शरीर में गैस का परिवहन कौन करता है? रक्त द्वारा गैसों का परिवहन. फेफड़ों का आयतन और क्षमताएँ

आरंभ करने के लिए, आइए हम भौतिकी के क्षेत्र से कुछ प्रावधानों और अवधारणाओं को स्मृति में पुनर्स्थापित करें, उनके बिना अध्ययन गैस विनिमय और गैस परिवहनफेफड़ों में, असंभव. तो, वायुमंडलीय वायु में गैसों की प्रतिशत संरचना काफी स्थिर होती है। यह ईर्ष्यापूर्ण स्थिरता वायुकोशीय वायु की भी विशेषता है, अर्थात, जो न केवल फेफड़ों को भरती है, बल्कि वायुकोशिका की परत वाले न्यूमोसाइट्स के साथ सीधे संपर्क करती है। सच है, वायुकोशीय हवा में O2 वायुमंडलीय हवा (क्रमशः 14 और 21%) में इसकी सामग्री से कम है, और CO2 बहुत अधिक है (वायुमंडलीय में 5.5 बनाम 0.03%), लेकिन ये मान (14 और 5.5%) स्थिर हैं ( वायुकोशीय और वायुमंडलीय हवा के बीच का अंतर लगातार होने वाले गैस विनिमय का परिणाम है, जो दिन के समय की परवाह किए बिना होता है, साथ ही चाहे सांस अभी हो या निकास, चाहे व्यक्ति इसे चाहता हो या नहीं)।

और अब हम पहली भौतिक अवधारणा का परिचय देते हैं - आंशिक गैस दबाव. हवा में, जिसे गैस मिश्रण के रूप में प्रस्तुत किया जाता है, यह मिश्रण के कुल दबाव में इस गैस के प्रतिशत के समानुपाती होता है। जैसा कि आप जानते हैं, वायुमंडलीय दबाव 760 मिमी एचजी है। वायुकोशीय हवा में गैस मिश्रण का दबाव कुछ हद तक कम है, क्योंकि इसका कुछ हिस्सा श्वसन प्रणाली में बढ़ती जल वाष्प की मात्रा पर पड़ता है, और 713 मिमी एचजी है। अब सरल अनुपात का उपयोग करके वायुकोशीय वायु में ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड के आंशिक दबाव की गणना करना मुश्किल नहीं होगा। यदि गैस मिश्रण का दबाव 713 मिमी एचजी है, और ऑक्सीजन सामग्री 14% है, तो ओ2 का आंशिक दबाव 100 मिमी एचजी है। हम कार्बन डाइऑक्साइड के लिए भी यह मान पाते हैं - यह 40 मिमी एचजी के बराबर होगा। यह याद रखने योग्य है कि वायुकोशीय वायु में दोनों गैसों का आंशिक दबाव वह बल है जिसके साथ इन गैसों के अणु फेफड़ों के वायुकोश से रक्त में वायु-हेमेटिन बाधा को भेदने का प्रयास करते हैं।

ऐसे परिवर्तन में क्या बाधा है? यह पता चला है कि रक्त प्लाज्मा में ये गैसें पहले से ही पर्याप्त हैं। वे वहां विघटित रूप में हैं, और, इसके अलावा, वे स्वयं वायुकोशीय हवा में समाधान छोड़ने से गुरेज नहीं करते हैं। यहाँ प्रभाव है गैस वोल्टेजद्रव में स्थित है. गैस तनाव एक ऐसा मूल्य है जो एक जलीय माध्यम को गैसीय माध्यम में छोड़ने के लिए विघटित गैस अणुओं की इच्छा की शक्ति को दर्शाता है। भौतिक दृष्टि से, "आंशिक दबाव" और "वोल्टेज" की अवधारणाएं बहुत करीब हैं, केवल वे विभिन्न मीडिया को संदर्भित करते हैं: पहला - गैस मिश्रण के लिए, और दूसरा - तरल के लिए। लेकिन सबसे अहम बात ये है कि ये एक-दूसरे का विरोध करते हैं. यदि CO2 का आंशिक दबाव, रक्त में CO2 के वोल्टेज के बराबर होता, तो कार्बन डाइऑक्साइड की गति किसी भी दिशा में नहीं देखी जाती।

और फिर भी गैस विनिमय होता है। और यह रक्त प्लाज्मा में समान गैसों के तनाव के साथ वायुकोशीय वायु में गैसों के आंशिक दबाव की विशेषताओं में अंतर के कारण होता है। दाईं ओर चित्र पर एक नज़र डालें। आइए ऑक्सीजन से शुरुआत करें। रक्त फुफ्फुसीय धमनी प्रणाली के माध्यम से फेफड़ों में प्रवाहित होता है, जिसमें ऑक्सीजन की मात्रा कम होती है, जिसका वोल्टेज 40 मिमी एचजी होता है। रक्त अंतर्वायु दीवारों में स्थित केशिकाओं के माध्यम से चलता है, अर्थात, वायु-रक्त अवरोध के माध्यम से यह एल्वियोली की हवा के निकट होता है, जिसमें O2 का आंशिक दबाव 100 मिमी एचजी होता है। यानी हम 40 और 100 के बीच अंतर देखते हैं! बेशक, O2 रक्त में चला जाता है और यह रक्त में तब तक घुलता रहेगा जब तक इस गैस का तनाव कम से कम 96 मिमी एचजी तक नहीं बढ़ जाता। जब धमनी रक्त ऑक्सीजन से संतृप्त होता है, तो यह फुफ्फुसीय नसों में इकट्ठा होता है और उनके माध्यम से फेफड़ों को छोड़ देता है।

दूसरी स्थिति CO2 के साथ है। रक्त पूरे शरीर से छोटे वृत्त की वाहिकाओं के माध्यम से फेफड़ों में आता है, इसमें बहुत अधिक CO2 (46 मिमी Hg) होता है, लेकिन एल्वियोली में CO2 का आंशिक दबाव केवल 40 मिमी होता है। यह वायुकोशीय वायु में बाद में रिलीज के लिए बाधा के माध्यम से प्लाज्मा से कार्बन डाइऑक्साइड की गति को निर्धारित करता है, जिससे CO2 वोल्टेज में 39 मिमी एचजी तक की कमी आती है।

पीछे ऑक्सीजन परिवहनएरिथ्रोसाइट्स मुख्य रूप से फेफड़ों से ऊतकों तक प्रतिक्रिया करते हैं। जब फुफ्फुसीय केशिकाओं में ऑक्सीजन का तनाव बढ़ने लगता है, तो एरिथ्रोसाइट हीमोग्लोबिन प्लाज्मा से O2 अणुओं को छीनना शुरू कर देता है, जो धीरे-धीरे ऑक्सीहीमोग्लोबिन में बदल जाता है। इसी रूप में अंगों और ऊतकों तक ऑक्सीजन पहुंचाई जाती है। ऑक्सीहीमोग्लोबिन O2 को स्वयं से "डिस्कनेक्ट" करता है, इसे वापस प्लाज्मा में देता है, और दूसरी श्रृंखला शुरू होती है, जैसे कि - रक्त और ऊतकों के बीच गैस विनिमय पहले से ही किया जाता है।

शरीर की सभी कोशिकाओं को ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है, क्योंकि. यह वह गैस है जो प्रक्रियाओं में सार्वभौमिक ऑक्सीकरण एजेंट है। जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं में ऑक्सीजन का उपयोग करके, कोशिकाओं को आवश्यक ऊर्जा और कार्बन डाइऑक्साइड प्राप्त होता है, जिसे कोशिका के बाहर हटाने की आवश्यकता होती है। चूँकि सभी कोशिकाएँ केशिकाओं के सीधे संपर्क में नहीं होती हैं, उनके बीच एक विश्वसनीय मध्यस्थ ऊतक द्रव होता है, जिस पर शरीर के आंतरिक वातावरण और लसीका पर पैराग्राफ में अधिक विस्तार से चर्चा की जाएगी। ऊतक द्रव से, कोशिका केशिका से आने वाली ऑक्सीजन लेती है, और कार्बन डाइऑक्साइड को उसमें "फेंक" देती है। दूसरे शब्दों में, ऊतक गैस विनिमय मुख्य रूप से रक्त प्लाज्मा और शरीर के ऊतक द्रव के बीच किया जाता है। और वहां सब कुछ पहले से ही एक ज्ञात तंत्र के अनुसार चलता है। चित्र में दी गई तालिका को फिर से देखें। 66. ऊतक द्रव में O2 तनाव कम (40 मिमी एचजी) है, जिसे धमनी रक्त (96 मिमी एचजी) के बारे में नहीं कहा जा सकता है। इसके आधार पर, ऑक्सीजन, जो कोशिकाओं के लिए बहुत आवश्यक है, प्लाज्मा से ऊतक द्रव में तब तक चलती है जब तक कि रक्त में इस गैस का वोल्टेज 40 मिमी एचजी तक नहीं पहुंच जाता। CO2 गैस अपने सबसे बड़े तनाव (ऊतक द्रव में 46 मिमी Hg) के स्थान से रक्त प्लाज्मा में चली जाती है, जहाँ इसका वोल्टेज 39 मिमी Hg होता है, जो इसे 46 के स्तर पर लाता है। O2 और CO2 (40) के ऐसे संकेतकों वाला रक्त मिमी और 46 मिमी एचजी) शिरापरक होगा और बड़े सर्कल की नसों के माध्यम से हृदय के दाहिने हिस्से में प्रवाहित होता है, जहां से इसे मानव फेफड़ों में गैस विनिमय के लिए भेजा जाता है।

कार्बन डाइऑक्साइड का परिवहनमानव शरीर में रक्त तीन तरीकों से खाली हो सकता है। गैस का एक छोटा हिस्सा प्लाज्मा में घुल जाता है, जिससे रक्त में CO2 तनाव निर्धारित होता है। इस बीच, अधिकांश CO2, लाल रक्त कोशिकाओं के हीमोग्लोबिन के संपर्क में आता है, इसके साथ मिलकर इसे कार्बोक्सीहीमोग्लोबिन में बदल देता है। खैर, शेष सभी CO2 को कार्बोनिक एसिड (अक्सर NaHCO3) के अम्लीय लवण के रूप में ले जाया जाता है। हालाँकि, कार्बन डाइऑक्साइड के परिवहन की जो भी विधि का उपयोग किया जाता है, वह गैस को मानव शरीर से बाद में हटाने के लिए फेफड़ों में लाती है।

इसलिए, यदि हम संक्षेप में संक्षेप में बताने का प्रयास करें, तो हम कह सकते हैं कि वहाँ है गैस विनिमय के 2 चरण: फेफड़े और ऊतक. फुफ्फुसीय चरण में, रक्त में गैस के तनाव के साथ वायुकोशीय वायु में गैस के आंशिक दबाव में अंतर को आधार बनाया जाता है। ऊतक चरण के लिए, आधार रक्त और ऊतक द्रव में गैस तनाव में अंतर होगा। खुद गैस परिवहनआवश्यक रूप से तब होता है जब गैसें विघटित रूप में होती हैं, या बाध्य रूप में होती हैं, यदि गैस के अणु आयनों या हीमोग्लोबिन अणु के साथ जुड़ते हैं।

साँस

2. व्याख्यान का उद्देश्य

बाह्य श्वसन के तंत्र का विश्लेषण करें, फुफ्फुसीय वेंटिलेशन के मुख्य शारीरिक संकेतकों से परिचित हों।

फेफड़ों और ऊतकों में गैस विनिमय की प्रक्रियाओं का विश्लेषण करने के लिए, श्वसन प्रणाली की अपनी और संयुग्मित सजगता के तंत्र, साथ ही कम और उच्च वायुमंडलीय दबाव पर इसके परिवर्तन के कारणों का विश्लेषण करना।

Z. व्याख्यान के उद्देश्य. शारीरिक प्रक्रियाओं के स्तर पर साँस लेने पर विचार करें

श्वसन तंत्र के कार्य

सांस के प्रकार

श्वास नियमन.

फेफड़ों का आयतन और क्षमताएँ

फेफड़ों में गैस का आदान-प्रदान

रक्त द्वारा गैस परिवहन

5. स्वतंत्र कार्य के लिए प्रश्न,

तैयारी के लिए साहित्य

चिकित्सा संस्थान के छात्रों के लिए सामान्य शरीर विज्ञान में प्रयोगशाला अध्ययन के लिए दिशानिर्देश। पीजीयू, पेन्ज़ा 2003।

6. प्रश्नों की समीक्षा करें

श्वसन तंत्र की शारीरिक रचना और ऊतक विज्ञान

व्याख्याता एसोसिएट प्रोफेसर मिकुल्यक एन.आई.

साँस लेना शरीर के कार्यों में से एक है। यह इस बात से स्पष्ट है कि श्वास रुकने से मृत्यु हो जाती है। न सांस, न जिंदगी. श्वास रुकने से मृत्यु क्यों होती है?

जैसा कि आप जानते हैं, जीवन पर्यावरण के साथ v-v का निरंतर आदान-प्रदान है। इन पदार्थों में से एक ऑक्सीजन O2 है, जिसे पर्यावरण से शरीर में प्रवेश करना चाहिए, और कार्बन डाइऑक्साइड CO2 शरीर से पर्यावरण में उत्सर्जित होता है। ऑक्सीजन शरीर के लिए आवश्यक है, क्योंकि. शरीर में अधिकांश रासायनिक प्रतिक्रियाएं CO2 की आवश्यक भागीदारी के साथ ऑक्सीडेटिव होती हैं। कोई ऑक्सीजन नहीं है, जैव रासायनिक प्रक्रियाएं परेशान हैं, और ये उल्लंघन जीवन के साथ असंगत हैं। इसके अलावा, श्वसन विफलता से शरीर में सीओ 2 का संचय होता है, जिसका शरीर में महत्वपूर्ण कार्यों पर हानिकारक प्रभाव पड़ता है। वह। श्वसन शरीर के सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से एक है। साँस न लेना - O 2 की कमी - ऑक्सीडेटिव जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं का उल्लंघन - मृत्यु। श्वसन तंत्र के कारण श्वास क्रिया होती है, अर्थात्। साँस लेना श्वसन तंत्र का एक कार्य है। यह कार्य कुछ हद तक त्वचा, श्लेष्मा झिल्ली में निहित है।

श्वसन तंत्र का कार्य रक्त और सीसीसी से घनिष्ठ रूप से जुड़ा हुआ है। श्वसन तंत्र + रक्त + सीसीसी = एससीओओ (शरीर की ऑक्सीजन आपूर्ति प्रणाली)।

शरीर में विकृति विज्ञान में इस संबंध का आसानी से पता चल जाता है। तो फेफड़ों की सूजन के साथ, जब श्वसन क्रिया परेशान होती है, श्वसन में वृद्धि के साथ, हृदय के संकुचन की आवृत्ति में वृद्धि के कारण हेमोडायनामिक्स बढ़ जाता है, ईआर, ओ 2 वाहक की संख्या बढ़ जाती है। दूसरी ओर, बी सीसीसी विकारों का उल्लंघन, उदाहरण के लिए, हृदय दोष के साथ, जब रक्त परिसंचरण की दर कम हो जाती है, श्वास और हेमोडायनामिक्स बढ़ जाते हैं।

एक प्रक्रिया के रूप में साँस लेने में 5 चरण होते हैं:

1. बाहरी श्वसन या फेफड़ों का वेंटिलेशन या बाहरी वातावरण और फेफड़ों की वायुकोशिका के बीच वायु विनिमय;

2. वायुकोशीय वायु और रक्त के बीच गैस विनिमय (फेफड़ों में);

3. रक्त द्वारा O 2 और CO 2 का परिवहन;

4. रक्त और ऊतकों के बीच गैसों का आदान-प्रदान;

5. ऊतक श्वसन.

