साँस लेने की प्रक्रिया के चरण. रक्त द्वारा गैसों का परिवहन

फेफड़ों से ऊतकों तक O2 और ऊतकों से फेफड़ों तक CO2 का वाहक रक्त है। रक्त प्लाज्मा में घुली हुई अवस्था में, थोड़ी श्वसन गैसें स्थानांतरित होती हैं। 6 इनका परिवहन मुख्यतः बंधी अवस्था में किया जाता है।

ऑक्सीजन का परिवहन. रक्त में घुली ऑक्सीजन की मात्रा 0.03 मिली प्रति 1 लीटर रक्त/एमएमएचजी है। कला। धमनी रक्त में, Po2 = 100 mmHg. कला।, इसलिए, 1 लीटर में केवल 3 मिलीलीटर घुलित ऑक्सीजन का परिवहन किया जाता है।

O2 का मुख्य भाग रक्त द्वारा हीमोग्लोबिन के साथ एक रासायनिक यौगिक के रूप में पहुँचाया जाता है - ऑक्सीहीमोग्लोबिन: Hb + O2 → HbO2। इस तथ्य के कारण कि हीमोग्लोबिन में 4 सबयूनिट होते हैं, 1 मोल हीमोग्लोबिन 4 मोल O2 को बांध सकता है। इसका मतलब यह है कि 1 ग्राम एचबी में 1.34 मिली ओ2 (हफनर नंबर) जुड़ता है। हफ़नर संख्या (1.34) और रक्त में एचआईवी हीमोग्लोबिन की मात्रा (150 ग्राम) जानकर, हम गणना कर सकते हैं रक्त ऑक्सीजन क्षमता(KEK), जो होगा: 1.34 मिली O2 150 = 200 मिली O2/l. KEK O2 की अधिकतम मात्रा है जो हीमोग्लोबिन के ऑक्सीजन से पूरी तरह संतृप्त होने पर रक्त को बांध सकती है।

हालाँकि, प्राकृतिक परिस्थितियों में, हीमोग्लोबिन पूरी तरह से ऑक्सीजन युक्त नहीं होता है। सामूहिक क्रिया के नियम के अनुसार, ऑक्सीजन के साथ हीमोग्लोबिन की संतृप्ति (% में) रक्त में ऑक्सीजन तनाव (Po2) पर निर्भर करती है। ग्राफिक रूप से यह निर्भरता तथाकथित द्वारा परिलक्षित होती है ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र,वह एस-आकार (चित्र 11.14)। Hb अणु में O2 के साथ पहले हीम के संयोजन से O2 के लिए दूसरे हीम की आत्मीयता बढ़ जाती है, और दूसरे के ऑक्सीजनीकरण से तीसरे की आत्मीयता बढ़ जाती है और इसी तरह, इसलिए, चौथे O2 अणु के लिए Hb की आत्मीयता कई है पहले की तुलना में कई गुना अधिक।

जब O2 वोल्टेज 0 होता है, तो रक्त में कम हीमोग्लोबिन मौजूद होता है - डीऑक्सीहीमोग्लोबिन। O2 तनाव में वृद्धि के साथ ऑक्सीहीमोग्लोबिन की मात्रा में भी वृद्धि होती है, लेकिन यह वृद्धि रैखिक नहीं, बल्कि S-आकार की होती है। ऑक्सीहीमोग्लोबिन की सांद्रता विशेष रूप से तेज़ी से बढ़ती है जब Po2 10 से 40 मिमी Hg तक बढ़ जाता है। कला। Po2 के साथ 60 मिमी Hg के बराबर। कला। ऑक्सीहीमोग्लोबिन 90% तक पहुँच जाता है। Po2 में और वृद्धि के साथ, रक्त में हीमोग्लोबिन की संतृप्ति बहुत धीमी गति से होती है और पृथक्करण वक्र तीव्र वृद्धि से सपाट वृद्धि की ओर बढ़ता है।

सपाट भाग इंगित करता है कि इन परिस्थितियों में ऑक्सीहीमोग्लोबिन की सामग्री ऑक्सीजन तनाव (पीओ 2) और साँस और वायुकोशीय हवा में इसके आंशिक दबाव पर बहुत कम निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, 2 किमी की ऊंचाई तक बढ़ने पर, वायुमंडलीय दबाव 760 से 600 मिमी एचजी तक कम हो जाता है। कला।, और ऑक्सीहीमोग्लोबिन की सामग्री - 3% तक। इस प्रकार, पृथक्करण वक्र का सपाट हिस्सा प्रेरित हवा में आंशिक दबाव में मामूली कमी के बावजूद, अधिक 02 को बांधने की क्षमता को दर्शाता है।

ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र के मध्य भाग की तीव्र ढलान ऊतकों को ऑक्सीजन जारी करने के लिए अनुकूल स्थिति का संकेत देती है। यदि अंगों को ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है, तो धमनी रक्त में Po2 में महत्वपूर्ण परिवर्तन के अभाव में भी इसे पर्याप्त मात्रा में जारी किया जाना चाहिए। विश्राम के समय, केशिका के शिरापरक सिरे पर Po2 40 mmHg होता है। कला। (5.3 केपीए), जो 73 से मेल खाता है % संतृप्ति (चित्र 11.14 देखें)।

चावल। 11.14. सामान्य ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र - लाल रेखा, और ऑक्सीजन से संबंधित कारकों के प्रभाव में - भूरा और नीला.ऊपर के तीर ऑपरेटिंग कारकों के परिमाण में वृद्धि का संकेत देते हैं, नीचे के तीर उनकी कमी का संकेत देते हैं। ऑक्सीजन के लिए हीमोग्लोबिन की आत्मीयता को प्रभावित करने वाले कारक हैं: pH, Pco2, तापमान, 2,3-डिफॉस्फोग्लिसरेट (2,3-DPG), HbF की सांद्रता

ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र का दाईं ओर खिसकना।पीएच में कमी, Pco2 में वृद्धि, रक्त के तापमान में वृद्धि, 2,3-DPG की एरिथ्रोसाइट्स में एकाग्रता में वृद्धि वक्र को दाईं ओर स्थानांतरित कर देती है - इसका मतलब है कि उसी Po2 पर, ऑक्सीहीमोग्लोबिन का पृथक्करण बढ़ जाता है: Hb + 02 "- Hb02। यह उन केशिकाओं में होता है जो शारीरिक कार्य के दौरान मांसपेशियों में रक्त लाते हैं, जब pH कम हो जाता है, Pco2 बढ़ जाता है, और रक्त का तापमान बढ़ जाता है।

लाल रक्त कोशिकाएं 2,3-डीपीजी से भरपूर होती हैं, जो ग्लाइकोलाइसिस का एक उत्पाद है। यह एक उच्च विनिमय आयन है जो डीऑक्सीहीमोग्लोबिन की β श्रृंखला से जुड़ता है। डीऑक्सीहीमोग्लोबिन का एक मोल 2,3-DPG के 1 मोल को बांधता है: HbO2 + 2.3-DPG → Hb-2,3-DPG + O2।

एरिथ्रोसाइट्स में 2.3-डीपीजी की सांद्रता को प्रभावित करने वाले कारकों में पीएच शामिल है। चूंकि एसिडोसिस एरिथ्रोसाइट्स में ग्लाइकोलाइसिस को रोकता है, पीएच कम होने पर 2,3-डीपीजी की एकाग्रता कम हो जाती है। हाइपोक्सिया के दौरान, ग्लाइकोलाइसिस की तीव्रता बढ़ जाती है और, तदनुसार, 2,3-डीपीजी की एकाग्रता बढ़ जाती है, जो ऑक्सीहीमोग्लोबिन के पृथक्करण में वृद्धि में योगदान करती है। ऐसे परिवर्तन तब होते हैं जब कोई व्यक्ति उच्च पर्वतीय क्षेत्रों में हाइपोक्सिया के अनुकूल ढल जाता है।

भ्रूण हीमोग्लोबिन - भ्रूण हीमोग्लोबिन (एचबीएफ) में वयस्क हीमोग्लोबिन - एचबीए की तुलना में ऑक्सीजन के लिए अधिक आकर्षण होता है, जो मां से भ्रूण तक ऑक्सीजन के प्रवाह को सुविधाजनक बनाता है।

ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र का बाईं ओर खिसकना।पीएच में वृद्धि, Pco2 में कमी, तापमान और 2,3-DPG की सांद्रता के साथ, ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र बाईं ओर स्थानांतरित हो जाता है; इसका मतलब यह है कि शरीर की कोशिकाओं में कम ऑक्सीजन फैलती है।

