળી શકે છે અથવા રાસાયણિક રીતે બંધાયેલ છે. સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં, આ વાયુઓની આટલી નાની માત્રાને મુક્ત (ઓગળેલા) અવસ્થામાં વહન કરવામાં આવે છે કે શરીરની જરૂરિયાતોનું મૂલ્યાંકન કરતી વખતે તેની સલામત રીતે ઉપેક્ષા કરી શકાય છે. સરળતા માટે, અમે ધારીશું કે ઓક્સિજન અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડનો મુખ્ય જથ્થો બંધાયેલી સ્થિતિમાં વહન થાય છે.

ઓક્સિજન પરિવહન

ઓક્સિજન ઓક્સિહેમોગ્લોબિનના સ્વરૂપમાં વહન કરવામાં આવે છે. ઓક્સિહેમોગ્લોબિન એ હિમોગ્લોબિન અને મોલેક્યુલર ઓક્સિજનનું સંકુલ છે.

હિમોગ્લોબિન લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં જોવા મળે છે - લાલ રક્ત કોશિકાઓ. માઇક્રોસ્કોપ હેઠળ, લાલ રક્ત કોશિકાઓ સહેજ ચપટી મીઠાઈની જેમ દેખાય છે. આ અસામાન્ય આકાર લાલ રક્ત કોશિકાઓને ગોળાકાર કોષો (સમાન જથ્થાવાળા શરીરના, એક બોલમાં લઘુત્તમ વિસ્તાર હોય છે) કરતા મોટા વિસ્તાર પર આસપાસના રક્ત સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવાની મંજૂરી આપે છે. અને વધુમાં, લાલ રક્ત કોશિકા એક નળીમાં કર્લિંગ કરવા, એક સાંકડી રુધિરકેશિકામાં સ્ક્વિઝિંગ અને શરીરના સૌથી દૂરના ખૂણા સુધી પહોંચવામાં સક્ષમ છે.

શરીરના તાપમાને 100 મિલી લોહીમાં માત્ર 0.3 મિલી ઓક્સિજન ઓગળી જાય છે. ઓક્સિજન, પલ્મોનરી પરિભ્રમણની રુધિરકેશિકાઓના રક્ત પ્લાઝ્મામાં ઓગળીને, લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં ફેલાય છે અને તરત જ હિમોગ્લોબિન દ્વારા બંધાય છે, ઓક્સિહિમોગ્લોબિન બનાવે છે, જેમાં ઓક્સિજન 190 ml/l છે. ઓક્સિજન બંધનનો દર ઊંચો છે - પ્રસરેલા ઓક્સિજનના શોષણનો સમય સેકન્ડના હજારમા ભાગમાં માપવામાં આવે છે. યોગ્ય વેન્ટિલેશન અને રક્ત પુરવઠા સાથે એલ્વેલીની રુધિરકેશિકાઓમાં, આવતા રક્તના લગભગ તમામ હિમોગ્લોબિન ઓક્સિહિમોગ્લોબિનમાં રૂપાંતરિત થાય છે. પરંતુ "આગળ અને પાછળ" વાયુઓના પ્રસારનો દર વાયુઓના બંધન દર કરતા ઘણો ધીમો છે.

આ સૂચવે છે બીજો વ્યવહારુ નિષ્કર્ષ: ગેસ વિનિમય સફળતાપૂર્વક આગળ વધવા માટે, હવાને "થોભો પ્રાપ્ત કરવો" આવશ્યક છે, જે દરમિયાન મૂર્ધન્ય હવા અને વહેતા રક્તમાં વાયુઓની સાંદ્રતા બરાબર થાય છે, એટલે કે, શ્વાસ અને શ્વાસ બહાર કાઢવા વચ્ચે વિરામ હોવો જોઈએ.

ઘટાડેલા (ઓક્સિજન-મુક્ત) હિમોગ્લોબિન (ડીઓક્સીહેમોગ્લોબિન) નું ઓક્સિડાઇઝ્ડ (ઓક્સિજન ધરાવતા) ​​હિમોગ્લોબિન (ઓક્સિહેમોગ્લોબિન) માં રૂપાંતર રક્ત પ્લાઝ્માના પ્રવાહી ભાગમાં ઓગળેલા ઓક્સિજનની સામગ્રી પર આધારિત છે. તદુપરાંત, ઓગળેલા ઓક્સિજનના એસિમિલેશન માટેની પદ્ધતિઓ ખૂબ અસરકારક છે.