श्वसन का शरीर विज्ञान प्रक्रियाओं के पहले 4 समूहों, उनके विनियमन के तंत्र और विभिन्न स्थितियों में उनके पाठ्यक्रम की विशेषताओं का अध्ययन करता है। सेलुलर, यानी ऊतक श्वसन का अध्ययन मुख्य रूप से जैव रसायन द्वारा किया जाता है, जो ऊतक ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं का अध्ययन करता है जिसमें कोशिका में मौजूद ऊर्जा युक्त पदार्थ टूट जाते हैं, जिससे उनमें छिपी ऊर्जा निकलती है।

समय-समय पर बारी-बारी से साँस लेने और छोड़ने से फेफड़ों का वेंटिलेशन होता है।

पहले प्रेरणा (साँस लेने की क्रियाविधि) पर विचार करें। साँस लेना वह प्रक्रिया है जो पर्यावरण से हवा को फेफड़ों में लाती है। साँस लेना - श्वसन की मांसपेशियों और डायाफ्राम की मांसपेशियों के संकुचन से शुरू होता है। स्वस्थ लोगों में सामान्य शांत सांस के साथ, बाहरी इंटरकोस्टल मांसपेशियां और इंटरकार्टिलाजिनस मांसपेशियां सिकुड़ती हैं। इससे धनु दिशा और ललाट दिशा में छाती के आकार में वृद्धि होती है। क्यों? आराम करने पर, पसलियाँ नीचे की ओर झुक जाती हैं। साँस लेते समय, पसलियाँ अधिक क्षैतिज स्थिति में आ जाती हैं, ऊपर की ओर उठती हैं। इसके कारण, छाती का क्रॉस सेक्शन अनुप्रस्थ और अनुदैर्ध्य दोनों दिशाओं में बड़ा हो जाता है। इंटरकोस्टल मांसपेशियों के संकुचन से पसलियां एक-दूसरे के करीब क्यों नहीं आतीं, बल्कि उनकी ऊंचाई बढ़ जाती है? यह इस तथ्य के कारण है कि बाहरी इंटरकोस्टल मांसपेशियां पसली से पसली तक तिरछी दिशा में जाती हैं: पीछे और ऊपर, आगे और नीचे। पसलियां रीढ़ की हड्डी के साथ जुड़ने में दूसरे प्रकार के लीवर हैं। ऊपरी और निचली पसलियों पर लगने वाली इंटरकोस्टल मांसपेशी का संकुचन बल समान होता है। लेकिन अंतर्निहित किनारे पर लीवर अधिक है, और इसलिए अंतर्निहित किनारे पर बल का क्षण अधिक है, यानी। मांसपेशियों के लिए क्या आसान है: निचली पसलियों को ऊपर उठाएं या ऊपरी पसलियों को नीचे करें या उन्हें करीब लाएं? बेशक नीचे के किनारे को ऊपर उठाएं। वह। पसलियों के बढ़ने से धनु और ललाट दिशा में छाती के आकार में वृद्धि होती है। इसके अलावा, डायाफ्राम की मांसपेशी एक ही समय में सिकुड़ती है। इससे डायाफ्राम का संकुचन होता है, उसका गुंबद नीचे गिर जाता है, जिसके परिणामस्वरूप छाती का आकार ऊर्ध्वाधर दिशा में बढ़ जाता है। डायाफ्राम को 1 सेमी कम करने से आयतन में 350 मिलीलीटर की वृद्धि होती है। इसलिए। छाती तीनों दिशाओं में बढ़ती है। शांत श्वास के साथ, पुरुषों और महिलाओं में श्वास एक ही तरह से चलती है। महिलाओं में, इंटरकोस्टल मांसपेशियों के प्रमुख संकुचन के कारण छाती का आयतन बढ़ जाता है। यह तथाकथित छाती प्रकार की श्वास या कॉस्टल है। बिल्लियों में भी इसी प्रकार की श्वास होती है। पुरुषों में छाती का आयतन मुख्यतः डायाफ्राम के कारण बढ़ता है। यह तथाकथित उदर या डायाफ्रामिक प्रकार की श्वास है। इस तरह से खरगोश सांस लेते हैं।

साँस लेने का प्रकार स्थिर नहीं है और किए गए कार्य के प्रकार पर निर्भर करता है। इसलिए भार उठाते समय डायाफ्राम की गति के कारण सांस चलती है। बढ़ी हुई श्वास (सांस की तकलीफ के साथ) के साथ, कई अतिरिक्त सहायक मांसपेशियां साँस लेने की क्रिया में भाग लेती हैं: स्टर्नोक्लेडोमैस्टॉइड, लेवेटर स्कैपुला, पेक्टोरलिस मेजर और माइनर, आदि।

इसलिए। साँस लेना श्वसन की मांसपेशियों के संकुचन से शुरू होता है, जिससे फेफड़ों की क्षमता में वृद्धि होती है। फेफड़े सदैव छाती का अनुसरण करते हैं। क्यों? चलिए वहीं रुकते हैं.

1. यह सीने में जकड़न के कारण होता है:

2. फेफड़े के ऊतकों के गुण।

इस प्रक्रिया को समझने के लिए, तथाकथित डोनर्स मॉडल को याद रखना चाहिए: वे ग्लास लेते हैं। रबर के तले वाली एक बोतल, बोतल का ऊपरी भाग एक कॉर्क से बंद होता है जिसके माध्यम से एक कांच की ट्यूब गुजारी जाती है, जिस पर एक छोटे जानवर (चूहे या खरगोश) के फेफड़ों वाली श्वासनली लगाई जाती है। बोतल के किनारे पर एक मैनोमीटर लगा होता है। अंदर से फेफड़ों पर, यानी। शीशे के बाहर। ट्यूब पर 1 एटीएम का दबाव डाला जाता है। बाहर, यानी बोतल से दबाव = 1 एटीएम फेफड़ों की सतह पर भी कार्य करता है। दोनों ताकतें बराबर हैं, फेफड़े आराम पर हैं। यदि आप रबर के तल को पीछे खींचते हैं, तो बोतल में दबाव कम हो जाएगा, अंदर और बाहर फेफड़ों पर काम करने वाले दबाव में अंतर होता है। ट्यूब के माध्यम से अधिक दबाव होता है. इसलिए, हवा (बाहर) फेफड़ों में प्रवेश करती है और उनमें खिंचाव होता है। साथ ही इस बात का भी ध्यान रखना चाहिए कि बोतल में दबाव वायुमंडलीय दबाव से कम रहता है।

बॉयल-मैरियट नियम p1/p2=v1/v2 या p1v1=p2v2

आइए अब इस मॉडल से पूरे जीव की ओर बढ़ते हैं।

फेफड़े आंतीय फुस्फुस से ढके होते हैं। छाती की भीतरी सतह पार्श्विका फुस्फुस से ढकी होती है। इनके बीच फुफ्फुस गुहा (अंतराल) होता है। उनके बीच एक निश्चित मात्रा में तरल होता है, जो चादरों को चिकनाई प्रदान करता है, जो उनके बीच घर्षण को कम करने के लिए आवश्यक है। फुफ्फुस गुहा भली भांति बंद करके सील कर दी जाती है। मनुष्य में दो फुफ्फुस गुहाएँ होती हैं। यदि कोई व्यक्ति दबाव नापने का यंत्र से जुड़ी सुई को फुफ्फुस गुहा में डालता है, तो हम देखेंगे कि वहां का दबाव वायुमंडलीय दबाव से कई मिमी कम है। मुक्त साँस छोड़ने की अवस्था में, यह = 7 मिमी एचजी। साँस लेते समय यह = 9-10 मिमी एचजी हो जाता है। अधिकतम समाप्ति पर = 2-3 mmHg 30 मिमी एचजी तक की अधिकतम प्रेरणा के साथ। और यदि आप वायुमार्ग को बंद कर देते हैं और साँस लेने का प्रयास करते हैं (मुलर का प्रयोग), तो यह वायुमंडलीय से 50-50 मिमी एचजी कम हो जाता है। इस दबाव को नकारात्मक दबाव कहा जाता है। नकारात्मक दबाव वायुमंडलीय दबाव और फुफ्फुस गुहा में दबाव के बीच का अंतर है। नकारात्मक दबाव का क्या कारण है?

यह फेफड़े के ऊतकों के गुणों के कारण होता है।

1. विस्तारशीलता

2. लोच.

यदि हम किसी मृत जानवर की श्वासनली को जकड़ें, छाती खोलें, तो हम देखेंगे कि फेफड़े पूरी छाती पर कब्जा कर लेते हैं, अर्थात। वे तनी हुई अवस्था में हैं। यदि दबाव में श्वासनली के माध्यम से हवा की आपूर्ति की जाती है, तो फेफड़े और भी अधिक फैलेंगे। वे। फेफड़े के ऊतकों को विस्तारशीलता की विशेषता होती है। यह गुण फेफड़े के ऊतकों में किसी भी अन्य की तुलना में अधिक हद तक निहित है।

यदि आप श्वासनली खोलते हैं, तो अनुभव जारी रहेगा। तब फेफड़ों से हवा बाहर निकल जाती है और फेफड़ों का आकार छोटा हो जाता है। यह फेफड़े के ऊतकों की लोच के कारण होता है।

लोच किसी कपड़े की अपनी मूल मात्रा या आकार में वापस लौटने की क्षमता है। और यह बड़ी संख्या में लोचदार फाइबर की सामग्री के कारण है। इन तंतुओं के कारण फेफड़ों का इलास्टिक रिकॉइल बनता है - जो शरीर में लगातार मौजूद रहता है, क्योंकि। फेफड़े हमेशा खिंची हुई अवस्था में रहते हैं। यह उसी के कारण है. छाती क्या है?

1. इसका आयतन फेफड़ों से भी बड़ा होता है, और यह

2. फेफड़ों की तुलना में तेजी से बढ़ता है।

फेफड़ों की इलास्टिक रीकॉइल फेफड़ों के आयतन को लगातार न्यूनतम तक लाने की कोशिश करती है, यानी। आंत को पार्श्विका से अलग करें। लेकिन फिर फुफ्फुस गुहा को भली भांति बंद करके बंद कर दिया जाता है, फिर इस गुहा में कुछ हद तक दुर्लभ स्थान बनाया जाता है, अर्थात। नकारात्मक दबाव।

फेफड़ों की लोचदार पुनरावृत्ति इस पर निर्भर करती है:

1. एल्वियोली की दीवार में बड़ी संख्या में लोचदार फाइबर की उपस्थिति से,

2. एल्वियोली की दीवार के सतही तनाव के कारण।

यदि फुफ्फुस स्थान की जकड़न टूट जाए तो फेफड़ों का क्या होगा? इस मामले में फेफड़ों की बाहरी और भीतरी सतह पर दबाव = वायुमंडलीय। लेकिन फेफड़ों का इलास्टिक रिकॉइल बना रहता है, जिसके कारण फेफड़े संकुचित होकर न्यूनतम आयतन ग्रहण कर लेते हैं। इस स्थिति को न्यूमोथोरैक्स कहा जाता है। इस स्थिति में, फेफड़े सिकुड़ जाते हैं और श्वसन क्रिया बंद हो जाती है। न्यूमोथोरैक्स एकतरफा हो सकता है। कभी-कभी उपचार के लिए न्यूमोथोरैक्स का उपयोग किया जाता है।

वह। प्रेरणात्मक तंत्र में निम्न शामिल हैं:

1. इंटरकोस्टल मांसपेशियों और डायाफ्राम की मांसपेशियों का संकुचन

2. छाती का आकार बढ़ना

3. फेफड़ों की क्षमता में वृद्धि

4. फेफड़ों में दबाव कम होना

5. फेफड़ों में वायु का प्रवेश

साँस छोड़ना निष्क्रिय (शांत) है। छाती के गुरुत्वाकर्षण और पेट के अंगों के दबाव के प्रभाव में होता है। लेकिन यह सक्रिय - मजबूर भी हो सकता है, जब मात्रा को कम करने वाली सूचीबद्ध ताकतें आंतरिक इंटरकोस्टल तिरछी मांसपेशियों, पीछे की आंतरिक दांतेदार मांसपेशियों और पेट की मांसपेशियों के संकुचन से जुड़ जाती हैं।

श्वसन मांसपेशियाँ, जो प्रेरणा प्रदान करती हैं, बहुत सारा काम करती हैं। यह कार्य प्रतिरोध पर काबू पाने के लिए आवश्यक है, जिसमें स्थिर और गतिशील शामिल हैं।

स्थैतिक दबाव (लोचदार) शामिल है

1. छाती का भार उठाना

2. पेट के अंगों के संपीड़न का प्रतिरोध, जिन्हें अवरोही डायाफ्राम द्वारा एक तरफ धकेल दिया जाता है।

3. स्थैतिक प्रतिरोध में फेफड़े के ऊतकों के खिंचने पर उनके लोचदार प्रतिरोध पर काबू पाना भी शामिल है।

गहरी साँस लेने से स्थैतिक प्रतिरोध बढ़ता है।

गतिशील प्रतिरोध (चिपचिपा या बेलोचदार) प्रतिष्ठित है

1. ऊतक प्रतिरोध

2. वायु प्रतिरोध

ऊतक प्रतिरोध में शामिल हैं:

1. फुस्फुस के आवरण के बीच घर्षण

2. हृदय और फेफड़ों के बीच घर्षण

चलती हुई हवा के प्रति श्वसन पथ द्वारा लगाया गया वायु प्रतिरोध, यह प्रतिरोध इस पर निर्भर करता है:

1. वायुमार्ग की लंबाई

2. उनका व्यास

3. वायु जेट की गति की प्रकृति

4. वायु की गति.