CO7 का परिवहन. रक्त द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड का परिवहन इस रूप में किया जाता है:

■ भौतिक रूप से घुलित (CO2) और कार्बोनिक एसिड (H7C03) के रूप में - 12%;

■ कार्बामिक यौगिक (NHCOOH), सरलीकृत - कार्बोहीमोग्लोबिन 11%;

■ एरिथ्रोसाइट्स में बाइकार्बोनेट आयन - 27%;

■ शेष - 50% HCO3- के रूप में प्लाज्मा में घुल जाता है।

ऊतक केशिकाओं में प्रवेश करने वाले धमनी रक्त में CO2 तनाव 40 mmHg है। कला। चयापचय के परिणामस्वरूप, कोशिकाओं में CO2 की एक महत्वपूर्ण मात्रा (Pco2 - 70 मिमी Hg) बनती है, जो वोल्टेज प्रवणता के कारण रक्त प्लाज्मा और एरिथ्रोसाइट्स में फैल जाती है।

एरिथ्रोसाइट्स में, अधिकांश CO2 पानी से बंध जाता है और, एंजाइम कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ के प्रभाव में, कार्बोनिक एसिड CO2 + H2O = H2CO3 बनता है, जो हाइड्रोजन आयन और बाइकार्बोनेट H2CO3 → H + + HCO 3 में टूट जाता है। HCO3 गुजरता है क्लोरीन आयन (क्लोराइड शिफ्ट) के बदले में प्लाज्मा में (चित्र 11.15)। H+ आयन कम Hb (डीऑक्सीहीमोग्लोबिन) से जुड़ता है, जिससे एक कमजोर एसिड HHb बनता है, जो CO2 के साथ जुड़ता है।

साथ ही, ऑक्सीजन शरीर की कोशिकाओं में फैलती है, रक्त में CO2 के प्रसार को बढ़ावा देती है, क्योंकि डीऑक्सीहीमोग्लोबिन ऑक्सीहीमोग्लोबिन की तुलना में एक कमजोर एसिड है और अधिक हाइड्रोजन आयन संलग्न कर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप पृथक्करण की डिग्री बढ़ जाती है H2CO3 → H + + HCO 3, रक्त में CO2 के परिवहन को बढ़ाता है "यू (हाल्डेन प्रभाव)।

प्लाज्मा में, HCO3- धनायनों के साथ परस्पर क्रिया करता है और कार्बोनिक एसिड लवण (NaHCO3) बनाता है, जो फुफ्फुसीय केशिकाओं में ले जाया जाता है।

लाल रक्त कोशिकाओं में CO2 का एक छोटा सा हिस्सा हीमोग्लोबिन अणु के ग्लोबिन भाग के टर्मिनल अमीनो समूहों के साथ मिलकर एक कार्बामेट यौगिक बनाता है: HbNH2 + CO2 = HbNHCOOH + H +। इसके अलावा, रक्त प्लाज्मा प्रोटीन के साथ कार्बामाइन यौगिक कम मात्रा में बनते हैं।

फेफड़ों में, सभी प्रतिक्रियाएँ दूसरी तरह से होती हैं। HCO3-Cl-आयनों के बदले लाल रक्त कोशिकाओं में प्रवेश करता है। H+ आयन HCO3- आयनों के साथ मिलकर H2CO3 बनाते हैं, जो कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ द्वारा CO2 और H2O में टूट जाता है। कार्बन डाइऑक्साइड एल्वियोली में फैल जाती है और बाहर निकल जाती है।

साँस लेना शरीर का सबसे महत्वपूर्ण कार्य है; यह कोशिकाओं, सेलुलर श्वसन में रेडॉक्स प्रक्रियाओं के इष्टतम स्तर के रखरखाव को सुनिश्चित करता है।

विशिष्ट अंग (नाक, फेफड़े, डायाफ्राम, हृदय) और कोशिकाएं (लाल रक्त कोशिकाएं, तंत्रिका कोशिकाएं, रक्त वाहिकाओं के केमोरिसेप्टर और मस्तिष्क की तंत्रिका कोशिकाएं जो श्वसन केंद्र बनाती हैं) श्वसन प्रक्रिया को सुनिश्चित करने में शामिल होती हैं।