ઉદાહરણ તરીકે, દરિયાની સપાટીથી 2 કિમીની ઊંચાઈએ ચઢવાથી વાતાવરણીય દબાણમાં 760 થી 600 mm Hg સુધીનો ઘટાડો થાય છે. કલા., મૂર્ધન્ય હવામાં ઓક્સિજનનું આંશિક દબાણ 105 થી 70 mm Hg. કલા., અને ઓક્સિહેમોગ્લોબિનની સામગ્રી માત્ર 3% ઘટે છે. અને, વાતાવરણીય દબાણમાં ઘટાડો હોવા છતાં, પેશીઓ સફળતાપૂર્વક ઓક્સિજન સાથે સપ્લાય કરવાનું ચાલુ રાખે છે.

સામાન્ય કામગીરી (કાર્યશીલ સ્નાયુઓ, યકૃત, કિડની, ગ્રંથિની પેશીઓ) માટે પુષ્કળ ઓક્સિજનની જરૂર હોય તેવા પેશીઓમાં, ઓક્સિહિમોગ્લોબિન ખૂબ જ સક્રિય રીતે, કેટલીકવાર લગભગ સંપૂર્ણ રીતે ઓક્સિજન "ત્યાગ કરે છે". પેશીઓમાં કે જેમાં ઓક્સિડેટીવ પ્રક્રિયાઓની તીવ્રતા ઓછી હોય છે (ઉદાહરણ તરીકે, એડિપોઝ પેશીમાં), મોટાભાગના ઓક્સિહેમોગ્લોબિન પરમાણુ ઓક્સિજન "ત્યાગ" કરતા નથી - સ્તર ઓક્સિહેમોગ્લોબિનનું વિયોજન ઓછું છે. આરામની સ્થિતિમાંથી સક્રિય સ્થિતિમાં પેશીઓનું સંક્રમણ (સ્નાયુ સંકોચન, ગ્રંથિ સ્ત્રાવ) ઓક્સિહિમોગ્લોબિનના વિયોજનને વધારવા અને પેશીઓને ઓક્સિજનનો પુરવઠો વધારવા માટે આપમેળે પરિસ્થિતિઓ બનાવે છે.

કાર્બન ડાયોક્સાઇડ (બોહર અસર) અને હાઇડ્રોજન આયનોની વધતી સાંદ્રતા સાથે હિમોગ્લોબિનની ઓક્સિજન (ઓક્સિજન માટે હિમોગ્લોબિનનો સંબંધ) "હોલ્ડ" કરવાની ક્ષમતા ઘટે છે. તાપમાનમાં વધારો ઓક્સિહેમોગ્લોબિનના વિયોજન પર સમાન અસર કરે છે.

અહીંથી તે સમજવું સરળ બને છે કે કુદરતી પ્રક્રિયાઓ એકબીજા સાથે કેવી રીતે જોડાયેલી અને સંતુલિત છે. પેશીઓને ઓક્સિજનનો પુરવઠો સુનિશ્ચિત કરવા માટે ઓક્સિજન જાળવી રાખવા માટે ઓક્સિહેમોગ્લોબિનની ક્ષમતામાં ફેરફાર ખૂબ મહત્વ ધરાવે છે. પેશીઓમાં કે જેમાં મેટાબોલિક પ્રક્રિયાઓ સઘન રીતે થાય છે, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન આયનોની સાંદ્રતા વધે છે, અને તાપમાન વધે છે. આ હિમોગ્લોબિન દ્વારા ઓક્સિજનના પ્રકાશનને વેગ આપે છે અને સુવિધા આપે છે અને મેટાબોલિક પ્રક્રિયાઓના કોર્સને સરળ બનાવે છે.

હાડપિંજરના સ્નાયુ તંતુઓમાં માયોગ્લોબિન હોય છે, જે હિમોગ્લોબિન જેવું જ હોય ​​છે. તે ઓક્સિજન માટે ખૂબ જ ઉચ્ચ આકર્ષણ ધરાવે છે. ઓક્સિજનના પરમાણુને "પકડી" લીધા પછી, તે તેને લોહીમાં છોડશે નહીં.

લોહીમાં ઓક્સિજનનું પ્રમાણ

જ્યારે હિમોગ્લોબિન ઓક્સિજન સાથે સંપૂર્ણ રીતે સંતૃપ્ત થઈ જાય ત્યારે રક્ત બાંધી શકે તેટલા ઓક્સિજનની મહત્તમ માત્રાને રક્તની ઓક્સિજન ક્ષમતા કહેવાય છે. લોહીની ઓક્સિજન ક્ષમતા તેમાં રહેલા હિમોગ્લોબિન પર આધારિત છે.

