Main menu

Pages



نقل الأكسجين بالدم Oxygen Transport in Blood

عندما قيست كمية أكسجين المحمولة بالدم من الرئتين إلى الأنسجة وجد بأنها تساوي حوالي 200 مللتر / لتر من الدم (حوالي 20مل/100مل دم أو 20 % حجم / حجم). هذه الكمية من أكسجين تنقل في الدم على شكلين:

1- غاز مذاب في البلازما وفي ماء الخلايا الحمراء مقداره 3مل/لتر دم (أي 0 . 3 مللتر / 100 مل أو 0.3 %).

2 - غاز مرتبط بهيموجلوبين ومحمول في الخلايا الحمراء ومقداره 197 مللتر/لتر دم أي 19.7 %).

وهكذا يتضح أن أكسجين المذاب في سائل البلازما لا يشكل إلا كمية قليلة نسبتها 1.5 % من مجموع الأكسجين المحمول بالدم مقارنة ب 98.5 % مرتبط بهيموجلوبين، كما يتضح أنه لواعتمد الإنسان في احتياجه من الأكسجين على كمية الغاز المذاب بالبلازما لاحتاج إلى ناتج قلبي مقداره حوالي 75 لتر/دقيقة أو 15 ضعفا للناتج القلبي الفعلي أثناء الراحة (75 لتر / دقيقة × 3 مل/لتر =225مللتر / دقيقة وهي حاجة الإنسان من الأكسجين).

 

 

اتحاد هيموجلوبين وأكسجين وانفصالهما Association and Dissociation of O2 and Hb

طور الخالق سبحانه وتعالى جزيء هيموجلوبين ليقوم بحمل أكسجين بكمية كبيرة دونما حاجة لزيادة الناتج القلبي إلى الحد غير المعقول الذي وصفناه في الفترة السابقة. هيموجلوبين هو جزيء من البروتين يتألف من أربع سلاسل من عديد الببتيد ويرتبط بكل سلسلة مجموعة هيم محتوية على ذرة من الحديد وبذا يحتوي جزيء هيموجلوبين أربع مجموعات هيم بها أربع ذرات حديد. وحيث أن كل ذرة حديد تستطيع الارتباط بجزيء من أكسجين لذا فإن جزيء هيموجلوبين واحد قادر على الارتباط بأربع جزيئات من أكسجين عند الإشباع. ولنا أن نتصور مقدار الأكسجين المرتبط بهيموجلوبين داخل خلية دم حمراء واحدة إذا عرفنا أن هذه الخلية تحتوي في الشخص الطبيعي أكثر من 300 مليون جزيء هيموجلوبين ( 300 مليون X4 جزئيات = 1200 مليون جزيء أوكسجين).

يدعى هيموجلوبين غير المرتبط بأكسجين هيموجلوبين منزوع الأكسجين deoxyhemoglobin (أو هيموجلوبين مختزل reduced Hb ويرمز له HHb). عند اتحاد أكسجين بهيموجلوبين المختزل يتكون مركب يدعى أوكسي هيموجلوبين oxyhemoglobin (ويرمز له ,Hb0).

يتضح من المعادلة أعلاه أن هذا التفاعل منعكس إذ أن ارتباط ,O بهيموجلوبين هو ارتباط هش، فالمركب الناتج من الاتحاد سرعان ما يتحلل في الأنسجة (كالعضلات) إلى أكسجين تستهلكه الأنسجة وهيموجلوبين مختزل وسنبين لاحقا الظروف التي تسهل مثل هذا الانحلال.

يؤدي ارتباط جزيء أكسجين واحد بإحدى سلاسل هيموجلوبين إلى تغير في شكل هيموجلوبين الأمر الذي يجعل هيموجلوبين أكثر استعدادا للارتباط بجزيئين إضافيين من أكسجين وهذا بدوره يجعل ارتباط جزيء أكسجين الرابع أكثر سهولة. ينطبق الأمر نفسه على فصل أكسجين عن هيموجلوبين، ففصل جزيء أكسجين واحد يشجع على تحلل جزيئات أكسجين الأخرى، ولهذا فإن درجة ألفة أكسجين بهيموجلوبين تعتمد على درجة تشبع هيموجلوبين بأكسجين وهكذا فإننا نجد أن تحميل أكسجين وتفريغه من هيموجلوبين يتم بفعالية كبيرة جدا. يطلق على سلوك سلاسل الببتيد المكونة لهيموجلوبين هذا التعاون cooperation، وبسبب هذا التعاون فإن منحنی اتحاد أكسجين وهيموجلوبين أو تحلل أوكسي هيموجلوبين يتخذ شكل حرف S (شكل 18 – 20).