परंपरागत रूप से, श्वसन प्रक्रिया को तीन मुख्य चरणों में विभाजित किया जा सकता है: बाह्य श्वसन, रक्त द्वारा गैसों (ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड) का परिवहन (फेफड़ों और कोशिकाओं के बीच) और ऊतक श्वसन (कोशिकाओं में विभिन्न पदार्थों का ऑक्सीकरण)।

बाह्य श्वास- शरीर और आसपास की वायुमंडलीय हवा के बीच गैस विनिमय।

रक्त द्वारा गैसों का परिवहन. ऑक्सीजन का मुख्य वाहक हीमोग्लोबिन है, एक प्रोटीन जो लाल रक्त कोशिकाओं के अंदर पाया जाता है। हीमोग्लोबिन 20% तक कार्बन डाइऑक्साइड का परिवहन भी करता है।

ऊतक या आंतरिक श्वसन. इस प्रक्रिया को दो भागों में विभाजित किया जा सकता है: रक्त और ऊतकों के बीच गैसों का आदान-प्रदान, कोशिकाओं द्वारा ऑक्सीजन की खपत और कार्बन डाइऑक्साइड (इंट्रासेल्युलर, अंतर्जात श्वसन) की रिहाई।

यह स्पष्ट है कि स्वास्थ्य की स्थिति श्वसन क्रिया की स्थिति से निर्धारित होती है, और शरीर की आरक्षित क्षमताएं, स्वास्थ्य का आरक्षित, श्वसन प्रणाली की आरक्षित क्षमताओं पर निर्भर करती हैं।

रक्त द्वारा गैसों का परिवहन

शरीर में ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड का परिवहन रक्त द्वारा होता है। वायुकोशीय वायु से रक्त में आने वाली ऑक्सीजन लाल रक्त कोशिकाओं के हीमोग्लोबिन से जुड़ जाती है, तथाकथित ऑक्सीहीमोग्लोबिन बनाती है, और इस रूप में ऊतकों तक पहुंचाई जाती है। ऊतक केशिकाओं में, ऑक्सीजन विभाजित हो जाती है और ऊतक में चली जाती है, जहां यह ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं में शामिल होती है। मुक्त हीमोग्लोबिन हाइड्रोजन को बांधता है और तथाकथित कम हीमोग्लोबिन में बदल जाता है। ऊतकों में उत्पन्न कार्बन डाइऑक्साइड रक्त में प्रवेश करती है और लाल रक्त कोशिकाओं में प्रवेश करती है। फिर कार्बन डाइऑक्साइड का कुछ हिस्सा कम हीमोग्लोबिन के साथ मिलकर तथाकथित कार्बेमोग्लोबिन बनाता है, और इस रूप में कार्बन डाइऑक्साइड फेफड़ों तक पहुंचाया जाता है। हालाँकि, लाल रक्त कोशिकाओं में अधिकांश कार्बन डाइऑक्साइड एंजाइम कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ की भागीदारी से बाइकार्बोनेट में परिवर्तित हो जाता है, जो प्लाज्मा में गुजरता है और फेफड़ों में ले जाया जाता है। फुफ्फुसीय केशिकाओं में, एक विशेष एंजाइम की मदद से बाइकार्बोनेट टूट जाते हैं और कार्बन डाइऑक्साइड निकलता है। हीमोग्लोबिन से भी कार्बन डाइऑक्साइड अलग हो जाता है। कार्बन डाइऑक्साइड वायुकोशीय हवा में प्रवेश करती है और साँस छोड़ने वाली हवा के साथ बाहरी वातावरण में चली जाती है।

3....पौधे को बाहरी और आंतरिक पर्यावरणीय कारकों के प्रभाव से बचाने की प्रक्रिया की विशेषताएं। जन्मजात रक्षा तंत्र: बिना शर्त सुरक्षात्मक सजगता, त्वचा और श्लेष्मा झिल्ली के अवरोधक कार्य, अनुकूलन सिंड्रोम

त्वचा का शरीर के सभी अंगों और प्रणालियों से गहरा संबंध होता है। यह कई महत्वपूर्ण कार्य करता है, जिनमें प्रमुख हैं सुरक्षात्मक, श्वसन, अवशोषण, उत्सर्जन और रंग-निर्माण। इसके अलावा, त्वचा शरीर की संवहनी प्रतिक्रियाओं, थर्मोरेग्यूलेशन, चयापचय प्रक्रियाओं और न्यूरो-रिफ्लेक्स प्रतिक्रियाओं में भाग लेती है।