ધમનીના લોહીમાં, ઓક્સિજનનું પ્રમાણ લોહીની ઓક્સિજન ક્ષમતા કરતાં થોડું (3-4%) ઓછું હોય છે. સામાન્ય સ્થિતિમાં, 1 લિટર ધમનીના રક્તમાં 180-200 મિલી ઓક્સિજન હોય છે. પ્રાયોગિક પરિસ્થિતિઓમાં, વ્યક્તિ શુદ્ધ ઓક્સિજન શ્વાસ લે છે તેવા કિસ્સામાં પણ, ધમનીના રક્તમાં તેની માત્રા વ્યવહારીક રીતે ઓક્સિજન ક્ષમતાને અનુરૂપ હોય છે. વાતાવરણીય હવા સાથે શ્વાસ લેવાની તુલનામાં, સ્થાનાંતરિત ઓક્સિજનનું પ્રમાણ થોડું વધે છે (3-4% દ્વારા).

બાકીના સમયે વેનિસ લોહીમાં લગભગ 120 મિલી/લિ ઓક્સિજન હોય છે. આમ, પેશી રુધિરકેશિકાઓમાંથી લોહી વહે છે, તે તેના તમામ ઓક્સિજનને છોડતું નથી.

ધમનીના રક્તમાંથી પેશીઓ દ્વારા શોષાયેલા ઓક્સિજનના ભાગને ઓક્સિજન ઉપયોગ ગુણાંક કહેવામાં આવે છે. તેની ગણતરી કરવા માટે, ધમનીના રક્તમાં ઓક્સિજનની સામગ્રી દ્વારા ધમની અને શિરાયુક્ત રક્તમાં ઓક્સિજનની સામગ્રીમાં તફાવતને વિભાજીત કરો અને 100 વડે ગુણાકાર કરો.

દાખ્લા તરીકે:
(200-120): 200 x 100 = 40%.

બાકીના સમયે, શરીરનો ઓક્સિજન વપરાશ દર 30 થી 40% સુધીનો હોય છે. તીવ્ર સ્નાયુબદ્ધ કાર્ય સાથે, તે 50-60% સુધી વધે છે.

કાર્બન ડાયોક્સાઇડ પરિવહન

કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ત્રણ સ્વરૂપોમાં લોહીમાં વહન થાય છે. શિરાયુક્ત રક્તમાં, લગભગ 58 વોલ્યુમ શોધી શકાય છે. % (580 ml/l) CO2, જેમાંથી માત્ર 2.5% જથ્થા દ્વારા ઓગળેલી સ્થિતિમાં છે. કેટલાક CO2 પરમાણુઓ લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં હિમોગ્લોબિન સાથે જોડાય છે, જે કાર્બોહેમોગ્લોબિન બનાવે છે (આશરે 4.5 વોલ્યુમ.%). CO2 નો બાકીનો જથ્થો રાસાયણિક રીતે બંધાયેલો છે અને તે કાર્બોનિક એસિડ ક્ષારના સ્વરૂપમાં સમાયેલ છે (આશરે 51 વોલ્યુમ.%).

કાર્બન ડાયોક્સાઇડ રાસાયણિક ચયાપચયની પ્રતિક્રિયાઓના સૌથી સામાન્ય ઉત્પાદનોમાંનું એક છે. તે જીવંત કોષોમાં સતત રચાય છે અને ત્યાંથી પેશી રુધિરકેશિકાઓના રક્તમાં ફેલાય છે. લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં તે પાણી સાથે જોડાય છે અને કાર્બોનિક એસિડ (C02 + H20 = H2C03) બનાવે છે.

આ પ્રક્રિયા એન્ઝાઇમ કાર્બોનિક એનહાઇડ્રેઝ દ્વારા ઉત્પ્રેરિત (વીસ હજાર વખત ઝડપી) થાય છે. કાર્બોનિક એનહાઇડ્રેઝ એરિથ્રોસાઇટ્સમાં જોવા મળે છે; તે રક્ત પ્લાઝ્મામાં જોવા મળતું નથી. આમ, કાર્બન ડાયોક્સાઇડને પાણી સાથે સંયોજિત કરવાની પ્રક્રિયા લગભગ ફક્ત લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં થાય છે. પરંતુ આ એક ઉલટાવી શકાય તેવી પ્રક્રિયા છે જે તેની દિશા બદલી શકે છે. કાર્બન ડાયોક્સાઇડની સાંદ્રતા પર આધાર રાખીને, કાર્બોનિક એનહાઇડ્રેઝ કાર્બોનિક એસિડની રચના અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને પાણી (ફેફસાની રુધિરકેશિકાઓમાં) માં તેનું વિભાજન બંનેને ઉત્પ્રેરિત કરે છે.