क्या वायुमार्ग की लंबाई बदल सकती है? शायद। वायुमार्ग की लंबाई इस पर निर्भर करती है कि कोई व्यक्ति नाक से सांस लेता है या मुंह से। पहले मामले में, लंबाई लंबी है, जिसका अर्थ है कि वायु प्रतिरोध बढ़ जाता है। साँस लेने के दौरान वायुमार्ग की लंबाई बढ़ जाती है और साँस छोड़ने के दौरान घट जाती है। गैस मास्क में श्वसन पथ की लंबाई काफी बढ़ जाती है। प्रतिरोध को कम करने और श्वसन मांसपेशियों के काम को कम करने के लिए, धावक अपने मुंह से सांस लेते हैं। लेकिन लगातार मुंह से सांस लेना बड़े खतरों से भरा होता है। सबसे पहले, सर्दी अक्सर ऊपरी श्वसन पथ में होती है। दूसरे, नाक से सांस लेने की कमी से मानसिक क्षमताओं में कमी आती है - मनोभ्रंश तक। तीसरा, फेफड़ों का वेंटिलेशन परेशान है (नाक से गुजरने वाली हवा का एक जेट नाक के म्यूकोसा के रिसेप्टर्स को परेशान करता है - श्वसन केंद्र के लिए एक आवेग - श्वास में वृद्धि)। चौथा, नाक से सांस लेने को बंद करने से यौन शक्ति का उल्लंघन होता है। यह नेज़ल पॉलीपोसिस के साथ होता है, जब नाक में लसीका ऊतक बढ़ता है।

वायु प्रतिरोध वायुमार्ग के व्यास पर निर्भर करता है। स्वस्थ व्यक्तियों में वायुमार्ग का व्यास स्थिर रहता है। यह साँस लेने के साथ थोड़ा बढ़ता है और साँस छोड़ने के साथ कम हो जाता है, इसलिए साँस छोड़ना धीमा होता है। 5-10% तक साँस लेना। धूम्रपान करने वालों में वायुमार्ग का व्यास कम हो जाता है। वृद्धावस्था में श्वसन प्रणाली के विभिन्न रोगों के साथ (ब्रोन्कियल अस्थमा के साथ, जब व्यास तेजी से कम हो जाता है, खासकर साँस छोड़ने के दौरान, इसलिए इन रोगियों को साँस छोड़ने में तीव्र कठिनाई होती है)।

वायु प्रतिरोध वायु जेट की गति की प्रकृति पर निर्भर करता है। वायु गति 2 प्रकार की होती है: लामिनायर और अशांत।

लैमिनार प्रकार - जब हवा की सभी परतें समानांतर में चलती हैं - सबसे कम प्रतिरोध। वायु पच्चर के आकार के अग्रभाग में चलती है। इस प्रकार की श्वास वायुमार्ग की चिकनी दीवारों और अपेक्षाकृत कम वायु वेग के साथ संभव है, और यह केवल शांत श्वास के साथ ही संभव हो सकती है।

अशांत प्रकार (भंवर), जब हवा के कण लगातार एक दूसरे के साथ मिश्रित होते हैं और प्रतिरोध तेजी से बढ़ता है। यह बार-बार सांस लेने के साथ, विभिन्न बीमारियों के साथ देखा जाता है, जब श्वसन पथ की चिकनी सतह परेशान होती है।

वायु प्रतिरोध वायु गति की गति पर निर्भर करता है। अधिक गतिशील प्रतिरोध है. बदले में, हवा की गति की गति श्वसन पथ के व्यास और सांस लेने की तीव्रता पर निर्भर करती है।

स्थैतिक और गतिशील प्रतिरोध के बीच एक संबंध है, जो सांस लेने की आवृत्ति से निर्धारित होता है। बार-बार सांस लेने से गतिशील प्रतिरोध बढ़ता है, और दुर्लभ सांस लेने से स्थैतिक प्रतिरोध बढ़ता है। न्यूनतम प्रतिरोध प्रति मिनट 15 बार की श्वसन दर पर होता है। और epnoe कहा जाता है. यदि साँस लेना दुर्लभ है (ब्रैडिप्नो कहा जाता है, बारंबार - टैचीपनियस)।

फेफड़ों का आयतन और क्षमताएँ.

फुफ्फुसीय वेंटिलेशन का न्याय करने के लिए, अर्थात्। बाह्य श्वसन के बारे में फेफड़ों की मात्रा और क्षमता की परिभाषा का उपयोग करें। इन संकेतकों के आंकड़ों के अनुसार बाहरी श्वसन का अंदाजा लगाया जा सकता है। इसका प्रयोग किसी व्यक्ति के शारीरिक विकास को निर्धारित करने में अधिक किया जाता है।

फेफड़ों की मात्रा:

1. TO - ज्वारीय आयतन - यह हवा की वह मात्रा है जो शांत श्वास के दौरान प्रवेश करती है और निकलती है। डीओ=500 मिली. (300-900)

2. आरओवी - श्वसन आरक्षित मात्रा - यह हवा की वह मात्रा है जिसे शांत सांस के बाद अंदर लिया जा सकता है। आरओवीडी=1500 मिली. (1.5 - 1.8)

3. ईवीआर - श्वसन आरक्षित मात्रा - यह हवा की वह मात्रा है जिसे सामान्य साँस छोड़ने के बाद बाहर निकाला जा सकता है। आरओवीडी=1500 मिली.

4. आरओ - अवशिष्ट मात्रा - यह वह हवा है जो अधिकतम साँस छोड़ने के बाद बची रहती है। शव परीक्षण में पहचाना जा सकता है। OO = 1500 मिली. (1.0 - 1.5)

5. KO - पतन की मात्रा। यह फेफड़ों के ढहने के बाद, अवशिष्ट मात्रा के साँस छोड़ने के बाद भी बना रहता है। इसलिए, उस व्यक्ति के फेफड़े जो कम से कम एक बार हवा में सांस लेते हैं, पानी में नहीं डूबते। इसका उपयोग फोरेंसिक प्रैक्टिस में किया जाता है। केओ = 150 मिली.

फेफड़ों की क्षमता:

फेफड़ों की मात्रा के अलावा, फेफड़ों की क्षमता को अलग किया जाता है, जो कुल मिलाकर मापी गई 2 या अधिक मात्राओं का प्रतिनिधित्व करती है:

1. OEL - फेफड़ों की कुल क्षमता = 5150. OEL = TO + ROVd + ROVd + OO + KO

प्लीथिस्मोग्राफी विधि या गैस डाय...

2. वीसी - फेफड़ों की महत्वपूर्ण क्षमता। यह हवा की वह मात्रा है जिसे अधिकतम साँस लेने के बाद बाहर निकाला जा सकता है। वीसी=डीओ+आरओवीडी+आरओवीडी=3500 मिली।

(3.5-5.0) पुरुष, (3.0-4.0) महिला

3. खाओ. निःश्वसन - अधिकतम निःश्वसन क्षमता - वह वायु जो अधिकतम निःश्वसन के दौरान शांत श्वास के बाद बाहर निकाली जा सकती है। EMvyd=TO+ROVyd=2000ml. (2.0-2.3)

4. ईएमवीडी - अधिकतम श्वसन क्षमता। EMVd=DO+ROVd=2000ml

5. एफआरसी - फेफड़ों की कार्यात्मक अवशिष्ट क्षमता - इन-हा की मात्रा जो शांत साँस छोड़ने के बाद फेफड़ों में रहती है। एफओई = ओओ + आरओवीडी = 3000 मिली।

कार्यात्मक संकेतक और सांस परीक्षण।

फेफड़ों की मात्रा और क्षमताएं श्वसन तंत्र की स्थिति का लगभग प्रतिनिधित्व करने का अधिकार देती हैं। अधिक विस्तार से और अधिक सटीक रूप से, फेफड़ों के कार्यात्मक मापदंडों का अध्ययन करके और फेफड़ों पर एक अलग भार देकर श्वसन तंत्र की स्थिति का अंदाजा लगाया जा सकता है।

बहुत सारे संकेतक हैं, लेकिन क्लिनिक में निम्नलिखित का अधिक बार उपयोग किया जाता है:

1. बीएच - श्वसन दर। औसत 14 - 15 प्रति 1 मिनट है, 20 से 40 तक भिन्न होता है। यदि कम बार या अधिक बार, तो यह पहले से ही उल्लंघन है।

2. डीजी - सांस लेने की गहराई - सांसों की संख्या। जिसे साँस लेने पर फेफड़े ग्रहण कर लेते हैं।

3. एमओडी - श्वास की मिनट मात्रा - सामान्य श्वास के दौरान फेफड़ों से गुजरने वाली वी-एचए की मात्रा: एमओडी \u003d बीएच * जीडी / डीओ / \u003d 16 * 500 \u003d 8000 मिली।

स्वस्थ लोगों में प्रति मिनट की मात्रा 6 से 8 लीटर तक होती है। एमओडी उम्र, लिंग और ऊंचाई, शरीर के वजन पर निर्भर करता है। इसलिए, एमओडी का निर्धारण करते समय, इसकी तुलना उचित मिनट श्वास मात्रा डीएमओडी से की जाती है।

डीएमओडी - मानदंड और अनुभवजन्य व्युत्पन्न सूत्रों द्वारा निर्धारित किया जाता है:

डीएमओडी (पुरुषों के लिए) = 3.2 * 5 मीटर 2 (शरीर की सतह)

डीएमओडी (महिलाओं के लिए) = 3.7 * 5 मीटर 2 (शरीर की सतह)

4. एमवीएल - 1 मिनट में फेफड़ों से गुजरने वाली हवा की मात्रा। जब सांस अधिकतम गहरी और अधिकतम बारंबार हो।

(पुरुषों के लिए 130-140 लीटर/मिनट, महिलाओं के लिए 110-120 लीटर/मिनट)

5. आरडी एमवीएल और एमओडी के बीच का अंतर है

आरडी=एमवीएल-एमओडी=120 - 130 एल

6. ZHPL VC और शरीर के वजन का अनुपात है।

वीसी/एम = पुरुषों के लिए 75 मिली/किग्रा, और महिलाओं के लिए 65 मिली/किग्रा।

7. अधिकतम वायु गति - MSDVd = 3.2 m/s

MSDVvyd=2.8 मी/से

8. AVL वायु की उस मात्रा का सूचक है। जो सीधे तौर पर गैस विनिमय में शामिल होता है। वायु का भाग गैस विनिमय में भाग नहीं लेता, यह भाग है। जो स्वरयंत्र, ब्रांकाई की नाक गुहा में स्थित है। ब्रोन्किओल्स. इन वायुमार्गों को मृत स्थान कहा जाता है और इनका आयतन 150 मिलीलीटर होता है। एवीएल = (डीओ-ओएमपी) * बीएच = 350 * 16 = 5.6 एल

एमओडी=9 एमओडी=9

1) आरआर= 30 2) आरआर= 15

एचडी= 300 मिली एचडी= 600 मिली

एवीएल!=150*30=4.5ली एवीएल!=450*15=6.75ली

वायुकोशीय श्वसन आवृत्ति और गहराई पर निर्भर करता है। मृत स्थान एक भूमिका निभाता है:

1. वायुकोशीय और वायुमंडलीय वायु के बीच बफर। प्रत्येक सांस के साथ, हवा का अंतिम भाग मृत स्थान में बना रहता है, इसलिए वायुकोशीय हवा अपनी संरचना को थोड़ा बदल देती है। साँस छोड़ने के अंत तक एल्वियोली में एफआरसी कार्यात्मक अवशिष्ट क्षमता होती है।

साँस लेते समय, वायुकोशीय वायु पूरी तरह से नवीनीकृत नहीं होती है, बल्कि इसका केवल 1/9 भाग नवीनीकृत होती है। (3150 + 350)

2. यांत्रिक फिल्टर की भूमिका. साँस की हवा श्लेष्मा झिल्ली के संपर्क में आती है और साफ हो जाती है।

3. साँस छोड़ने वाली वायु आर्द्र होती है

4. तापमान रिले की भूमिका. तापमान में अचानक परिवर्तन के साथ सांस लेने की सुविधा प्रदान करता है।

साँस लेने के दौरान वायुमंडलीय हवा फेफड़ों में प्रवेश करती है। इसकी रचना:

ओ 2 - 21%, सीओ 2 - 0.63%, एन 2 - 79%।

श्वसन पथ से गुजरने वाली वायुमंडलीय हवा एल्वियोली की हवा के साथ मिश्रित होती है, इसलिए एल्वियोली हवा में शामिल होते हैं:

ओ 2 - 14%, सीओ 2 - 5.5%, एन 2 - 79%।

वायुकोशीय वायु की संरचना स्थिर रहती है।

साँस छोड़ते समय, वायुकोशीय वायु मृत अंतरिक्ष वायु के साथ मिल जाती है, इसलिए O 2 - 16%, CO 2 - 4.5%, N 2 - 79%। फेफड़ों के वेंटिलेशन का मुख्य उद्देश्य वायुकोशीय वायु की संरचना की स्थिरता सुनिश्चित करना है।

फेफड़ों में गैस का आदान-प्रदान।

वायुकोशीय वायु और रक्त के बीच गैस का आदान-प्रदान वायुकोश में होता है। फेफड़े के ऊतकों और रक्त को एक वायुकोशीय-केशिका अवरोध द्वारा अलग किया जाता है, जो कोशिकाओं की 2 परतों से बनता है - एक एंडोथेलियल परत और एक उपकला परत, 0.5 माइक्रोन मोटी। 1 सेकंड के लिए, CO 2 और O 2 अवरोध से गुजरते हैं, 1 सेकंड के लिए वायुकोशीय वायु और रक्त की संरचना बराबर हो जाती है। बैरियर में गैसों के लिए उच्च पारगम्यता होती है।

एल्वियोली बड़ी संख्या में होती हैं, एक फेफड़े में इनकी संख्या 300 - 400 मिलियन होती है, कुल क्षेत्रफल = 80 - 100 मीटर 2। 1 मिनट में वायुकोशीय सतह के माध्यम से। 250 मिली O 2 शरीर के रक्त में प्रवेश करती है और 250 मिली CO 2 शरीर से बाहर निकल जाती है।

IOC के साथ इसके लिए जरूरी है- 5 लीटर. रक्त (छोटा वृत्त)।

गैस विनिमय के लिए आंशिक दबाव मायने रखता है। और गैस का दबाव.

आंशिक दबाव वह दबाव है जो मिश्रण में गैस के अनुपात पर पड़ता है, यदि गैस किसी तरल में है, तो तरल में गैस के दबाव को वोल्टेज कहा जाता है।

वायुकोशीय वायु में आंशिक दबाव: 760-50=710 मिमी एचजी।

पी ओ2 = 710 * 14/100 = 100 मिमी एचजी

पी सीओ2 = 710 * 5.5/100 = 40 मिमी एचजी

पी एन 2 = 575 मिमी एचजी

शिरापरक रक्त में गैसों का तनाव: O 2 - 40, CO 2 - 46

धमनी रक्त में: ओ 2 - 100, सीओ 2 - 60

ऊतकों में O 2 - 0, CO 2 - 60

गैसों का प्रसार गैसों के आंशिक दबाव और तनाव के बीच अंतर की उपस्थिति में किया जाता है।

गैसें कम दबाव की दिशा में फैल जाएंगी। फेफड़े की एल्वियोली में, O 2 शिरापरक रक्त में चला जाता है, और CO 2 6 के दबाव प्रवणता अंतर पर चला जाता है। यह ढाल शरीर से 200 मिलीलीटर CO2 निकालने के लिए पर्याप्त है।

अवरोध की पारगम्यता सभी गैसों के लिए समान नहीं है। O2 के लिए यह 25 ml प्रति मिनट है, यानी h/o बैरियर प्रति मिनट. 25*60=1500ml O 2 पास कर सकता है।

सामान्य = 250 मिली.