सुरक्षात्मक कार्यत्वचा बहुत विविध है. बाहरी जलन से यांत्रिक सुरक्षा घने स्ट्रेटम कॉर्नियम द्वारा प्रदान की जाती है, विशेष रूप से हथेलियों और तलवों पर। इन गुणों के लिए धन्यवाद, त्वचा यांत्रिक प्रभावों - दबाव, चोट, आँसू, आदि का विरोध करने में सक्षम है।

त्वचा काफी हद तक शरीर को विकिरण के संपर्क से बचाती है।इन्फ्रारेड किरणें स्ट्रेटम कॉर्नियम द्वारा लगभग पूरी तरह से अवरुद्ध होती हैं, और पराबैंगनी किरणें आंशिक रूप से अवरुद्ध होती हैं। एपिडर्मिस में गहराई से प्रवेश करके, यूवी किरणें रंगद्रव्य के उत्पादन को उत्तेजित करती हैं - मेलेनिन, यूवी किरणों को अवशोषित करता है और इस प्रकार कोशिकाओं को अतिरिक्त विकिरण और सूर्यातप (सौर विकिरण के संपर्क में) के हानिकारक प्रभावों से बचाता है।

से सुरक्षा में रासायनिक उत्तेजकस्ट्रेटम कॉर्नियम का केराटिन एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। त्वचा में इलेक्ट्रोलाइट्स, गैर-इलेक्ट्रोलाइट्स और पानी के प्रवेश में मुख्य बाधा पारदर्शी परत और कोलेस्ट्रॉल से भरपूर स्ट्रेटम कॉर्नियम का सबसे गहरा हिस्सा है।

सूक्ष्मजीवों से सुरक्षात्वचा के जीवाणुनाशक गुणों द्वारा सुनिश्चित किया गया। स्वस्थ मानव त्वचा की सतह पर विभिन्न सूक्ष्मजीवों की संख्या 115 हजार से 32 मिलियन प्रति 1 सेमी वर्ग तक होती है। अक्षुण्ण त्वचा सूक्ष्मजीवों के लिए अभेद्य होती है।

अनुकूलीसिंड्रोम - तनाव के तहत मानव या पशु शरीर (मुख्य रूप से अंतःस्रावी तंत्र) की सुरक्षात्मक प्रतिक्रियाओं का एक सेट। अनुकूलन सिंड्रोम में, चिंता (सुरक्षात्मक बलों का जुटाना), प्रतिरोध (कठिन परिस्थिति में अनुकूलन), थकावट (गंभीर और लंबे समय तक तनाव के साथ इसका परिणाम मृत्यु हो सकता है) के चरण होते हैं। अनुकूलन सिंड्रोम और तनाव की अवधारणाओं को जी. सेली द्वारा सामने रखा गया था।

अनुकूलन सिंड्रोम के विकास में तीन चरण होते हैं:

अवस्था चिंता: कई घंटों से लेकर दो दिनों तक रहता है। इसमें दो चरण शामिल हैं - शॉक और एंटी-शॉक (बाद के दौरान, शरीर की रक्षा प्रतिक्रियाएं सक्रिय होती हैं)।

मंच पर प्रतिरोधविभिन्न प्रभावों के प्रति शरीर की प्रतिरोधक क्षमता बढ़ जाती है। दूसरा चरण या तो स्थिरीकरण की ओर ले जाता है या अंतिम चरण - थकावट द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है।

अवस्था थकावट: रक्षात्मक प्रतिक्रियाएं कमजोर हो जाती हैं, शरीर और मानस स्वयं थक जाते हैं।

अनुकूलन सिंड्रोम के शारीरिक लक्षण भी होते हैं: अधिवृक्क प्रांतस्था का बढ़ना, थाइमस ग्रंथि, प्लीहा और लिम्फ नोड्स में कमी, क्षय प्रक्रियाओं की प्रबलता के साथ चयापचय संबंधी विकार।

टिकट 27

हृदय चक्र

हृदय का यांत्रिक कार्य उसके मायोकार्डियम के संकुचन से जुड़ा होता है। दाएं वेंट्रिकल का कार्य बाएं वेंट्रिकल के कार्य से तीन गुना कम होता है।