 

الشكل 18-20: منحنى اتحاد أكسجين وهيموجلوبين أو تحلل أوكسي هيموجلوبين.

الشكل 18-20: منحنى اتحاد أكسجين وهيموجلوبين أو تحلل أوكسي هيموجلوبين.

 

 

التشبع Saturation

عندما ترتبط أربع جزئيات أكسجين بهيموجلوبين واحد يقال أن هيموجلوبين كامل التشبع fully - saturated أو مشبع 100%، وعندما يرتبط جزيء أو اثنين أو ثلاثة من أكسجين فإن هيموجلوبين يكون مشبع جزئيا partially - saturated . تحدد درجة تشبع هيموجلوبين بأكسجين بمقدار ما يحتويه الدم من أكسجين أو ما يسمى المحتوى الأكسجيني للدم oxygen content of blood فتحت الظروف الطبيعية وعندما يكون التشبع حوالي 98%، نجد أن 100 مللتر من الدم تحتوي 20 مللترا من أوكسجين، ولهذا يقال أن المحتوى الأكسجيني للدم هو 20 حجم %. وعندما يصل التشبع إلى 75 % يكون المحتوى الأكسجين للدم 15 حجم%. يمكن حساب نسبة تشبع الدم بأكسجين بقسمة محتواه من أكسجين على الكمية القصوى من أكسجين الممكن للدم حملها والتي تدعى قدرة (سعة) حمل أكسجين Oxygen - carrying capacity وذلك على النحو الآتي: نسبة التشبع = (المحتوى الأكسجيني للدم / قدرة حمل أكسجين) × 100 يعتمد المحتوى الأكسجيني للدم على كمية هيموجلوبين بالدم (تتراوح بين 14 إلى 18غم/100مل دم في الشخص الطبيعي)، إذ ليس من المعقول أن نتوقع من دم يحتوي على نصف كمية هيموجلوبين الطبيعي أن يحوي نفس كمية أكسجين التي يحويها دم شخص طبيعي. وهكذا، فالأشخاص ذوي فقر الدم لا يكون المحتوى الأكسجيني لديهم مرتفعا حتى وإن كان هيموجلوبين مشبعا 100 %وذلك بسبب انخفاض كمية هيموجلوبين لديهم وهذا يجعل هؤلاء الأشخاص يتأثرون بسرعة عند التعرض لأي إجهاد أو لأي ظرف يستدعي استهلاك كمية كبيرة من أكسجين.

 

 

 

منحني تحلل أكسجين – هيموجلوبين 02-Hb dissociation curve

أشرنا إلى أن سلوك سلاسل ببتيد هيموجلوبين عند ارتباطها بأكسجين أو عند تحللها منه هو سلوك تعاوني. يؤدي هذا السلوك إلى جعل العلاقة بين الضغط الجزئي لأكسجين (Po2) وبين درجة تشبع هيموجلوبين، وهي العلاقة التي يطلق عليها منحنى تحلل أكسجين . هيموجلوبين، علاقة غير خطية، بل تأخذ شكل حرف S (شكل 18 - 20). يتأثر معدل ارتباط أو تحرر أكسجين بعدة عوامل هي الضغط الجزئي لأكسجين ودرجة الحرارة والضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون (Po) أو درجة تركيز أيون هيدروجين ودرجة تركيز المركب العضوي ثنائي فوسفات جليسرول - 2،3 diphosphoglycerate DPG، بالإضافة إلى وجود بعض الهرمونات.

