Transport tlenu

Z Transport tlenu reprezentuje fizjologiczny proces w organizmie, w którym tlen jest transportowany z pęcherzyków płucnych do wszystkich komórek ciała. Obejmuje to złożone procesy fizyczne i chemiczne, które są ze sobą ściśle powiązane. Jeśli te procesy zostaną zakłócone, organizm może być niedostatecznie zaopatrzony w tlen.

Co to jest transport tlenu?

Węglowodany, tłuszcze i białka są utleniane, aby wytworzyć energię w organizmie. To utlenianie jest również znane jako spalanie i wymaga tlenu jako reagenta. Jednak utlenianie musi zachodzić we wszystkich komórkach ciała, aby wytworzyć energię, tak więc istnieje potrzeba transportu tlenu z powietrza potrzebnego do tego z pęcherzyków płucnych równomiernie do wszystkich obszarów ciała. Można to zrobić tylko poprzez transport tlenu.

Transport tlenu zależy od pewnych fizycznych i chemicznych wpływających zmiennych i czynników. Istnieją dwie możliwe formy transportu. Większość tlenu jest odwracalnie związana z atomem żelaza w hemoglobinie poprzez wiązanie złożone. W mniejszym stopniu tlen można również rozpuszczać bezpośrednio w osoczu krwi.

Tlen dyfunduje z pęcherzyków płucnych (pęcherzyków płucnych) do osocza krwi. Im wyższe ciśnienie parcjalne w pęcherzykach płucnych, tym więcej tlenu dostaje się do krwi. Bogata w tlen krew napływa najpierw do lewej komory, a stamtąd w postaci krwi tętniczej jest transportowana przez tętnice do narządów docelowych i komórek docelowych.

Uwalniany jest tam zarówno odwracalnie związany z hemoglobiną, jak i tlen swobodnie rozpuszczony w osoczu krwi i docierają do poszczególnych komórek. W tym miejscu powstaje dwutlenek węgla będący produktem spalania, który wraz z niewykorzystanym tlenem wraca do tętnicy płucnej poprzez żylny krwiobieg. Dwutlenek węgla jest uwalniany w płucach i wydychany, a jednocześnie przez pęcherzyki płucne do krwi zostaje wchłonięty nowy tlen.

Funkcja i zadanie

Najważniejszą funkcją transportu tlenu jest równomierne rozprowadzenie wdychanego tlenu do wszystkich komórek ciała. Stanowi to największe wyzwanie związane z transportem tlenu.

W komórkach ciała nośniki energii, węglowodany, tłuszcze i białka, ulegają utlenieniu z uwolnieniem energii. Energia podtrzymuje wszystkie procesy życiowe. Gdyby dopływ tlenu został zatrzymany, dotknięte komórki umarłyby. Kiedy istnieje większe zapotrzebowanie na tlen, np. Podczas pracy fizycznej, należy transportować więcej tlenu niż podczas odpoczynku.

W takim przypadku konieczne jest, aby różnica w stężeniu tlenu między pęcherzykami płucnymi a osoczem krwi była większa niż przy mniejszym zapotrzebowaniu. Odpowiednio wzrasta oddech i tętno. Ciśnienie parcjalne tlenu wzrasta. W ten sposób więcej tlenu jest rozpuszczane w osoczu krwi lub wiązane w hemoglobinie.

Hemoglobina tworzy z żelazem złożone związki, które po wchłonięciu pierwszej cząsteczki tlenu mogą wiązać jeszcze więcej cząsteczek tlenu. Podstawową jednostką hemoglobiny jest hem, czyli kompleks żelaza (II) z czterema cząsteczkami globiny, przy czym atom żelaza w hemie może wiązać do czterech cząsteczek tlenu. Po związaniu pierwszej cząsteczki tlenu konformacja hemu zmienia się w taki sposób, że dalsze pobieranie tlenu jest jeszcze łatwiejsze. Kolor hemoglobiny zmienia się z ciemnego na jasnoczerwony.

Obciążenie hemoglobiny zależy od kilku czynników fizycznych i chemicznych, które są ze sobą ściśle powiązane. Występuje efekt kooperacyjny, który objawia się rosnącym powinowactwem hemoglobiny do tlenu z jej wyższym ładunkiem.

Jednak niska wartość pH przy wysokim ciśnieniu parcjalnym dwutlenku węgla sprzyja całkowitemu uwolnieniu tlenu z hemoglobiny. To samo dotyczy wzrostu temperatury. Zmiany tych warunków fizycznych zachodzą w zakresie różnych stanów aktywności organizmu, dzięki czemu zaopatrzenie organizmu w tlen jest optymalnie skoordynowane z normalnie funkcjonującym transportem tlenu.

Tutaj znajdziesz swoje leki

Choroby i dolegliwości

Jeśli organizm nie jest już optymalnie zaopatrywany w tlen, może to prowadzić do ograniczeń funkcjonalnych i niewydolności dotkniętych narządów. Tlen nie może być magazynowany w organizmie. Dlatego aktywny transport tlenu musi być stale utrzymywany we wszystkich procesach życiowych. Jeśli jednak dopływ tlenu zostanie przerwany tylko na kilka minut, często skutkuje to nieodwracalnym uszkodzeniem narządu lub nawet jego niewydolnością.

Warunkiem sprawnego transportu tlenu jest optymalnie działające krążenie krwi. Zaburzenia układu krążenia spowodowane zmianami miażdżycowymi naczyń krwionośnych, zakrzepami lub zatorami mogą znacznie upośledzać dopływ tlenu do organizmu.

Jeśli naczynia krwionośne są zwężone, ciśnienie krwi wzrasta, aby narządy były dalej zaopatrywane w tlen. W przypadku zawału serca, udaru mózgu lub zatorowości płucnej dopływ krwi, a tym samym dopływ tlenu, może zostać całkowicie zablokowany.

Innymi przyczynami niedostatecznego dopływu tlenu do organizmu są różne choroby serca, które wiążą się ze zmniejszeniem zdolności pompowania. Należą do nich ogólna niewydolność serca, zaburzenia rytmu serca lub choroby zapalne serca. Ostatecznie oznacza to, że niewystarczająca ilość krwi może dotrzeć do odpowiednich narządów docelowych.

Jednak niedostateczna podaż tlenu do organizmu może wynikać również z chorób krwi lub niektórych rodzajów zatruć. Na przykład cząsteczka tlenku węgla konkuruje z cząsteczką tlenu o miejsca wiązania w hemoglobinie ze względu na podobną strukturę molekularną. Zatrucie tlenkiem węgla to zatem nic innego jak niewystarczająca podaż tlenu, która może prowadzić do śmierci w wyniku uduszenia.

Ponadto istnieją różne genetyczne choroby krwi, które wpływają na strukturę hemoglobiny i powodują przewlekły niedobór tlenu. Jako przykład można tu wymienić anemię sierpowatą. Inne formy anemii (anemii) również skutkują ciągłym brakiem tlenu.