امتصاص الأوكسجين

الأكسجين (O2) ضروري للبشر. ال امتصاص الأوكسجين من التنفس يحدث في الرئتين. من هناك ، يتم نقل الدم الغني بالأكسجين إلى الخلايا. هذه تحتاج إلى الأكسجين كجزء من تنفس الخلية الداخلية لإنتاج الطاقة.

ما هو امتصاص الأكسجين؟

مع كل استنشاق ، يتدفق النفس عبر الأنف والفم والحلق والقصبة الهوائية والشعب الهوائية إلى الرئتين. توجد الحويصلات الهوائية المزعومة في الرئتين. الحويصلات مرتبة مثل العنب. يقدر أن رئتي الإنسان تحتويان على 300 مليون من الحويصلات الهوائية. هذا هو المكان الذي يتم فيه تبادل الغازات وبالتالي يتم امتصاص الأكسجين.

توجد أوعية دموية ، أي أوعية دموية صغيرة ، حول كل الحويصلات الهوائية. أساس تبادل المواد في الرئتين هو الانتشار. الانتشار هو عملية فيزيائية تؤدي إلى مزيج متوازن من مادتين مختلفتين. تمتلئ الأوعية الدموية المحيطة بالحويصلات الهوائية بالدم المستنفد للأكسجين ، والذي يتم سحبه من جميع أنحاء الجسم ويتم ضخه إلى الرئتين عن طريق القلب الأيمن. بعد الاستنشاق ، يوجد الكثير من الأكسجين في الحويصلات الهوائية. ينتقل الأكسجين من مكان التركيز العالي ، أي الحويصلات الهوائية ، إلى المكان الأقل تركيزًا ، وهو الدم في الشعيرات الدموية.

فيما يتعلق بالغازات ، يُعرف الانتشار أيضًا باسم الضغوط الجزئية. كل غاز يمارس ضغطًا جزئيًا. يصف الضغط الجزئي نسبة الغاز في الضغط الكلي في خليط الغاز. تعمل الآن ضغوط جزئية مختلفة في الرئتين. يوجد ضغط جزئي مرتفع للأكسجين في الحويصلات الرئوية ، بينما الضغط الجزئي للأكسجين في الشعيرات الدموية منخفض نوعًا ما.

وهكذا ، يمر الأكسجين إلى الشعيرات الدموية الرئوية. يخلق هذا التبادل توازنًا بين ضغط O2 الجزئي في الحويصلات الهوائية وضغط O2 الجزئي في الأوعية المحيطة.

بالنسبة لثاني أكسيد الكربون (CO2) ، يوجد فرق ضغط جزئي في الاتجاه المعاكس. ينتشر ثاني أكسيد الكربون من الشعيرات الدموية الرئوية إلى الحويصلات الهوائية ثم يتم زفيره. في الدم ، يرتبط الأكسجين بالهيموجلوبين في خلايا الدم الحمراء. ثم ينتقل الدم الغني بالأكسجين من الرئتين إلى القلب الأيسر وينتشر في جميع أنحاء الجسم.

يلعب الضغط الجزئي أيضًا دورًا في امتصاص الأكسجين للخلايا الفردية. الضغط الجزئي لـ O2 في خلايا الجسم أقل منه في الأوعية الدموية الصغيرة التي تزود الخلايا. تمامًا كما هو الحال في الرئتين ، ينتشر الأكسجين الآن من الدم الغني بالأكسجين إلى الخلايا الفقيرة بالأكسجين.

الوظيفة والمهمة

بدون الأكسجين ، لا يمكن للبشر الوجود ، لذا فإن نقل الأكسجين وامتصاص الأكسجين أمران حيويان. لا يحتوي الأكسجين نفسه على أي طاقة ، ولكنه يخلق الظروف اللازمة لإنتاج الطاقة في خلايا الجسم. تُعرف هذه العملية أيضًا باسم التنفس الهوائي أو التنفس الخلوي. يحدث في الميتوكوندريا في الخلية.