वायुकोशीय वायु में गैसों के आंशिक दबाव और शिरापरक रक्त में उनके तनाव के अंतर के कारण फेफड़ों का गैस विनिमय होता है। गैसों के प्रति अवरोध की उच्च पारगम्यता से गैसों का आदान-प्रदान सुगम होता है।

गैसों के लिए गैस विनिमय का उद्देश्य रक्त में O2 के प्रवाह को सीमित करना और CO2 को हटाना है। विनिमय दर औसतन 250 मिली O2, 200 मिली CO2/मिनट है।

रक्त द्वारा गैसों का परिवहन.

100 मिली धमनी रक्त में, O 2 = 20 मिली। सीओ 2 = 52 मिली.

100 मिलीलीटर शिरापरक रक्त में O 2 = 12 मिलीलीटर होगा। सीओ 2 = 58 मिली.

रक्त में कुछ गैसें भौतिक रूप से विघटित अवस्था में होंगी।

100 मिली रक्त में 0.3 मिली ओ 2, 1 मिली एन 2 और 2-3 मिली घुल जाता है। CO2. अधिकांश गैसें बंधी अवस्था में होती हैं।

विषय की सामग्री की तालिका "फेफड़ों का वेंटिलेशन। रक्त के साथ फेफड़ों का छिड़काव।":
1. फेफड़ों का वेंटिलेशन. फेफड़ों के रक्त द्वारा संवातन। शारीरिक मृत स्थान. वायुकोशीय वेंटिलेशन.
2. रक्त के साथ फेफड़ों का छिड़काव। फेफड़ों के वेंटिलेशन पर गुरुत्वाकर्षण का प्रभाव. रक्त के साथ फेफड़ों के छिड़काव पर गुरुत्वाकर्षण का प्रभाव।
3. फेफड़ों में वेंटिलेशन-छिड़काव अनुपात का गुणांक। फेफड़ों में गैस का आदान-प्रदान।
4. वायुकोशीय वायु की संरचना। वायुकोशीय वायु की गैस संरचना।
5. फेफड़ों की रक्त केशिकाओं में गैसों का तनाव। फेफड़ों में ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड के प्रसार की दर। फ़िक का समीकरण.

7. ऑक्सीजन के लिए हीमोग्लोबिन की आत्मीयता। ऑक्सीजन के लिए हीमोग्लोबिन की आत्मीयता में परिवर्तन। बोह्र प्रभाव.
8. कार्बन डाइऑक्साइड. कार्बन डाइऑक्साइड का परिवहन.
9. कार्बन डाइऑक्साइड के परिवहन में एरिथ्रोसाइट्स की भूमिका। होल्डन प्रभाव.
10. श्वास का नियमन. फेफड़ों के वेंटिलेशन का विनियमन.

रक्त परिसंचरण सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से एक करता है ऑक्सीजन स्थानांतरणफेफड़ों से ऊतकों तक, और कार्बन डाइऑक्साइड ऊतकों से फेफड़ों तक। ऊतक कोशिकाओं द्वारा ऑक्सीजन की खपत काफी भिन्न हो सकती है, उदाहरण के लिए, आराम की स्थिति से शारीरिक गतिविधि में संक्रमण के दौरान और इसके विपरीत। इस संबंध में, रक्त में फेफड़ों से ऊतकों तक ऑक्सीजन और विपरीत दिशा में कार्बन डाइऑक्साइड ले जाने की क्षमता बढ़ाने के लिए आवश्यक बड़े भंडार होने चाहिए।

ऑक्सीजन का परिवहन.

37 C पर, तरल में 02 की घुलनशीलता 0.225 ml l-1 kPa-1 (0.03 ml/l/mm Hg) है। वायुकोशीय वायु में ऑक्सीजन के सामान्य आंशिक दबाव की स्थिति में, यानी 13.3 केपीए या 100 मिमी एचजी, 1 एल रक्त प्लाज्मा ले जा सकता हैकेवल 3 मिली 02, जो समग्र रूप से जीव के जीवन के लिए पर्याप्त नहीं है। आराम करने पर, मानव शरीर प्रति मिनट लगभग 250 मिलीलीटर ऑक्सीजन की खपत करता है। ऊतकों को भौतिक रूप से विघटित अवस्था में इतनी मात्रा में ऑक्सीजन प्राप्त करने के लिए, हृदय को प्रति मिनट भारी मात्रा में रक्त पंप करना होगा। जीवित प्राणियों के विकास में, एरिथ्रोसाइट हीमोग्लोबिन के साथ प्रतिवर्ती रासायनिक प्रतिक्रिया के कारण ऑक्सीजन परिवहन की समस्या अधिक प्रभावी ढंग से हल हो गई थी। लाल रक्त कोशिकाओं में मौजूद हीमोग्लोबिन अणुओं द्वारा ऑक्सीजन को फेफड़ों से शरीर के ऊतकों तक रक्त द्वारा ले जाया जाता है।

हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन ग्रहण करने में सक्षम हैवायुकोशीय वायु से (यौगिक को ऑक्सीहीमोग्लोबिन कहा जाता है) और ऊतकों में आवश्यक मात्रा में ऑक्सीजन छोड़ता है। हीमोग्लोबिन के साथ ऑक्सीजन की रासायनिक प्रतिक्रिया की एक विशेषता यह है कि बाध्य ऑक्सीजन की मात्रा लाल रक्त कोशिकाओं में हीमोग्लोबिन अणुओं की संख्या से सीमित होती है। हीमोग्लोबिन अणु में 4 ऑक्सीजन बाइंडिंग साइट होती हैं जो इस तरह से परस्पर क्रिया करती हैं कि ऑक्सीजन के आंशिक दबाव और रक्त में ले जाने वाली ऑक्सीजन की मात्रा के बीच का संबंध एस-आकार का होता है, जिसे ऑक्सीहीमोग्लोबिन संतृप्ति या पृथक्करण वक्र (छवि) कहा जाता है। 10.18). 10 मिमी एचजी के ऑक्सीजन के आंशिक दबाव पर। कला। ऑक्सीजन के साथ हीमोग्लोबिन की संतृप्ति लगभग 10% है, और P02 पर 30 मिमी एचजी है। कला। - 50-60%। 40 मिमी एचजी से ऑक्सीजन के आंशिक दबाव में और वृद्धि के साथ। कला। 60 मिमी एचजी तक कला। ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र की स्थिरता में कमी आती है और इसकी ऑक्सीजन संतृप्ति का प्रतिशत क्रमशः 70-75 से 90% तक बढ़ जाता है। फिर ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र लगभग क्षैतिज स्थिति लेना शुरू कर देता है, क्योंकि ऑक्सीजन का आंशिक दबाव 60 से 80 मिमी एचजी तक बढ़ जाता है। कला। ऑक्सीजन के साथ हीमोग्लोबिन संतृप्ति में 6% की वृद्धि का कारण बनता है। 80 से 100 मिमी एचजी की सीमा में। कला। ऑक्सीहीमोग्लोबिन गठन का प्रतिशत लगभग 2 है। परिणामस्वरूप, ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र एक क्षैतिज रेखा में बदल जाता है और ऑक्सीजन के साथ हीमोग्लोबिन संतृप्ति का प्रतिशत सीमा तक पहुंच जाता है, यानी 100। P02 के प्रभाव में ऑक्सीजन के साथ हीमोग्लोबिन की संतृप्ति एक प्रकार की विशेषता है ऑक्सीजन के लिए इस यौगिक की आणविक "भूख" की।

महत्वपूर्ण वक्र ढलान ऑक्सीजन के साथ हीमोग्लोबिन की संतृप्ति 20 से 40 मिमी एचजी तक आंशिक दबाव की सीमा में। कला। इस तथ्य में योगदान देता है कि शरीर के ऊतकों में रक्त और ऊतक कोशिकाओं (कम से कम 20 मिमी एचजी) के बीच इसके आंशिक दबाव की स्थिति के तहत ऑक्सीजन की एक महत्वपूर्ण मात्रा रक्त से फैल सकती है। 80 से 100 मिमी एचजी तक इसके आंशिक दबाव की सीमा में ऑक्सीजन के साथ हीमोग्लोबिन की संतृप्ति का एक नगण्य प्रतिशत। कला। इस तथ्य में योगदान देता है कि ऑक्सीजन के साथ धमनी रक्त की संतृप्ति को कम करने के जोखिम के बिना एक व्यक्ति समुद्र तल से 2000 मीटर तक की ऊंचाई की सीमा में आगे बढ़ सकता है।

चावल। 10.18. ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र. पीसी02 पर वक्र उतार-चढ़ाव सीमा = 40 मिमी एचजी। कला। (धमनी रक्त) और PC02 = 46 मिमी एचजी। कला। (शिरापरक रक्त) ऑक्सीजन के लिए हीमोग्लोबिन की आत्मीयता में परिवर्तन दिखाता है ( होडेन प्रभाव).

कुल ऑक्सीजन भंडारशरीर में इसकी मात्रा के कारण होता है, जो एरिथ्रोसाइट्स में हीमोग्लोबिन और मांसपेशियों की कोशिकाओं में मायोग्लोबिन के कार्बनिक अणुओं की संरचना में Fe2 + आयनों के साथ एक बाध्य अवस्था में होता है।

एक ग्राम हीमोग्लोबिन 1.34 मिली 02 को बांधता है। इसलिए, सामान्य रूप से, 150 ग्राम/लीटर की हीमोग्लोबिन सांद्रता पर, प्रत्येक 100 मिली रक्त 20.0 मिली 02 ले जा सकता है।

02 की वह मात्रा जो अपनी 100% मात्रा से संतृप्त होने पर लाल रक्त कोशिकाओं के हीमोग्लोबिन से जुड़ सकती है, कहलाती है हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन क्षमता. रक्त की श्वसन क्रिया का एक अन्य संकेतक रक्त में 02 की सामग्री है ( रक्त की ऑक्सीजन क्षमता), जो इसकी वास्तविक मात्रा को दर्शाता है, दोनों हीमोग्लोबिन से जुड़ा हुआ है और प्लाज्मा में भौतिक रूप से घुला हुआ है। चूँकि सामान्य धमनी रक्त 97% ऑक्सीजन से संतृप्त होता है, 100 मिलीलीटर धमनी रक्त में लगभग 19.4 मिलीलीटर O2 होता है।

हमने श्वसन प्रक्रिया के केवल एक पक्ष पर विचार किया है - बाह्य श्वसन, यानी शरीर और उसके पर्यावरण के बीच गैसों का आदान-प्रदान।

ऑक्सीजन की खपत और कार्बन डाइऑक्साइड के निर्माण का स्थान शरीर की सभी कोशिकाएँ हैं, जहाँ ऊतक या आंतरिक श्वसन होता है। नतीजतन, जब सामान्य रूप से सांस लेने की बात आती है, तो गैसों के स्थानांतरण के तरीकों और स्थितियों को ध्यान में रखना आवश्यक है: ऑक्सीजन - फेफड़ों से ऊतकों तक, कार्बन डाइऑक्साइड - ऊतकों से फेफड़ों तक। कोशिकाओं और पर्यावरण के बीच मध्यस्थ रक्त है। यह ऊतकों तक ऑक्सीजन पहुंचाता है और कार्बन डाइऑक्साइड को हटाता है।

पर्यावरण से तरल में और तरल से पर्यावरण में गैसों की आवाजाही उनके आंशिक दबाव में अंतर के कारण होती है। एक गैस हमेशा उच्च दबाव वाले वातावरण से कम दबाव वाले वातावरण में फैलती है। यह तब तक जारी रहता है जब तक गतिशील संतुलन स्थापित नहीं हो जाता।

आइए हम पर्यावरण से वायुकोशीय वायु तक, फिर फुफ्फुसीय और प्रणालीगत परिसंचरण की केशिकाओं और शरीर की कोशिकाओं तक ऑक्सीजन के मार्ग का पता लगाएं।

वायुमंडलीय वायु में ऑक्सीजन का आंशिक दबाव 21.1 kPa (158 मिमी Hg), वायुकोशीय वायु में - 14.4-14.7 kPa (108-110 मिमी Hg) और फेफड़ों में बहने वाले शिरापरक रक्त में -5.33 kPa (40 मिमी Hg) है। ). प्रणालीगत परिसंचरण की केशिकाओं के धमनी रक्त में, ऑक्सीजन तनाव 13.6-13.9 kPa (102-104 मिमी Hg) है, अंतरालीय द्रव में - 5.33 kPa (40 मिमी Hg), ऊतकों में - 2 .67 kPa ( 20 मिमी एचजी) और कम, कोशिकाओं की कार्यात्मक गतिविधि पर निर्भर करता है। इस प्रकार, ऑक्सीजन की गति के सभी चरणों में, इसके आंशिक दबाव में अंतर होता है, जो गैस के प्रसार में योगदान देता है।

कार्बन डाइऑक्साइड की गति विपरीत दिशा में होती है। ऊतकों में कार्बन डाइऑक्साइड का तनाव, इसके गठन के स्थानों में - 8.0 kPa या अधिक (60 मिमी Hg या अधिक), शिरापरक रक्त में - 6.13 kPa (46 मिमी Hg), वायुकोशीय वायु में - 0 .04 kPa (0.3 एमएमएचजी)। इसलिए, इसके मार्ग में कार्बन डाइऑक्साइड के वोल्टेज में अंतर ऊतकों से पर्यावरण में गैस के प्रसार का कारण है। एल्वियोली की दीवार के माध्यम से गैसों के प्रसार की योजना अंजीर में दिखाई गई है। 3. हालाँकि, गैसों की गति को केवल भौतिक नियमों द्वारा नहीं समझाया जा सकता है। एक जीवित जीव में, उनके आंदोलन के चरणों में ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड के आंशिक दबाव की समानता कभी नहीं होती है। फेफड़ों में, छाती की श्वसन गतिविधियों के कारण गैसों का निरंतर आदान-प्रदान होता है, जबकि ऊतकों में, ऑक्सीकरण की निरंतर प्रक्रिया द्वारा गैस तनाव में अंतर बनाए रखा जाता है।

चावल। 3. वायुकोशीय झिल्ली के माध्यम से गैसों के प्रसार की योजना

रक्त में ऑक्सीजन का परिवहन.रक्त में ऑक्सीजन दो अवस्थाओं में होती है: भौतिक विघटन और हीमोग्लोबिन के साथ रासायनिक बंधन। धमनी रक्त से निकाली गई 19 वोल्ट% ऑक्सीजन में से केवल 0.3 वोल्ट% प्लाज्मा में घुली हुई अवस्था में है, जबकि बाकी ऑक्सीजन रासायनिक रूप से एरिथ्रोसाइट हीमोग्लोबिन से बंधी है।

हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन के साथ एक बहुत ही नाजुक, आसानी से अलग होने वाला यौगिक बनाता है - ऑक्सीहीमोग्लोबिन: 1 ग्राम हीमोग्लोबिन 1.34 मिली ऑक्सीजन को बांधता है। रक्त में हीमोग्लोबिन की मात्रा औसतन 140 ग्राम/लीटर (14 ग्राम%) होती है। 100 मिली रक्त 14x1.34 = 18.76 मिली ऑक्सीजन (या 19 वोल्ट%) को बांध सकता है, जो मूल रूप से रक्त की तथाकथित ऑक्सीजन क्षमता है। इसलिए, रक्त की ऑक्सीजन क्षमता ऑक्सीजन की अधिकतम मात्रा का प्रतिनिधित्व करती है जिसे 100 मिलीलीटर रक्त से बांधा जा सकता है।

ऑक्सीजन के साथ हीमोग्लोबिन की संतृप्ति 96 से 98% तक होती है। ऑक्सीजन के साथ हीमोग्लोबिन की संतृप्ति की डिग्री और ऑक्सीहीमोग्लोबिन का पृथक्करण (कम हीमोग्लोबिन का निर्माण) ऑक्सीजन तनाव के सीधे आनुपातिक नहीं हैं। ये दोनों प्रक्रियाएँ रैखिक नहीं हैं, बल्कि एक वक्र का अनुसरण करती हैं जिसे ऑक्सीहीमोग्लोबिन बाइंडिंग या पृथक्करण वक्र कहा जाता है।

शून्य ऑक्सीजन तनाव पर, रक्त में कोई ऑक्सीहीमोग्लोबिन नहीं होता है। ऑक्सीजन के आंशिक दबाव के कम मूल्यों पर ऑक्सीहीमोग्लोबिन के निर्माण की दर कम होती है। हीमोग्लोबिन की अधिकतम मात्रा (45-80%) 3.47-6.13 केपीए (26-46 मिमी एचजी) के वोल्टेज पर ऑक्सीजन से बंधती है। ऑक्सीजन तनाव में और वृद्धि से ऑक्सीहीमोग्लोबिन के निर्माण की दर में कमी आती है।

जब रक्त प्रतिक्रिया एसिड पक्ष में स्थानांतरित हो जाती है, तो ऑक्सीजन के लिए हीमोग्लोबिन की आत्मीयता काफी कम हो जाती है, जो कार्बन डाइऑक्साइड के निर्माण के कारण शरीर के ऊतकों और कोशिकाओं में देखी जाती है। हीमोग्लोबिन का यह गुण शरीर के लिए जरूरी है। ऊतक केशिकाओं में, जहां रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता बढ़ जाती है, हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन बनाए रखने की क्षमता कम हो जाती है, जिससे कोशिकाओं में इसकी वापसी आसान हो जाती है। फेफड़ों की वायुकोशिका में, जहां कार्बन डाइऑक्साइड का कुछ भाग वायुकोशीय वायु में चला जाता है, हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन को बांधने की क्षमता फिर से बढ़ जाती है।

हीमोग्लोबिन का ऑक्सीहीमोग्लोबिन में और उससे घटे हुए में संक्रमण भी तापमान पर निर्भर करता है। 37-38 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर वातावरण में ऑक्सीजन के समान आंशिक दबाव पर, ऑक्सीहीमोग्लोबिन की सबसे बड़ी मात्रा कम रूप में गुजरती है।

इस प्रकार, ऑक्सीजन परिवहन मुख्य रूप से एरिथ्रोसाइट हीमोग्लोबिन के साथ इसके रासायनिक बंधन के कारण प्रदान किया जाता है। ऑक्सीजन के साथ हीमोग्लोबिन की संतृप्ति मुख्य रूप से वायुमंडलीय और वायुकोशीय वायु में गैस के आंशिक दबाव पर निर्भर करती है। हीमोग्लोबिन द्वारा ऑक्सीजन की रिहाई में योगदान देने वाले मुख्य कारणों में से एक ऊतकों में पर्यावरण की सक्रिय प्रतिक्रिया का एसिड पक्ष में बदलाव है।

रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड का परिवहन।रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड की घुलनशीलता ऑक्सीजन की घुलनशीलता से अधिक होती है। हालाँकि, इसकी कुल मात्रा (55-58 वोल्ट%) में से केवल 2.5-3 वोल्ट% कार्बन डाइऑक्साइड विघटित अवस्था में है। अधिकांश कार्बन डाइऑक्साइड रक्त और एरिथ्रोसाइट्स में कार्बोनिक एसिड लवण (48-51 वोल्ट%) के रूप में, लगभग 4-5 वोल्ट% - कार्बेमोग्लोबिन के रूप में हीमोग्लोबिन के साथ संयोजन में, लगभग 2/3 होता है। सभी कार्बन डाइऑक्साइड यौगिकों का प्लाज्मा में और लगभग 1/s एरिथ्रोसाइट्स में होता है।

लाल रक्त कोशिकाओं में कार्बोनिक एसिड कार्बन डाइऑक्साइड और पानी से बनता है। उन्हें। सेचेनोव ने सबसे पहले सुझाव दिया था कि एरिथ्रोसाइट्स में उत्प्रेरक जैसे कुछ कारक होने चाहिए जो कार्बोनिक एसिड संश्लेषण की प्रक्रिया को तेज करते हैं। हालाँकि, केवल 1935 में ही आई.एम. द्वारा बनाई गई धारणा। सेचेनोव की पुष्टि की गई। अब यह स्थापित हो गया है कि एरिथ्रोसाइट्स में कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ (कार्बोनिक एनहाइड्रेज़) होता है - एक जैविक उत्प्रेरक, एक एंजाइम जो फेफड़ों की केशिकाओं में कार्बोनिक एसिड के टूटने को महत्वपूर्ण रूप से (300 गुना) तेज करता है। ऊतक केशिकाओं में, कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ की भागीदारी के साथ, एरिथ्रोसाइट्स में कार्बोनिक एसिड संश्लेषित होता है। एरिथ्रोसाइट्स में कार्बोनिक एनहाइड्रेज की गतिविधि इतनी अधिक होती है कि कार्बोनिक एसिड का संश्लेषण हजारों गुना तेज हो जाता है।

कार्बोनिक एसिड कम हीमोग्लोबिन से क्षार को हटा देता है, जिसके परिणामस्वरूप कार्बोनिक एसिड लवण बनता है - प्लाज्मा में सोडियम बाइकार्बोनेट और एरिथ्रोसाइट्स में पोटेशियम बाइकार्बोनेट। इसके अलावा, हीमोग्लोबिन कार्बन डाइऑक्साइड के साथ एक रासायनिक यौगिक बनाता है - कार्बेमोग्लोबिन। इस यौगिक की खोज सबसे पहले आई.एम. ने की थी। सेचेनोव। कार्बन डाइऑक्साइड के परिवहन में कार्बेमोग्लोबिन की भूमिका काफी बड़ी है। रक्त द्वारा अवशोषित कार्बन डाइऑक्साइड का लगभग 25-30% प्रणालीगत परिसंचरण की केशिकाओं में कार्बेमोग्लोबिन के रूप में ले जाया जाता है। फेफड़ों में, हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन जोड़ता है और ऑक्सीहीमोग्लोबिन में चला जाता है। हीमोग्लोबिन बाइकार्बोनेट के साथ प्रतिक्रिया करता है और उनमें से कार्बोनिक एसिड को विस्थापित करता है। मुक्त कार्बोनिक एसिड कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में टूट जाता है। कार्बन डाइऑक्साइड फुफ्फुसीय केशिकाओं की झिल्ली के माध्यम से फैलता है और वायुकोशीय वायु में चला जाता है। फेफड़ों की केशिकाओं में कार्बन डाइऑक्साइड के तनाव में कमी से कार्बन डाइऑक्साइड की रिहाई के साथ कार्बेमोग्लोबिन के टूटने में योगदान होता है।

इस प्रकार, कार्बन डाइऑक्साइड को बाइकार्बोनेट के रूप में और हीमोग्लोबिन (कार्बेमोग्लोबिन) के साथ रासायनिक बंधन की स्थिति में फेफड़ों तक पहुंचाया जाता है। कार्बन डाइऑक्साइड परिवहन के सबसे जटिल तंत्र में एक महत्वपूर्ण भूमिका एरिथ्रोसाइट कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ की है।

श्वसन का अंतिम लक्ष्य सभी कोशिकाओं को ऑक्सीजन की आपूर्ति करना और शरीर से कार्बन डाइऑक्साइड को निकालना है। साँस लेने के इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए कई स्थितियाँ आवश्यक हैं:

1) बाहरी श्वसन तंत्र की सामान्य गतिविधि और फेफड़ों का पर्याप्त वेंटिलेशन;

2) रक्त द्वारा गैसों का सामान्य परिवहन;

3) संचार प्रणाली द्वारा पर्याप्त रक्त प्रवाह प्रदान करना;

4) ऊतकों की बहते रक्त से ऑक्सीजन "लेने", उसका उपयोग करने और रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ने की क्षमता।

इस प्रकार, ऊतक श्वसन श्वसन, रक्त और परिसंचरण प्रणालियों के बीच कार्यात्मक संबंधों द्वारा प्रदान किया जाता है।

यह एक शारीरिक प्रक्रिया है जो शरीर को ऑक्सीजन प्रदान करती है और कार्बन डाइऑक्साइड को हटाती है। श्वास कई चरणों में चलती है:

बाहरी श्वसन (फुफ्फुसीय वेंटिलेशन);
(वायुकोशीय वायु और फुफ्फुसीय परिसंचरण की केशिकाओं के रक्त के बीच);
रक्त द्वारा गैसों का परिवहन;
ऊतकों में गैस विनिमय (प्रणालीगत परिसंचरण और ऊतक कोशिकाओं की केशिकाओं के रक्त के बीच);
आंतरिक श्वसन (कोशिका माइटोकॉन्ड्रिया में जैविक ऑक्सीकरण)।

प्रथम चार प्रक्रियाओं का अध्ययन। जैव रसायन पाठ्यक्रम में आंतरिक श्वसन को शामिल किया गया है।

2.4.1. रक्त में ऑक्सीजन का परिवहन

कार्यात्मक ऑक्सीजन परिवहन प्रणाली- हृदय तंत्र, रक्त और उनके नियामक तंत्र की संरचनाओं का एक सेट, एक गतिशील स्व-विनियमन संगठन बनाता है, जिसके सभी घटक तत्वों की गतिविधि रक्त और ऊतक कोशिकाओं के बीच प्रसार क्षेत्र और पीओ2 ग्रेडिएंट बनाती है और पर्याप्त आपूर्ति सुनिश्चित करती है। शरीर को ऑक्सीजन.

इसके कामकाज का उद्देश्य ऑक्सीजन की आवश्यकता और खपत के बीच अंतर को कम करना है। ऑक्सीजन उपयोग के लिए ऑक्सीडेज मार्गऊतक श्वसन श्रृंखला के माइटोकॉन्ड्रिया में ऑक्सीकरण और फास्फारिलीकरण से जुड़ा, एक स्वस्थ शरीर में सबसे अधिक क्षमता वाला होता है (खपत ऑक्सीजन का लगभग 96-98% उपयोग किया जाता है)। शरीर में ऑक्सीजन परिवहन की प्रक्रियाएँ भी इसे प्रदान करती हैं एंटीऑक्सीडेंट सुरक्षा.

हाइपरॉक्सिया- शरीर में ऑक्सीजन की मात्रा बढ़ जाती है।
हाइपोक्सिया -शरीर में ऑक्सीजन की मात्रा कम होना।
हाइपरकेपनिया- शरीर में कार्बन डाइऑक्साइड का बढ़ना।
हाइपरकैप्निमिया- रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड का बढ़ा हुआ स्तर।
hypocapnia- शरीर में कार्बन डाइऑक्साइड का निम्न स्तर।
हाइपोकैपिमिया -रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड का निम्न स्तर।

चावल। 1. श्वास प्रक्रियाओं की योजना

प्राणवायु की खपत- समय की एक इकाई के दौरान शरीर द्वारा अवशोषित ऑक्सीजन की मात्रा (आराम पर 200-400 मिली / मिनट)।

रक्त ऑक्सीजन संतृप्ति की डिग्री- रक्त में ऑक्सीजन सामग्री का उसकी ऑक्सीजन क्षमता से अनुपात।

रक्त में गैसों की मात्रा आमतौर पर मात्रा प्रतिशत (वॉल्यूम%) के रूप में व्यक्त की जाती है। यह संकेतक 100 मिलीलीटर रक्त में मिलीलीटर में गैस की मात्रा को दर्शाता है।

रक्त में ऑक्सीजन का परिवहन दो रूपों में होता है:

भौतिक विघटन (0.3 वोल्ट%);
हीमोग्लोबिन (15-21 वोल्ट%) के संबंध में।

एक हीमोग्लोबिन अणु जो ऑक्सीजन से बंधा नहीं है, उसे प्रतीक एचबी द्वारा दर्शाया जाता है, और एक हीमोग्लोबिन अणु जिसमें ऑक्सीजन (ऑक्सीहीमोग्लोबिन) जुड़ा होता है, उसे एचबीओ 2 द्वारा दर्शाया जाता है। हीमोग्लोबिन में ऑक्सीजन के जुड़ने को ऑक्सीजनेशन (संतृप्ति) कहा जाता है, और ऑक्सीजन के निकलने को डीऑक्सीजनेशन या कमी (डीसैचुरेशन) कहा जाता है। हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन के बंधन और परिवहन में प्रमुख भूमिका निभाता है। हीमोग्लोबिन का एक अणु पूर्ण ऑक्सीजनेशन के साथ चार ऑक्सीजन अणुओं को बांधता है। एक ग्राम हीमोग्लोबिन 1.34 मिली ऑक्सीजन को बांधता है और स्थानांतरित करता है। रक्त में हीमोग्लोबिन की मात्रा जानने से रक्त की ऑक्सीजन क्षमता की गणना करना आसान होता है।

रक्त की ऑक्सीजन क्षमता- यह 100 मिलीलीटर रक्त में हीमोग्लोबिन से जुड़ी ऑक्सीजन की मात्रा है, जब यह पूरी तरह से ऑक्सीजन से संतृप्त होता है। यदि रक्त में 15 ग्राम% हीमोग्लोबिन है, तो रक्त की ऑक्सीजन क्षमता 15 होगी। 1.34 = 20.1 मिली ऑक्सीजन।