આ બંધનકર્તા પ્રક્રિયાઓ માટે આભાર, એરિથ્રોસાઇટ્સમાં CO2 ની સાંદ્રતા ઓછી છે. તેથી, વધુ અને વધુ નવી માત્રામાં CO2 લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં પ્રસરવાનું ચાલુ રાખે છે. એરિથ્રોસાઇટ્સની અંદર આયનોનું સંચય તેમનામાં ઓસ્મોટિક દબાણમાં વધારો સાથે છે, પરિણામે, એરિથ્રોસાઇટ્સના આંતરિક વાતાવરણમાં પાણીનું પ્રમાણ વધે છે. તેથી, પ્રણાલીગત પરિભ્રમણની રુધિરકેશિકાઓમાં લાલ રક્ત કોશિકાઓનું પ્રમાણ થોડું વધે છે.

કાર્બન ડાયોક્સાઇડ કરતાં હિમોગ્લોબિન ઓક્સિજન માટે વધુ આકર્ષણ ધરાવે છે, તેથી, ઓક્સિજનના આંશિક દબાણમાં વધારો થવાની સ્થિતિમાં, કાર્બોહેમોગ્લોબિન પ્રથમ ડીઓક્સિહેમોગ્લોબિનમાં અને પછી ઓક્સિહિમોગ્લોબિનમાં રૂપાંતરિત થાય છે.

વધુમાં, જ્યારે ઓક્સિહેમોગ્લોબિન હિમોગ્લોબિનમાં રૂપાંતરિત થાય છે, ત્યારે રક્તની કાર્બન ડાયોક્સાઇડને બાંધવાની ક્ષમતા વધે છે. આ ઘટનાને હલ્ડેન અસર કહેવામાં આવે છે. હિમોગ્લોબિન પોટેશિયમ કેશન્સ (K+) ના સ્ત્રોત તરીકે કામ કરે છે, જે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ક્ષાર - બાયકાર્બોનેટના સ્વરૂપમાં કાર્બોનિક એસિડના બંધન માટે જરૂરી છે.

તેથી, પેશી રુધિરકેશિકાઓના લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં, પોટેશિયમ બાયકાર્બોનેટની વધારાની માત્રા, તેમજ કાર્બોહેમોગ્લોબિન રચાય છે. આ સ્વરૂપમાં, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ફેફસામાં સ્થાનાંતરિત થાય છે.

પલ્મોનરી પરિભ્રમણની રુધિરકેશિકાઓમાં, કાર્બન ડાયોક્સાઇડની સાંદ્રતા ઘટે છે. CO2 કાર્બોહેમોગ્લોબિનમાંથી વિભાજિત થાય છે. તે જ સમયે, ઓક્સિહેમોગ્લોબિન રચાય છે અને તેનું વિયોજન વધે છે. ઓક્સિહેમોગ્લોબિન બાયકાર્બોનેટમાંથી પોટેશિયમને વિસ્થાપિત કરે છે. એરિથ્રોસાઇટ્સમાં કાર્બોનિક એસિડ (કાર્બોનિક એનહાઇડ્રેઝની હાજરીમાં) ઝડપથી H20 અને CO2 માં વિઘટિત થાય છે. વર્તુળ પૂર્ણ છે.

હજુ એક નોંધ બનાવવાની બાકી છે. કાર્બન ડાયોક્સાઇડ (CO2) કરતાં અને ઓક્સિજન કરતાં કાર્બન મોનોક્સાઇડ (CO) હિમોગ્લોબિન માટે વધુ આકર્ષણ ધરાવે છે. તેથી જ કાર્બન મોનોક્સાઇડનું ઝેર ખૂબ ખતરનાક છે: હિમોગ્લોબિન સાથે સ્થિર બંધન બનાવીને, કાર્બન મોનોક્સાઇડ સામાન્ય ગેસ પરિવહનની શક્યતાને અવરોધે છે અને ખરેખર શરીરને "ગૂંગળામણ" કરે છે. મોટા શહેરોના રહેવાસીઓ સતત કાર્બન મોનોક્સાઇડની એલિવેટેડ સાંદ્રતા શ્વાસમાં લે છે. આ એ હકીકત તરફ દોરી જાય છે કે સામાન્ય રક્ત પરિભ્રમણની સ્થિતિમાં પૂરતા પ્રમાણમાં સંપૂર્ણ લાલ રક્ત કોશિકાઓ પણ પરિવહન કાર્યો કરવામાં અસમર્થ છે. આથી ટ્રાફિક જામમાં પ્રમાણમાં સ્વસ્થ લોકોને મૂર્છા અને હાર્ટ એટેક આવે છે.