الميتوكوندريا هي عضيات خلوية. بسبب وظيفتها ، تُعرف أيضًا باسم محطات توليد الطاقة في الخلية. لتوليد الطاقة ، تحتاج الميتوكوندريا إلى الأكسجين والجلوكوز ، أي السكر. من خلال عمليات التمثيل الغذائي المختلفة داخل مصفوفة الميتوكوندريا ، يتم الحصول على الطاقة في شكل أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) من السكر والأكسجين.

يتم التنفس الخلوي في أربع خطوات: تحلل السكر ونزع الكربوكسيل المؤكسد ودورة حامض الستريك وسلسلة الجهاز التنفسي. باستثناء تحلل السكر ، تتطلب جميع العمليات الأكسجين لتعمل بسلاسة. ATP هو ناقل طاقة عالمي وقبل كل شيء مباشر. تشير التقديرات إلى أن كل خلية في الجسم تستخدم 10 ملايين جزيء ATP كل ثانية.

المنتجات الثانوية لتنفس الخلية هي الماء وثاني أكسيد الكربون. يمكن الحصول على حوالي 32 جزيء ATP من جزيء واحد من سكر العنب تحت تأثير الأكسجين. يمكن أيضًا الحصول على الطاقة على شكل ATP في ظل الظروف اللاهوائية. ومع ذلك ، يتم إنتاج اللاكتات هناك كمنتج نفايات. هذا يمكن أن يؤدي إلى أعراض التعب ، وخاصة في الأنسجة العضلية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن توازن جزيئين من ATP لكل جزيء جلوكوز سيء نوعًا ما.

يمكنك العثور على أدويتك هنا

الامراض والاعتلالات

مع أمراض الرئة المزمنة ، يتم تقييد امتصاص الأكسجين في الرئتين بشدة. غالبًا ما يكون انتفاخ الرئة نتيجة لمرض الانسداد الرئوي المزمن (COPD). بسبب الانسداد المزمن في الشعب الهوائية ، يبقى الهواء في الحويصلات الهوائية عند الزفير. هذا يؤدي في النهاية إلى تضخم مفرط في الحويصلات الهوائية. يتم تدمير الجدران الفاصلة بين الحويصلات الفردية وتشكل مساحة هوائية كبيرة داخل الرئتين. لم يعد تبادل الغازات ممكنًا هنا وبالتالي يتم منع امتصاص الأكسجين. يعاني مرضى انتفاخ الرئة من ضيق في التنفس وزراق ، أي تلون الجلد والأغشية المخاطية باللون الأزرق.

إذا تم تحويل أنسجة الرئة الوظيفية إلى نسيج ضام ، يتحدث المرء عن تليف رئوي. يمكن أن يحدث هذا ، على سبيل المثال ، بسبب أمراض المناعة الذاتية أو التعرض للأسبستوس.يتشكل النسيج الضام بين الحويصلات الهوائية والشعيرات الدموية الرئوية. هذا يعيق امتصاص الأكسجين. تتمثل أعراض التليف الرئوي في ضيق التنفس وضعف المرونة والسعال المستمر.

قد تتطلب أمراض الرئة الحادة مثل التليف المتقدم أو انتفاخ الرئة المتقدم علاجًا بالأكسجين لتعويض نقص الأكسجين.

ومع ذلك ، حتى مع وجود رئتين سليمتين ، واستنشاق طبيعي ومحتوى أكسجين طبيعي في الهواء ، يمكن أن يحدث نقص في الأكسجين. السبب هنا هو نقص قدرة خلايا الدم الحمراء على الامتصاص بسبب فقر الدم. يصل الأكسجين إلى الدم من الحويصلات الهوائية ولكن لا يمكنه الارتباط بخلايا الدم الحمراء. الأمر نفسه ينطبق على التسمم بأول أكسيد الكربون. يرتبط الغاز بالهيموجلوبين ، مما يسد المساحة التي ستشغلها جزيئات الأكسجين. يمكن أن يكون التسمم بأول أكسيد الكربون قاتلاً في غضون فترة زمنية قصيرة جدًا.