सामान्य परिस्थितियों में, हीमोग्लोबिन अपने विशेष गुणों के कारण फुफ्फुसीय केशिकाओं में ऑक्सीजन को बांधता है और ऊतक को देता है, जो कई कारकों पर निर्भर करता है। हीमोग्लोबिन द्वारा ऑक्सीजन के बंधन और रिलीज को प्रभावित करने वाला मुख्य कारक रक्त में ऑक्सीजन तनाव की मात्रा है, जो इसमें घुली ऑक्सीजन की मात्रा पर निर्भर करता है। हीमोग्लोबिन द्वारा उसके वोल्टेज पर ऑक्सीजन बंधन की निर्भरता को ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र (चित्र 2.7) नामक एक वक्र द्वारा वर्णित किया गया है। ग्राफ़ पर, ऑक्सीजन से जुड़े हीमोग्लोबिन अणुओं का प्रतिशत (% HbO 2) लंबवत रूप से चिह्नित किया गया है, ऑक्सीजन तनाव (pO 2) क्षैतिज रूप से चिह्नित किया गया है। वक्र रक्त प्लाज्मा में ऑक्सीजन तनाव के आधार पर %HbO2 में परिवर्तन को दर्शाता है। इसमें 10 और 60 मिमी एचजी के तनाव क्षेत्र में सिलवटों के साथ एस-आकार की उपस्थिति है। कला। यदि प्लाज्मा में pO2 बड़ा हो जाता है, तो ऑक्सीजन तनाव में वृद्धि के साथ हीमोग्लोबिन ऑक्सीजनेशन लगभग रैखिक रूप से बढ़ने लगता है।

चावल। 2. पृथक्करण वक्र: ए - एक ही तापमान पर (टी = 37 डिग्री सेल्सियस) और विभिन्न पीसीओ 2,: I- सामान्य परिस्थितियों में ऑक्सीमायोग्लोबिन एनपीएन (पीसीओ 2 = 40 मिमी एचजी); 2 - सामान्य परिस्थितियों में ओकेनहीमोग्लोबिन (рСО 2 , = 40 मिमी एचजी); 3 - ओकेनहीमोग्लोबिन (рСО 2 , = 60 मिमी एचजी); बी - एक ही पीसीओ 2 (40 मिमी एचजी) और विभिन्न तापमान पर

ऑक्सीजन के साथ हीमोग्लोबिन की बंधन प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती होती है, जो ऑक्सीजन के लिए हीमोग्लोबिन की आत्मीयता पर निर्भर करती है, जो बदले में, रक्त में ऑक्सीजन तनाव पर निर्भर करती है:

वायुकोशीय वायु में ऑक्सीजन का सामान्य आंशिक दबाव, जो लगभग 100 मिमी एचजी होता है। कला।, यह गैस एल्वियोली की केशिकाओं के रक्त में फैल जाती है, जिससे एल्वियोली में ऑक्सीजन के आंशिक दबाव के करीब एक वोल्टेज बनता है। इन परिस्थितियों में ऑक्सीजन के लिए हीमोग्लोबिन की आत्मीयता बढ़ जाती है। उपरोक्त समीकरण से यह देखा जा सकता है कि प्रतिक्रिया ओकेनहीमोग्लोबिन के निर्माण की ओर स्थानांतरित हो जाती है। एल्वियोली से बहने वाले धमनी रक्त में हीमोग्लोबिन का ऑक्सीकरण 96-98% तक पहुँच जाता है। छोटे और बड़े वृत्त के बीच रक्त के शंटिंग के कारण, प्रणालीगत परिसंचरण की धमनियों में हीमोग्लोबिन का ऑक्सीजनेशन थोड़ा कम हो जाता है, जो कि 94-98% है।

ऑक्सीजन के लिए हीमोग्लोबिन की आत्मीयता ऑक्सीजन तनाव की मात्रा की विशेषता है जिस पर 50% हीमोग्लोबिन अणु ऑक्सीजनयुक्त होते हैं। उसे बुलाया गया है आधा संतृप्ति वोल्टेजऔर प्रतीक P 50 द्वारा निरूपित किया जाता है। पी 50 में वृद्धि ऑक्सीजन के लिए हीमोग्लोबिन की आत्मीयता में कमी का संकेत देती है, और इसकी कमी वृद्धि का संकेत देती है। पी 50 का स्तर कई कारकों से प्रभावित होता है: तापमान, पर्यावरण की अम्लता, सीओ 2 का तनाव, एरिथ्रोसाइट में 2,3-डिपोस्फोग्लिसरेट की सामग्री। शिरापरक रक्त के लिए, पी 50 27 मिमी एचजी के करीब है। कला।, और धमनी के लिए - 26 मिमी एचजी तक। कला।

माइक्रोसर्क्युलेटरी बेड की रक्त वाहिकाओं से, ऑक्सीजन लेकिन इसकी वोल्टेज प्रवणता लगातार ऊतकों में फैलती है और रक्त में इसका तनाव कम हो जाता है। साथ ही, कार्बन डाइऑक्साइड तनाव, अम्लता, ऊतक केशिकाओं का रक्त तापमान बढ़ जाता है। इसके साथ ऑक्सीजन के लिए हीमोग्लोबिन की आत्मीयता में कमी और मुक्त ऑक्सीजन की रिहाई के साथ ऑक्सीहीमोग्लोबिन के पृथक्करण में तेजी आती है, जो घुल जाती है और ऊतक में फैल जाती है। हीमोग्लोबिन और उसके प्रसार के साथ बंधन से ऑक्सीजन रिलीज की दर ऊतकों की जरूरतों को पूरा करती है (ऑक्सीजन की कमी के प्रति अत्यधिक संवेदनशील सहित), जब धमनी रक्त में एचबीओ 2 की सामग्री 94% से ऊपर होती है। 94% से कम एचबीओ 2 की सामग्री में कमी के साथ, हीमोग्लोबिन की संतृप्ति में सुधार के लिए उपाय करने की सिफारिश की जाती है, और 90% की सामग्री के साथ, ऊतक ऑक्सीजन भुखमरी का अनुभव करते हैं और सुधार के लिए तत्काल उपाय करना आवश्यक है उन तक ऑक्सीजन की डिलीवरी।

ऐसी स्थिति जिसमें हीमोग्लोबिन ऑक्सीजनेशन 90% से कम हो जाता है, और रक्त का pO2 60 मिमी एचजी से नीचे चला जाता है। कला., कहा जाता है हाइपोक्सिमिया

अंजीर में दिखाया गया है। एचबी से ओ 2 की आत्मीयता के 2.7 संकेतक सामान्य, सामान्य शरीर के तापमान और 40 मिमी एचजी के धमनी रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड वोल्टेज पर होते हैं। कला। रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड के तनाव या एच + प्रोटॉन की एकाग्रता में वृद्धि के साथ, ऑक्सीजन के लिए हीमोग्लोबिन की आत्मीयता कम हो जाती है, एचबीओ 2 का पृथक्करण वक्र दाईं ओर स्थानांतरित हो जाता है। इस घटना को बोह्र प्रभाव कहा जाता है। शरीर में, ऊतक केशिकाओं में पीसीओ 2 में वृद्धि होती है, जो हीमोग्लोबिन डीऑक्सीजनेशन और ऊतकों तक ऑक्सीजन वितरण में वृद्धि में योगदान करती है। ऑक्सीजन के लिए हीमोग्लोबिन की आत्मीयता में कमी एरिथ्रोसाइट्स में 2,3-डिफोस्फोग्लिसरेट के संचय के साथ भी होती है। 2,3-डिफॉस्फोग्लिसरेट के संश्लेषण के माध्यम से, शरीर एचबीओ 2 के पृथक्करण की दर को प्रभावित कर सकता है। बुजुर्गों में, एरिथ्रोसाइट्स में इस पदार्थ की सामग्री बढ़ जाती है, जो ऊतक हाइपोक्सिया के विकास को रोकती है।

शरीर के तापमान में वृद्धि से ऑक्सीजन के लिए हीमोग्लोबिन की आत्मीयता कम हो जाती है। यदि शरीर का तापमान कम हो जाता है, तो HbO2 पृथक्करण वक्र बाईं ओर स्थानांतरित हो जाता है। हीमोग्लोबिन अधिक सक्रिय रूप से ऑक्सीजन ग्रहण करता है, लेकिन कुछ हद तक इसे ऊतकों को देता है। यह एक कारण है कि जब अच्छे तैराक भी ठंडे (4-12 डिग्री सेल्सियस) पानी में उतरते हैं तो उन्हें मांसपेशियों में अकल्पनीय कमजोरी का अनुभव होने लगता है। चरम सीमाओं की मांसपेशियों का हाइपोथर्मिया और हाइपोक्सिया उनमें रक्त के प्रवाह में कमी और एचबीओ 2 के कम पृथक्करण दोनों के कारण विकसित होता है।

एचबीओ 2 पृथक्करण वक्र के पाठ्यक्रम के विश्लेषण से, यह देखा जा सकता है कि वायुकोशीय वायु में पीओ 2 को सामान्य 100 मिमी एचजी से कम किया जा सकता है। कला। 90 मिमी एचजी तक कला।, और हीमोग्लोबिन ऑक्सीजनेशन महत्वपूर्ण गतिविधि के साथ संगत स्तर पर बनाए रखा जाएगा (यह केवल 1-2% कम हो जाएगा)। ऑक्सीजन के लिए हीमोग्लोबिन की आत्मीयता की यह विशेषता शरीर को फेफड़ों के वेंटिलेशन में कमी और वायुमंडलीय दबाव में कमी (उदाहरण के लिए, पहाड़ों में रहना) के अनुकूल होने की अनुमति देती है। लेकिन ऊतक केशिकाओं (10-50 मिमी एचजी) के रक्त में कम ऑक्सीजन तनाव के क्षेत्र में, वक्र का मार्ग नाटकीय रूप से बदल जाता है। ऑक्सीजन तनाव में कमी की प्रत्येक इकाई के लिए, बड़ी संख्या में ऑक्सीहीमोग्लोबिन अणुओं को ऑक्सीजन रहित किया जाता है, एरिथ्रोसाइट्स से रक्त प्लाज्मा में ऑक्सीजन का प्रसार बढ़ता है, और रक्त में इसके तनाव को बढ़ाकर, ऊतकों को विश्वसनीय ऑक्सीजन आपूर्ति के लिए स्थितियां बनाई जाती हैं।

अन्य कारक भी हीमोग्लोबिन और ऑक्सीजन के बीच संबंध को प्रभावित करते हैं। व्यवहार में, इस तथ्य को ध्यान में रखना महत्वपूर्ण है कि हीमोग्लोबिन में कार्बन मोनोऑक्साइड (सीओ) के लिए बहुत अधिक (ऑक्सीजन की तुलना में 240-300 गुना अधिक) समानता है। CO के साथ हीमोग्लोबिन का संयोजन कहलाता है कार्बोक्सीहेलुग्लोबिन।सीओ विषाक्तता के मामले में, हाइपरमिया वाले स्थानों पर पीड़ित की त्वचा चेरी-लाल रंग प्राप्त कर सकती है। सीओ अणु हीम आयरन परमाणु से जुड़ जाता है और इस तरह हीमोग्लोबिन को ऑक्सीजन से बांधने की संभावना को अवरुद्ध कर देता है। इसके अलावा, CO की उपस्थिति में, हीमोग्लोबिन के वे अणु भी जो ऑक्सीजन से जुड़े होते हैं, इसे कुछ हद तक ऊतकों को देते हैं। HbO2 पृथक्करण वक्र बाईं ओर स्थानांतरित हो जाता है। हवा में 0.1% CO की उपस्थिति में, 50% से अधिक हीमोग्लोबिन अणु कार्बोक्सीहीमोग्लोबिन में परिवर्तित हो जाते हैं, और 20-25% HbCO की रक्त सामग्री के साथ भी, एक व्यक्ति को चिकित्सा सहायता की आवश्यकता होती है। कार्बन मोनोऑक्साइड विषाक्तता में, यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है कि पीड़ित शुद्ध ऑक्सीजन सांस लेता है। इससे HbCO पृथक्करण की दर 20 गुना बढ़ जाती है। सामान्य जीवन में रक्त में HbCO की मात्रा 0-2% होती है, सिगरेट पीने के बाद यह 5% या उससे अधिक तक बढ़ सकती है।

मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों की कार्रवाई के तहत, ऑक्सीजन हीम आयरन के साथ एक मजबूत रासायनिक बंधन बनाने में सक्षम होता है, जिसमें लोहे का परमाणु त्रिसंयोजक हो जाता है। ऑक्सीजन के साथ हीमोग्लोबिन के इस संयोजन को कहा जाता है मेथेमोग्लोबिन.यह ऊतकों को ऑक्सीजन नहीं दे पाता। मेथेमोग्लोबिन ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र को बाईं ओर स्थानांतरित कर देता है, जिससे ऊतक केशिकाओं में ऑक्सीजन रिलीज की स्थिति खराब हो जाती है। स्वस्थ लोगों में, सामान्य परिस्थितियों में, रक्त में ऑक्सीकरण एजेंटों (पेरोक्साइड, नाइट्रोप्रोड्यूस्ड कार्बनिक पदार्थ इत्यादि) के निरंतर सेवन के कारण, रक्त हीमोग्लोबिन का 3% तक मेथेमोग्लोबिन के रूप में हो सकता है।

एंटीऑक्सीडेंट एंजाइम सिस्टम के कामकाज के कारण इस यौगिक का निम्न स्तर बना रहता है। मेथेमोग्लोबिन का निर्माण एरिथ्रोसाइट्स में मौजूद एंटीऑक्सिडेंट (ग्लूटाथियोन और एस्कॉर्बिक एसिड) द्वारा सीमित होता है, और हीमोग्लोबिन में इसकी कमी एरिथ्रोसाइट डिहाइड्रोजनेज एंजाइमों से जुड़ी एंजाइमेटिक प्रतिक्रियाओं के दौरान होती है। इन प्रणालियों की अपर्याप्तता के साथ या पदार्थों के रक्तप्रवाह में अत्यधिक प्रवेश के साथ (उदाहरण के लिए, फेनासेटिन, मलेरिया-रोधी दवाएं, आदि), जिनमें उच्च ऑक्सीडेंट गुण होते हैं, मिस्टगमोग्लोबिन्समिया विकसित होता है।

हीमोग्लोबिन रक्त में घुले कई अन्य पदार्थों के साथ आसानी से संपर्क करता है। विशेष रूप से, जब सल्फर युक्त दवाओं के साथ बातचीत करते हैं, तो सल्फ़हीमोग्लोबिन बन सकता है, जो ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र को दाईं ओर स्थानांतरित कर देता है।

भ्रूण के रक्त में भ्रूण हीमोग्लोबिन (एचबीएफ) की प्रधानता होती है, जिसमें वयस्क हीमोग्लोबिन की तुलना में ऑक्सीजन के प्रति अधिक आकर्षण होता है। नवजात शिशु में, एरिथ्रोसाइट्स में 70% तक एफस्टल हीमोग्लोबिन होता है। जीवन के पहले छह महीनों के दौरान हीमोग्लोबिन एफ को एचबीए द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।

जन्म के बाद पहले घंटों में, धमनी रक्त का pO2 लगभग 50 मिमी Hg होता है। कला।, और एचबीओ 2 - 75-90%।

बुजुर्गों में, धमनी रक्त में ऑक्सीजन तनाव और ऑक्सीजन के साथ हीमोग्लोबिन की संतृप्ति धीरे-धीरे कम हो जाती है। इस सूचक के मूल्य की गणना सूत्र द्वारा की जाती है