• < પાછળ

ઓક્સિજન પ્રસરણ પછીમૂર્ધન્યમાંથી કેશિલરી રક્તમાં, પેરિફેરલ પેશીઓની રુધિરકેશિકાઓમાં તેનું વધુ પરિવહન લગભગ સંપૂર્ણપણે હિમોગ્લોબિન સાથે સંકળાયેલ સ્વરૂપમાં થાય છે. લાલ રક્ત કોશિકાઓમાં હિમોગ્લોબિનની હાજરી રક્તને લોહીના પાણીના ઘટકમાં ઓગળેલા ગેસ તરીકે વહન કરી શકાય તે કરતાં 30-100 ગણા વધુ ઓક્સિજનનું પરિવહન કરવાની મંજૂરી આપે છે.

IN શરીરના પેશીઓના કોષોને ઓક્સિજનવિવિધ પદાર્થો સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, મોટી માત્રામાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ બનાવે છે, જે પછી પેશીઓની રુધિરકેશિકાઓમાં પ્રવેશ કરે છે અને ફેફસામાં પાછું પરિવહન થાય છે. કાર્બન ડાયોક્સાઇડ લોહીમાં વિવિધ રસાયણો સાથે પણ જોડાય છે, જે કાર્બન ડાયોક્સાઇડના પરિવહનમાં 15-20 ગણો વધારો કરે છે.

આ લેખ ભૌતિક અને રાસાયણિક રજૂ કરે છે ઓક્સિજન પરિવહનના સિદ્ધાંતોઅને રક્ત અને પેશી પ્રવાહીમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, માત્રાત્મક અને ગુણાત્મક બંને રીતે.

વાયુઓ દ્વારા એક બિંદુથી બીજા સ્થાને જઈ શકે છે પ્રસરણ અને આવી હિલચાલનું કારણઆ બિંદુઓ વચ્ચે હંમેશા આંશિક દબાણ ઢાળ હોય છે. આમ, ઓક્સિજન ફેફસામાં એલ્વેલીમાંથી કેશિલરી રક્તમાં ફેલાય છે, કારણ કે એલ્વિઓલીમાં ઓક્સિજનનું આંશિક દબાણ (PO) પલ્મોનરી કેશિલરીઓના લોહી કરતાં વધારે છે. શરીરના અન્ય પેશીઓમાં, રુધિરકેશિકાઓના રક્તમાં Po2 પેશીઓ કરતાં વધુ હોય છે, અને તેના કારણે ઓક્સિજન પેશીઓમાં ફેલાય છે.

મેટાબોલિક માં કોષોમાં ઓક્સિજન પ્રક્રિયાઓકાર્બન ડાયોક્સાઇડ બનાવવા માટે વપરાય છે, પરિણામે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ (Pco2) નું અંતઃકોશિક દબાણ ઊંચા મૂલ્યો સુધી વધે છે, જે કાર્બન ડાયોક્સાઇડને પેશી રુધિરકેશિકાઓમાં પ્રસરણ તરફ દોરી જાય છે. જ્યારે લોહી ફેફસામાં પહોંચે છે, ત્યારે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ લોહીમાંથી એલ્વેલીમાં ફેલાય છે પલ્મોનરી રુધિરકેશિકાઓના રક્તમાં Pcog એલ્વિઓલી કરતાં વધારે છે. આમ, રક્ત દ્વારા ઓક્સિજન અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડનું પરિવહન પ્રસરણ અને રક્ત પ્રવાહ બંને પર આધારિત છે. આગળ, અમે આ ઘટનાને નિર્ધારિત કરતા પરિબળોની માત્રાત્મક બાજુને ધ્યાનમાં લઈશું.