 

 


 

الفصل الثامن عشر:

·        الجهاز التنفسي التطور الجنيني

·        التركيب الوظيفي للجهاز التنفسي

·        البلعوم

·        الحنجرة

·        إصدار الصوت

·        القصبة الهوائية (الرغامي)

·        الشجرة القصبية

·        المنطقة التنفسية

·        الغشاء التنفسي

·        الرئتان

·        أغشية الجنب ( الأغشية البلورية)

·        آلية ( ميكانيكات) التهوية

·        الضغط داخل تجويف الصدر (الضغط داخل التجويف الجنبي)

·        أثر الضغط داخل تجويف الصدر على الضغط داخل الرئتين

·        الشهيق

·        الزفير

·        التوتر السطحي والمواد الفعالة سطحيا

·        الشغل المبذول في عملية التنفس

·        الحجوم التنفسية واختبارات وظيفة الرئة

·        التهوية الحويصلية

·        التبادل الغازي في الجسم

·        قوانين الغازات وأثرها في التبادل الغازي

·        قانون الضغط الجزئي للغازات

·        قانون هنري

·        التبادل الغازي في الحويصلات ( التنفس الخارجي)

·        التبادل الغازي في أنسجة الجسم ( التنفس الداخلي)

·        الموائمة بين التهوية والتروية الدموية

·        نقل الأكسجين بالدم

·        اتحاد هيموجلوبين وأكسجين وانفصالهما

·        التشبع

·        منحنى تحلل أكسجين – هيموجلوبين

·        أثر PO2 على درجة تشبع هيموجلوبين

·        أثر درجة الحرارة، PCO2، تركيز H+، تركيز DPG على تشبع هيموجلوبين

·        تنظيم عملية التنفس

·        المراكز التنفسية في النخاع المستطيل

·        المراكز التنفسية في القنطرة

·        تنظيم نشاط المراكز التنفسية

·        التأقلم للارتفاعات الشاهقة

·        الوظائف غير التنفسية للرئتين

·        بعض اضطرابات الجهاز التنفسي

·        سرطان الرئة

·        الربو ( الأزمة)

·        أنماط تنفسية غير طبيعية

·        أنماط تنفسية مألوفة








 

المصادر

  • التشريح الوظيفي وعلم وظائف الأعضاء ، الدكتور شتيوي العبدالله (2012) ، دار المسيرة عمان – الأردن.

 

  • Prosser, C. Ladd (1991). Comparative Animal Physiology, Environmental and Metabolic Animal Physiology (4th ed.). Hoboken, NJ: Wiley-Liss. pp. 1–12. ISBN 978-0-471-85767-9.
  •  Hall, John (2011). Guyton and Hall textbook of medical physiology (12th ed.). Philadelphia, Pa.: Saunders/Elsevier. p. 3. ISBN 978-1-4160-4574-8.
  •  Widmaier, Eric P.; Raff, Hershel; Strang, Kevin T. (2016). Vander's Human Physiology Mechanisms of Body Function. New York, NY: McGraw-Hill Education. pp. 14–15. ISBN 978-1-259-29409-9.
  • R. M. Brain. The Pulse of Modernism: Physiological Aesthetics in Fin-de-Siècle Europe. Seattle: University of Washington Press, 2015. 384 pp., [1].
  • Rampling, M. W. (2016). "The history of the theory of the circulation of the blood". Clinical Hemorheology and Microcirculation. 64 (4): 541–549. doi:10.3233/CH-168031. ISSN 1875-8622. PMID 27791994. S2CID 3304540.
  • Bernard, Claude (1865). An Introduction to the Study of Ex- perimental Medicine. New York: Dover Publications (published 1957).
  •  Bernard, Claude (1878). Lectures on the Phenomena of Life Common to Animals and Plants. Springfield: Thomas (published 1974).
  •  Brown Theodore M.; Fee Elizabeth (October 2002). "Walter Bradford Cannon: Pioneer Physiologist of Human Emotions". American Journal of Public Health. 92 (10): 1594–1595. doi:10.2105/ajph.92.10.1594. PMC 1447286.
  •  Heilbron, J. L. (2003). The Oxford Companion to the History of Modern Science, Oxford University Press, p. 649, link.
  •  Feder, ME; Bennett, AF; WW, Burggren; Huey, RB (1987). New directions in ecological physiology. New York: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-34938-3.
  •  Garland, Jr, Theodore; Carter, P. A. (1994). "Evolutionary physiology" (PDF). Annual Review of Physiology. 56 (1): 579–621. doi:10.1146/annurev.ph.56.030194.003051. PMID 8010752.

 





Comments

contents title