पीओ 2 = 103.5-0.42। वर्ष में उम्र।

रक्त हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन संतृप्ति और उसमें ऑक्सीजन तनाव के बीच घनिष्ठ संबंध के अस्तित्व के संबंध में, एक विधि विकसित की गई थी पल्स ओक्सिमेट्रीक्लिनिक में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यह विधि ऑक्सीजन और उसके महत्वपूर्ण स्तरों के साथ धमनी रक्त हीमोग्लोबिन की संतृप्ति को निर्धारित करती है, जिस पर रक्त में ऑक्सीजन का तनाव ऊतकों में इसके प्रभावी प्रसार के लिए अपर्याप्त हो जाता है और वे ऑक्सीजन भुखमरी का अनुभव करना शुरू कर देते हैं (चित्र 3)।

एक आधुनिक पल्स ऑक्सीमीटर में एक एलईडी प्रकाश स्रोत, एक फोटोडिटेक्टर, एक माइक्रोप्रोसेसर और एक डिस्प्ले सहित एक सेंसर होता है। एलईडी से प्रकाश उंगली (पैर), इयरलोब के ऊतकों के माध्यम से निर्देशित होता है, और ऑक्सीहीमोग्लोबिन द्वारा अवशोषित होता है। प्रकाश प्रवाह के अवशोषित भाग का अनुमान एक फोटोडिटेक्टर द्वारा लगाया जाता है। फोटोडिटेक्टर सिग्नल को माइक्रोप्रोसेसर द्वारा संसाधित किया जाता है और डिस्प्ले स्क्रीन पर फीड किया जाता है। स्क्रीन ऑक्सीजन के साथ हीमोग्लोबिन की प्रतिशत संतृप्ति, नाड़ी दर और नाड़ी वक्र प्रदर्शित करती है।

ऑक्सीजन के साथ हीमोग्लोबिन संतृप्ति की निर्भरता वक्र पर, यह देखा जा सकता है कि धमनी रक्त का हीमोग्लोबिन, वायुकोशीय केशिकाओं (छवि 3) से इसकी देखभाल करते हुए, पूरी तरह से ऑक्सीजन (SaO2 = 100%) से संतृप्त है, ऑक्सीजन तनाव इसमें 100 मिमी एचजी है। कला। (पीओ2, = 100 मिमी एचजी)। ऊतकों में ऑक्सीस्मोग्लोबिन के पृथक्करण के बाद, रक्त ऑक्सीजन रहित हो जाता है और मिश्रित शिरापरक रक्त दाहिने आलिंद में लौट आता है, आराम के समय, हीमोग्लोबिन 75% ऑक्सीजन से संतृप्त रहता है (Sv0 2 = 75%), और ऑक्सीजन तनाव 40 मिमी है एचजी. कला। (पीवीओ2 = 40 एमएमएचजी)। इस प्रकार, आराम की स्थिति में, ऊतकों ने ऑक्सीग्स्मोग्लोबिन के पृथक्करण के बाद जारी ऑक्सीजन का लगभग 25% (≈250 मिली) अवशोषित कर लिया।

चावल। 3. धमनी रक्त हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन संतृप्ति की उसमें ऑक्सीजन तनाव पर निर्भरता

ऑक्सीजन के साथ धमनी रक्त हीमोग्लोबिन की संतृप्ति में केवल 10% की कमी के साथ (SaO2,<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.

पल्स ऑक्सीमीटर के साथ धमनी हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन संतृप्ति को लगातार मापने से हल होने वाले महत्वपूर्ण कार्यों में से एक उस क्षण का पता लगाना है जब संतृप्ति एक महत्वपूर्ण स्तर (90%) तक गिर जाती है और रोगी को ऊतकों तक ऑक्सीजन वितरण में सुधार लाने के उद्देश्य से आपातकालीन देखभाल की आवश्यकता होती है।

रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड का परिवहन और रक्त की अम्ल-क्षार अवस्था के साथ इसका संबंध

रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड का परिवहन निम्नलिखित रूपों में होता है:

भौतिक विघटन - 2.5-3 वोल्ट%;
कार्बोक्सीहीमोग्लोबिन (HbCO 2) - 5 वोल्ट%;
बाइकार्बोनेट (NaHCO 3 और KHCO 3) - लगभग 50 वोल्ट%।

ऊतकों से बहने वाले रक्त में 56-58 वोल्ट% CO2 होता है, और धमनी रक्त में 50-52 वोल्ट% होता है। ऊतक केशिकाओं के माध्यम से बहते समय, रक्त लगभग 6 वोल्ट% CO2 ग्रहण करता है, और फुफ्फुसीय केशिकाओं में यह गैस वायुकोशीय वायु में फैल जाती है और शरीर से निकाल दी जाती है। हीमोग्लोबिन से जुड़े CO2 का आदान-प्रदान विशेष रूप से तेजी से होता है। कार्बन डाइऑक्साइड हीमोग्लोबिन अणु में अमीनो समूहों से जुड़ जाता है, इसलिए इसे कार्बोक्सीहीमोग्लोबिन भी कहा जाता है कार्बामिनोहीमोग्लोबिन।अधिकांश कार्बन डाइऑक्साइड का परिवहन कार्बोनिक एसिड के सोडियम और पोटेशियम लवण के रूप में होता है। फुफ्फुसीय केशिकाओं के माध्यम से उनके पारित होने के दौरान एरिथ्रोसाइट्स में कार्बोनिक एसिड का त्वरित अपघटन एंजाइम कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ द्वारा सुगम होता है। जब pCO2 40 मिमी Hg से नीचे हो। कला। यह एंजाइम H 2 CO 3 के H 2 0 और CO 2 में टूटने को उत्प्रेरित करता है, जिससे रक्त से कार्बन डाइऑक्साइड को वायुकोशीय वायु में निकालने में मदद मिलती है।

रक्त में सामान्य से अधिक कार्बन डाइऑक्साइड का जमा होना कहलाता है हाइपरकेपनिया, और कमी हाइपोकेपनिया।हाइपरकैपिया के साथ रक्त पीएच में एसिड की ओर बदलाव होता है। यह इस तथ्य के कारण है कि कार्बन डाइऑक्साइड पानी के साथ मिलकर कार्बोनिक एसिड बनाता है:

सीओ 2 + एच 2 ओ = एच 2 सीओ 3

कार्बोनिक एसिड द्रव्यमान क्रिया के नियम के अनुसार अलग हो जाता है:

एच 2 सीओ 3<->एच + + एचसीओ 3 -।

इस प्रकार, बाहरी श्वसन, रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड की सामग्री पर अपने प्रभाव के माध्यम से, शरीर में एसिड-बेस अवस्था को बनाए रखने में सीधे तौर पर शामिल होता है। साँस छोड़ने वाली हवा के साथ प्रतिदिन मानव शरीर से लगभग 15,000 mmol कार्बोनिक एसिड निकाला जाता है। गुर्दे लगभग 100 गुना कम एसिड निकालते हैं।

जहां पीएच प्रोटॉन एकाग्रता का नकारात्मक लघुगणक है; pK 1 कार्बोनिक एसिड के पृथक्करण स्थिरांक (K 1) का ऋणात्मक लघुगणक है। प्लाज्मा में मौजूद आयनिक माध्यम के लिए, pK 1 =6.1.

सांद्रता [CO2] को वोल्टेज [pCO 2] द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है:

[С0 2 ] = 0.03 рС0 2 .

फिर pH = 6.1 + lg/0.03 pCO 2।

इन मानों को प्रतिस्थापित करने पर, हमें प्राप्त होता है:

पीएच = 6.1 + एलजी24 / (0.03 40) = 6.1 + एलजी20 = 6.1 + 1.3 = 7.4।

इस प्रकार, जब तक अनुपात/0.03 pCO2 20 है, रक्त का pH 7.4 होगा। इस अनुपात में परिवर्तन एसिडोसिस या एल्कलोसिस के साथ होता है, जिसका कारण श्वसन प्रणाली में गड़बड़ी हो सकता है।

श्वसन और चयापचय संबंधी विकारों के कारण अम्ल-क्षार अवस्था में परिवर्तन होते हैं।

श्वसन क्षारमयताफेफड़ों के हाइपरवेंटिलेशन के साथ विकसित होता है, उदाहरण के लिए, जब पहाड़ों में ऊंचाई पर रहते हैं। साँस की हवा में ऑक्सीजन की कमी से फेफड़ों के वेंटिलेशन में वृद्धि होती है, और हाइपरवेंटिलेशन से रक्त से कार्बन डाइऑक्साइड का अत्यधिक निक्षालन होता है। अनुपात / pCO2 आयनों की प्रबलता की ओर स्थानांतरित हो जाता है और रक्त pH बढ़ जाता है। पीएच में वृद्धि के साथ-साथ गुर्दे द्वारा मूत्र में बाइकार्बोनेट का उत्सर्जन भी बढ़ जाता है। साथ ही, रक्त में एचसीओ 3 आयनों या तथाकथित "आधारों की कमी" की सामग्री सामान्य से कम पाई जाएगी।

श्वसन अम्लरक्तताबाहरी श्वसन या रक्त परिसंचरण की अपर्याप्तता के कारण रक्त और ऊतकों में कार्बन डाइऑक्साइड के संचय के कारण विकसित होता है। हाइपरकेनिया के साथ, अनुपात / pCO2 कम हो जाता है। परिणामस्वरूप, pH भी कम हो जाता है (ऊपर समीकरण देखें)। बढ़े हुए वेंटिलेशन द्वारा इस अम्लीकरण को शीघ्रता से समाप्त किया जा सकता है।

श्वसन एसिडोसिस के साथ, गुर्दे फॉस्फोरिक एसिड और अमोनियम (एच 2 पीओ 4 - और एनएच 4 +) के एसिड लवण की संरचना में मूत्र में हाइड्रोजन प्रोटॉन का उत्सर्जन बढ़ाते हैं। मूत्र में हाइड्रोजन प्रोटॉन के स्राव में वृद्धि के साथ-साथ, कार्बोनिक एसिड आयनों का निर्माण और रक्त में उनका पुनर्अवशोषण बढ़ जाता है। रक्त में एचसीओ 3 की मात्रा बढ़ जाती है और पीएच सामान्य हो जाता है। इस अवस्था को कहा जाता है मुआवजा श्वसन अम्लरक्तता.इसकी उपस्थिति का अंदाजा पीएच मान और क्षार की अधिकता में वृद्धि (अध्ययन के तहत रक्त में सामग्री और सामान्य एसिड-बेस अवस्था वाले रक्त में अंतर) से लगाया जा सकता है।

चयाचपयी अम्लरक्तताभोजन के साथ शरीर में अतिरिक्त एसिड के सेवन, चयापचय संबंधी विकारों या दवाओं की शुरूआत के कारण। रक्त में हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता में वृद्धि से केंद्रीय और परिधीय रिसेप्टर्स की गतिविधि में वृद्धि होती है जो रक्त और मस्तिष्कमेरु द्रव के पीएच को नियंत्रित करते हैं। उनसे त्वरित आवेग श्वसन केंद्र में प्रवेश करते हैं और फेफड़ों के वेंटिलेशन को उत्तेजित करते हैं। हाइपोकैपिया विकसित होता है। जो कुछ हद तक मेटाबॉलिक एसिडोसिस की भरपाई करता है। रक्त का स्तर गिर जाता है और इसे कहा जाता है आधारों का अभाव.

चयापचय क्षारमयताक्षारीय उत्पादों, समाधानों, औषधीय पदार्थों के अत्यधिक सेवन, शरीर द्वारा अम्लीय चयापचय उत्पादों के नुकसान या गुर्दे द्वारा आयनों के अत्यधिक प्रतिधारण के साथ विकसित होता है। श्वसन तंत्र फेफड़ों को हाइपोवेंटिलेट करके और रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड के तनाव को बढ़ाकर /pCO2 अनुपात में वृद्धि पर प्रतिक्रिया करता है। हाइपरकेनिया का विकास कुछ हद तक क्षारमयता की भरपाई कर सकता है। हालाँकि, इस तरह के मुआवजे की मात्रा इस तथ्य से सीमित है कि रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड का संचय 55 मिमी एचजी के वोल्टेज से अधिक नहीं होता है। कला। क्षतिपूर्ति चयापचय क्षारमयता की एक पहचान इसकी उपस्थिति है आधारों की अधिकता.

रक्त में ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड के परिवहन के बीच संबंध

रक्त द्वारा ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड के परिवहन के अंतरसंबंध के तीन प्रमुख तरीके हैं।

प्रकार के अनुसार संबंध बोह्र प्रभाव(pCO- में वृद्धि, ऑक्सीजन के लिए हीमोग्लोबिन की आत्मीयता को कम कर देती है)।

प्रकार के अनुसार संबंध होल्डन प्रभाव. यह इस तथ्य में प्रकट होता है कि जब हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन रहित हो जाता है, तो कार्बन डाइऑक्साइड के प्रति इसकी आत्मीयता बढ़ जाती है। हीमोग्लोबिन के अतिरिक्त संख्या में अमीनो समूह जारी होते हैं, जो कार्बन डाइऑक्साइड को बांधने में सक्षम होते हैं। यह ऊतक केशिकाओं में होता है और कम हीमोग्लोबिन ऊतकों से रक्त में जारी कार्बन डाइऑक्साइड की बड़ी मात्रा को ग्रहण कर सकता है। हीमोग्लोबिन के साथ संयोजन में, रक्त द्वारा किए गए कुल कार्बन डाइऑक्साइड का 10% तक परिवहन किया जाता है। फुफ्फुसीय केशिकाओं के रक्त में, हीमोग्लोबिन ऑक्सीजनित होता है, कार्बन डाइऑक्साइड के लिए इसकी आत्मीयता कम हो जाती है, और कार्बन डाइऑक्साइड के इस आसानी से विनिमेय अंश का लगभग आधा वायुकोशीय वायु में जारी किया जाएगा।

अंतर्संबंध का दूसरा तरीका हीमोग्लोबिन के अम्लीय गुणों में बदलाव के कारण होता है, जो ऑक्सीजन के साथ इसके संबंध पर निर्भर करता है। कार्बोनिक एसिड की तुलना में इन यौगिकों के पृथक्करण स्थिरांक के मूल्यों में निम्नलिखित अनुपात है: Hb0 2 > H 2 C0 3 > Hb। इसलिए, HbO2 में मजबूत अम्लीय गुण हैं। इसलिए, फुफ्फुसीय केशिकाओं में गठन के बाद, यह H+ आयनों के बदले में बाइकार्बोनेट (KHCO3) से धनायन (K+) लेता है। नतीजतन, एच 2 सीओ 3 बनता है। एरिथ्रोसाइट में कार्बोनिक एसिड की एकाग्रता में वृद्धि के साथ, एंजाइम कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ सीओ 2 और एच 2 0 के गठन के साथ इसे नष्ट करना शुरू कर देता है। कार्बन डाइऑक्साइड वायुकोशीय हवा में फैल जाता है . इस प्रकार, फेफड़ों में हीमोग्लोबिन का ऑक्सीजनेशन बाइकार्बोनेट के विनाश और उनमें जमा कार्बन डाइऑक्साइड को रक्त से हटाने में योगदान देता है।