આકૃતિનો ઉપરનો ભાગ બતાવે છે મૂર્ધન્ય, પલ્મોનરી રુધિરકેશિકાની બાજુમાં સ્થિત છે, અને મૂર્ધન્ય હવામાંથી લોહીમાં ઓક્સિજનના અણુઓના પ્રસારને દર્શાવે છે. મૂર્ધન્ય ગેસ મિશ્રણમાં Po2 104 mm Hg છે. કલા., અને તેના ધમનીના અંત દ્વારા પલ્મોનરી કેશિલરીમાં પ્રવેશતા શિરાયુક્ત રક્તમાં Po2 માત્ર 40 mm Hg છે. કલા., કારણ કે પેરિફેરલ પેશીઓમાંથી પસાર થતાં લોહીમાંથી મોટી માત્રામાં ઓક્સિજન શોષાય છે. આમ, આંશિક દબાણમાં પ્રારંભિક તફાવત, જે પલ્મોનરી રુધિરકેશિકાઓમાં ઓક્સિજનના પ્રસારનું કારણ બને છે, તે 104 - 40, અથવા 64 mm Hg છે. કલા. આકૃતિના તળિયેનો ગ્રાફ કેશિલરીમાંથી પસાર થતાં લોહીના Po2 માં તીવ્ર વધારો દર્શાવે છે; જ્યારે તે રુધિરકેશિકાની લંબાઈના 1/3 પસાર કરે છે, ત્યારે લોહીમાં P02 લગભગ 104 mm Hg છે. કલા., એટલે કે. મૂર્ધન્ય હવામાં લગભગ P02 સુધી પહોંચે છે.

લોહી દ્વારા ઓક્સિજનનું શોષણ કસરત દરમિયાન ફેફસાં. ભારે શારીરિક પ્રવૃત્તિ દરમિયાન, ઓક્સિજનનો વપરાશ સામાન્ય કરતાં 20 ગણો વધારે હોઈ શકે છે. તદુપરાંત, આવા ભાર હેઠળ કાર્ડિયાક આઉટપુટમાં વધારો થવાને કારણે, પલ્મોનરી રુધિરકેશિકામાંથી લોહી પસાર થવામાં જે સમય લાગે છે તે 2 ગણાથી વધુ ઘટાડી શકાય છે. જો કે, પલ્મોનરી મેમ્બ્રેન દ્વારા ઓક્સિજનના પ્રસાર માટે મોટા સલામતી પરિબળના અસ્તિત્વને કારણે, રક્ત હજુ પણ કેશિલરીમાંથી બહાર નીકળે ત્યાં સુધીમાં લગભગ મહત્તમ સ્તરે ઓક્સિજનથી સંતૃપ્ત થાય છે. આ નીચે પ્રમાણે સમજાવાયેલ છે.

સૌ પ્રથમ, શારીરિક પ્રવૃત્તિ દરમિયાન ઓક્સિજનનું પ્રસરણ વોલ્યુમલગભગ 3 ગણો વધે છે. આ મુખ્યત્વે પ્રસરણ પ્રક્રિયામાં સામેલ રુધિરકેશિકાઓના સપાટીના ક્ષેત્રમાં વધારાને કારણે છે, તેમજ ફેફસાના ઉપરના ભાગોમાં વેન્ટિલેશન-પરફ્યુઝન ગુણાંકના આદર્શ મૂલ્ય સુધી પહોંચવાને કારણે છે. બીજું, શારીરિક પ્રવૃત્તિની ગેરહાજરીમાં, પલ્મોનરી રુધિરકેશિકાના પ્રથમ ત્રીજા ભાગમાંથી પસાર થયા પછી લોહી ઓક્સિજન સાથે લગભગ સંપૂર્ણ સંતૃપ્તિ સુધી પહોંચે છે અને પછીના બે તૃતીયાંશ પસાર થવા દરમિયાન, સામાન્ય રીતે તેમાં બહુ ઓછો ઓક્સિજન ઉમેરવામાં આવે છે. આપણે કહી શકીએ કે બાકીના સમયે લોહી પલ્મોનરી રુધિરકેશિકાઓમાં ઓક્સિજન સાથે સંપૂર્ણ રીતે સંતૃપ્ત થવા માટે જરૂરી કરતાં 3 ગણું લાંબુ રહે છે, તેથી, શારીરિક પ્રવૃત્તિ દરમિયાન, લોહીમાં વિતાવેલો સમય ઘટાડ્યા પછી પણ ઓક્સિજનથી સંપૂર્ણપણે અથવા લગભગ સંપૂર્ણ રીતે સંતૃપ્ત થઈ શકે છે. રુધિરકેશિકાઓ.