ऊपर वर्णित और फुफ्फुसीय केशिकाओं के रक्त में होने वाले परिवर्तनों को क्रमिक प्रतीकात्मक प्रतिक्रियाओं के रूप में लिखा जा सकता है:

ऊतक केशिकाओं में Hb0 2 का डीऑक्सीजनेशन इसे H 2 CO 3 की तुलना में कम अम्लीय गुणों वाले यौगिक में बदल देता है। फिर एरिथ्रोसाइट में उपरोक्त प्रतिक्रियाएँ विपरीत दिशा में प्रवाहित होती हैं। हीमोग्लोबिन बाइकार्बोनेट के निर्माण और कार्बन डाइऑक्साइड के बंधन के लिए K आयनों के आपूर्तिकर्ता के रूप में कार्य करता है।

रक्त द्वारा गैस परिवहन

फेफड़ों से ऊतकों तक ऑक्सीजन और ऊतकों से फेफड़ों तक कार्बन डाइऑक्साइड का वाहक रक्त है। मुक्त (विघटित) अवस्था में, इन गैसों की केवल थोड़ी मात्रा का ही परिवहन होता है। ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड की मुख्य मात्रा को एक बाध्य अवस्था में ले जाया जाता है।

ऑक्सीजन परिवहन

ऑक्सीजन, जो फुफ्फुसीय परिसंचरण की केशिकाओं के रक्त प्लाज्मा में घुल जाती है, एरिथ्रोसाइट्स में फैल जाती है, तुरंत हीमोग्लोबिन से जुड़ जाती है, जिससे ऑक्सीहीमोग्लोबिन बनता है। ऑक्सीजन बंधन की दर उच्च है: ऑक्सीजन के साथ हीमोग्लोबिन का आधा संतृप्ति समय लगभग 3 एमएस है। एक ग्राम हीमोग्लोबिन 1.34 मिली ऑक्सीजन को बांधता है, 100 मिली रक्त में 16 ग्राम हीमोग्लोबिन और, इसलिए, 19.0 मिली ऑक्सीजन। इस मान को कहा जाता है रक्त की ऑक्सीजन क्षमता(केईके)।

हीमोग्लोबिन का ऑक्सीहीमोग्लोबिन में रूपांतरण घुलित ऑक्सीजन के तनाव से निर्धारित होता है। ग्राफ़िक रूप से, यह निर्भरता ऑक्सीहीमोग्लोबिन के पृथक्करण वक्र द्वारा व्यक्त की जाती है (चित्र 6.3)।

चित्र से पता चलता है कि ऑक्सीजन के एक छोटे से आंशिक दबाव (40 मिमी एचजी) पर भी, 75-80% हीमोग्लोबिन इससे बंध जाता है।

80-90 मिमी एचजी के दबाव पर। कला। हीमोग्लोबिन लगभग पूरी तरह से ऑक्सीजन से संतृप्त होता है।

चावल। 4. ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र

पृथक्करण वक्र का आकार S-आकार का होता है और इसमें दो भाग होते हैं - खड़ी और ढलान वाली। उच्च (60 मिमी एचजी से अधिक) ऑक्सीजन तनाव के अनुरूप वक्र का झुका हुआ हिस्सा इंगित करता है कि इन स्थितियों के तहत ऑक्सीहीमोग्लोबिन सामग्री केवल ऑक्सीजन तनाव और साँस और वायुकोशीय हवा में इसके आंशिक दबाव पर निर्भर करती है। पृथक्करण वक्र का ऊपरी ढलान वाला हिस्सा हीमोग्लोबिन की बड़ी मात्रा में ऑक्सीजन को बांधने की क्षमता को दर्शाता है, साँस की हवा में इसके आंशिक दबाव में मामूली कमी के बावजूद। इन परिस्थितियों में, ऊतकों को ऑक्सीजन (संतृप्ति बिंदु) की पर्याप्त आपूर्ति होती है।

पृथक्करण वक्र का सीधा भाग शरीर के ऊतकों (35 मिमी एचजी और नीचे) के लिए विशिष्ट ऑक्सीजन तनाव से मेल खाता है। ऊतकों में जो बहुत अधिक ऑक्सीजन (कार्यशील मांसपेशियां, यकृत, गुर्दे) अवशोषित करते हैं, ऑक्सीजन और हीमोग्लोबिन अधिक मात्रा में, कभी-कभी लगभग पूरी तरह से अलग हो जाते हैं। जिन ऊतकों में ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं की तीव्रता कम होती है, उनमें अधिकांश ऑक्सीहीमोग्लोबिन अलग नहीं होता है।

हीमोग्लोबिन का गुण - कम दबाव पर भी ऑक्सीजन से संतृप्त होना और आसानी से छोड़ना - बहुत महत्वपूर्ण है। आंशिक दबाव में कमी के साथ हीमोग्लोबिन द्वारा ऑक्सीजन की आसान वापसी के कारण ऊतकों को ऑक्सीजन की निर्बाध आपूर्ति सुनिश्चित होती है, जिसमें ऑक्सीजन की निरंतर खपत के कारण इसका आंशिक दबाव शून्य होता है।

शरीर का तापमान बढ़ने के साथ ऑक्सीहीमोग्लोबिन का हीमोग्लोबिन और ऑक्सीजन में टूटना बढ़ जाता है (चित्र 5)।

चावल। 5. विभिन्न परिस्थितियों में ऑक्सीजन के साथ हीमोग्लोबिन की संतृप्ति के वक्र:

ए - पर्यावरण की प्रतिक्रिया (पीएच) के आधार पर; बी - तापमान पर; बी - नमक सामग्री से; जी - कार्बन डाइऑक्साइड की सामग्री से। एब्सिस्सा ऑक्सीजन का आंशिक दबाव (मिमी एचजी में) दिखाता है। y-अक्ष के अनुदिश - संतृप्ति की डिग्री (% में)

ऑक्सीहीमोग्लोबिन का पृथक्करण रक्त प्लाज्मा वातावरण की प्रतिक्रिया पर निर्भर करता है। रक्त अम्लता में वृद्धि के साथ, ऑक्सीहीमोग्लोबिन का पृथक्करण बढ़ जाता है (चित्र 5, ए)।

पानी में हीमोग्लोबिन का ऑक्सीजन से बंधन तेजी से होता है, लेकिन इसकी पूर्ण संतृप्ति प्राप्त नहीं होती है, साथ ही इसके आंशिक में कमी के साथ ऑक्सीजन की पूर्ण वापसी नहीं होती है।
दबाव। ऑक्सीजन के साथ हीमोग्लोबिन की अधिक पूर्ण संतृप्ति और ऑक्सीजन तनाव में कमी के साथ इसकी पूर्ण वापसी नमक के घोल और रक्त प्लाज्मा में होती है (चित्र 5, सी देखें)।

हीमोग्लोबिन को ऑक्सीजन से बांधने में रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा का विशेष महत्व है: रक्त में इसकी मात्रा जितनी अधिक होगी, हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन से उतना ही कम बंधेगा और ऑक्सीहीमोग्लोबिन का पृथक्करण उतनी ही तेजी से होगा। अंजीर पर. चित्र 5d रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड के विभिन्न स्तरों पर ऑक्सीहीमोग्लोबिन के पृथक्करण वक्र को दर्शाता है। 46 मिमी एचजी के कार्बन डाइऑक्साइड दबाव पर हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन के साथ संयोजन करने की क्षमता विशेष रूप से तेजी से घट जाती है। कला।, अर्थात्। शिरापरक रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड के तनाव के अनुरूप मूल्य पर। ऑक्सीहीमोग्लोबिन के पृथक्करण पर कार्बन डाइऑक्साइड का प्रभाव फेफड़ों और ऊतकों में गैसों के परिवहन के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।

ऊतकों में बड़ी मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड और चयापचय के परिणामस्वरूप होने वाले अन्य अम्लीय क्षय उत्पाद होते हैं। ऊतक केशिकाओं के धमनी रक्त में गुजरते हुए, वे ऑक्सीहीमोग्लोबिन के अधिक तेजी से टूटने और ऊतकों में ऑक्सीजन की वापसी में योगदान करते हैं।

फेफड़ों में, जैसे ही शिरापरक रक्त से कार्बन डाइऑक्साइड को वायुकोशीय वायु में छोड़ा जाता है, रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा में कमी के साथ, हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन के साथ संयोजन करने की क्षमता बढ़ जाती है। यह शिरापरक रक्त का धमनी में परिवर्तन सुनिश्चित करता है।

कार्बन डाइऑक्साइड का परिवहन

कार्बन डाइऑक्साइड परिवहन के तीन रूप ज्ञात हैं:

शारीरिक रूप से घुली हुई गैस - 5-10%, या 2.5 मिली / 100 मिली रक्त;
बाइकार्बोनेट में रासायनिक रूप से बंधा हुआ: प्लाज्मा NaHC0 3 में, KHCO एरिथ्रोसाइट्स में - 80-90%, यानी। 51 मिली/100 मिली रक्त;
हीमोग्लोबिन के कार्बामिक यौगिकों में रासायनिक रूप से बंधा हुआ - 5-15%, या 4.5 मिली / 100 मिली रक्त।

कार्बन डाइऑक्साइड कोशिकाओं में लगातार बनता रहता है और ऊतक केशिकाओं के रक्त में फैलता रहता है। लाल रक्त कोशिकाओं में, यह पानी के साथ मिलकर कार्बोनिक एसिड बनाता है। यह प्रक्रिया एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित (20,000 गुना त्वरित) होती है कार्बोनिक एनहाइड्रेज़।कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ एरिथ्रोसाइट्स में पाया जाता है, यह रक्त प्लाज्मा में नहीं होता है। इसलिए, कार्बन डाइऑक्साइड का जलयोजन लगभग विशेष रूप से एरिथ्रोसाइट्स में होता है। कार्बन डाइऑक्साइड के वोल्टेज के आधार पर, कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ कार्बोनिक एसिड के निर्माण के साथ उत्प्रेरित होता है, और इसका कार्बन डाइऑक्साइड और पानी (फेफड़ों की केशिकाओं में) में टूट जाता है।

कार्बन डाइऑक्साइड अणुओं का एक भाग एरिथ्रोसाइट्स में हीमोग्लोबिन के साथ मिलकर कार्बोहीमोग्लोबिन बनाता है।

इन बंधन प्रक्रियाओं के कारण, एरिथ्रोसाइट्स में कार्बन डाइऑक्साइड का तनाव कम होता है। इसलिए, कार्बन डाइऑक्साइड की सभी नई मात्रा लाल रक्त कोशिकाओं में फैल जाती है। कार्बोनिक एसिड लवण के पृथक्करण के दौरान बनने वाले HC0 3 - आयनों की सांद्रता एरिथ्रोसाइट्स में बढ़ जाती है। एरिथ्रोसाइट झिल्ली आयनों के लिए अत्यधिक पारगम्य है। इसलिए, एचसीओ 3 आयनों का हिस्सा - रक्त प्लाज्मा में गुजरता है। HCO 3 - आयनों के बजाय, CI - आयन प्लाज्मा से एरिथ्रोसाइट्स में प्रवेश करते हैं, जिनके नकारात्मक चार्ज K + आयनों द्वारा संतुलित होते हैं। रक्त प्लाज्मा में सोडियम बाइकार्बोनेट (NaHCO 3 -) की मात्रा बढ़ जाती है।

एरिथ्रोसाइट्स के अंदर आयनों का संचय उनके आसमाटिक दबाव में वृद्धि के साथ होता है। इसलिए, प्रणालीगत परिसंचरण की केशिकाओं में एरिथ्रोसाइट्स की मात्रा थोड़ी बढ़ जाती है।

अधिकांश कार्बन डाइऑक्साइड के बंधन के लिए एसिड के रूप में हीमोग्लोबिन के गुण अत्यंत महत्वपूर्ण हैं। ऑक्सीहीमोग्लोबिन का पृथक्करण स्थिरांक डीऑक्सीहीमोग्लोबिन से 70 गुना अधिक होता है। ऑक्सीहीमोग्लोबिन कार्बोनिक एसिड की तुलना में अधिक मजबूत एसिड है, और डीऑक्सीहीमोग्लोबिन कमजोर है। इसलिए, धमनी रक्त में, ऑक्सीहीमोग्लोबिन, जिसने बाइकार्बोनेट से K + आयनों को विस्थापित किया है, को KHbO 2 नमक के रूप में ले जाया जाता है। ऊतक केशिकाओं में, KHbO 2 ऑक्सीजन छोड़ता है और KHb में बदल जाता है। इसमें से, कार्बोनिक एसिड, एक मजबूत एसिड के रूप में, K + आयनों को विस्थापित करता है:

केएनबी0 2 + एच 2 सीओ 3 = केएनबी + 0 2 + केएनएसओ 3

इस प्रकार, ऑक्सीहीमोग्लोबिन का हीमोग्लोबिन में रूपांतरण रक्त की कार्बन डाइऑक्साइड को बांधने की क्षमता में वृद्धि के साथ होता है। इस घटना को कहा जाता है हल्दाने प्रभाव.हीमोग्लोबिन बाइकार्बोनेट के रूप में कार्बोनिक एसिड के बंधन के लिए आवश्यक धनायनों (K+) के स्रोत के रूप में कार्य करता है।

तो, ऊतक केशिकाओं के एरिथ्रोसाइट्स में, पोटेशियम बाइकार्बोनेट, साथ ही कार्बोहीमोग्लोबिन की एक अतिरिक्त मात्रा बनती है, और रक्त प्लाज्मा में सोडियम बाइकार्बोनेट की मात्रा बढ़ जाती है। इस रूप में, कार्बन डाइऑक्साइड फेफड़ों तक ले जाया जाता है।

फुफ्फुसीय परिसंचरण की केशिकाओं में कार्बन डाइऑक्साइड का तनाव कम हो जाता है। कार्बोहीमोग्लोबिन से CO2 अलग हो जाती है। साथ ही ऑक्सीहीमोग्लोबिन का निर्माण होता है, इसका पृथक्करण बढ़ जाता है। ऑक्सीहीमोग्लोबिन बाइकार्बोनेट से पोटेशियम को विस्थापित करता है। एरिथ्रोसाइट्स में कार्बोनिक एसिड (कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ की उपस्थिति में) जल्दी से पानी और कार्बन डाइऑक्साइड में विघटित हो जाता है। एचसीओजी आयन एरिथ्रोसाइट्स में प्रवेश करते हैं, और सीआई आयन रक्त प्लाज्मा में प्रवेश करते हैं, जहां सोडियम बाइकार्बोनेट की मात्रा कम हो जाती है। कार्बन डाइऑक्साइड वायुकोशीय वायु में फैल जाती है। इन सभी प्रक्रियाओं को चित्र में योजनाबद्ध रूप से दिखाया गया है। 6.

चावल। 6. रक्त द्वारा ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड के अवशोषण या रिलीज के दौरान एरिथ्रोसाइट में होने वाली प्रक्रियाएं