यांत्रिक दृष्टिकोण से, हृदय लयबद्ध क्रिया का एक पंप है, जो वाल्व तंत्र द्वारा सुगम होता है। हृदय के लयबद्ध संकुचन और विश्राम निरंतर रक्त प्रवाह सुनिश्चित करते हैं। हृदय की मांसपेशी का संकुचन कहलाता है धमनी का संकुचन, उसका विश्राम - पाद लंबा करना. प्रत्येक वेंट्रिकुलर सिस्टोल के साथ, रक्त हृदय से महाधमनी और फुफ्फुसीय ट्रंक में धकेल दिया जाता है।

सामान्य परिस्थितियों में, सिस्टोल और डायस्टोल समय में स्पष्ट रूप से समन्वित होते हैं। यह वह अवधि है जिसमें हृदय का एक संकुचन और उसके बाद शिथिलीकरण शामिल है हृदय चक्र. एक वयस्क में इसकी अवधि 0.8 सेकंड है और संकुचन की आवृत्ति 70 - 75 बार प्रति मिनट है। प्रत्येक चक्र की शुरुआत आलिंद सिस्टोल है। यह 0.1 सेकंड तक चलता है। आलिंद सिस्टोल के अंत में, आलिंद डायस्टोल शुरू होता है, साथ ही वेंट्रिकुलर सिस्टोल भी। वेंट्रिकुलर सिस्टोल 0.3 सेकंड तक रहता है। सिस्टोल के समय निलय में रक्तचाप बढ़ जाता है। वेंट्रिकुलर सिस्टोल के अंत में, एक सामान्य विश्राम चरण शुरू होता है, जो 0.4 सेकंड तक चलता है। सामान्य तौर पर, अटरिया की विश्राम अवधि 0.7 सेकंड है, और निलय की विश्राम अवधि 0.5 सेकंड है। विश्राम अवधि का शारीरिक महत्व यह है कि इस दौरान मायोकार्डियम में कोशिकाओं और रक्त के बीच चयापचय प्रक्रियाएं होती हैं, यानी हृदय की मांसपेशियों का प्रदर्शन बहाल हो जाता है।

2...श्वसन अंगों की सामान्य विशेषताएं: नाक गुहा

साँस लेने का मुख्य कार्य मानव ऊतकों को ऑक्सीजन प्रदान करना और उन्हें कार्बन डाइऑक्साइड से मुक्त करना है। श्वसन प्रणाली में, ऐसे अंगों को प्रतिष्ठित किया जाता है जो वायु-संचालन (नाक गुहा, नासोफरीनक्स, स्वरयंत्र, श्वासनली, ब्रांकाई) और श्वसन या गैस विनिमय कार्य (फेफड़े) करते हैं।

नाक का छेद

बाहरी नाक और नासिका गुहा में अंतर है। बाहरी नाक के कारण नासिका गुहा का आयतन बढ़ जाता है। नाक गुहा को ऊर्ध्वाधर नाक सेप्टम द्वारा दो सममित हिस्सों में विभाजित किया जाता है, जो सामने से बाहरी नाक के माध्यम से बाहरी वातावरण के साथ संचार करते हैं नथुने, और पीछे - नासॉफिरैन्क्स का उपयोग करते हुए जोन. इस गुहा की पार्श्व दीवारों पर हैं टरबाइन करता है, नासिका गुहा के प्रत्येक आधे भाग को नासिका मार्ग द्वारा विभाजित करना। निचला नासिका मार्ग खुलता है नासोलैक्रिमल वाहिनी, जिसके माध्यम से एक निश्चित मात्रा में आंसू द्रव नाक गुहा में छोड़ा जाता है। नाक गुहा की दीवारें सिलिअटेड एपिथेलियम द्वारा निर्मित श्लेष्मा झिल्ली से पंक्तिबद्ध होती हैं।

नाक गुहा ऊपरी श्वसन पथ का एक विशेष खंड है, क्योंकि यहां साँस की हवा को श्वसन पथ के माध्यम से आगे बढ़ने के लिए तैयार किया जाता है और विशेष उपचार के अधीन किया जाता है:

· शरीर के तापमान तक गर्म या ठंडा होता है;

· नाक के म्यूकोसा में पाए जाने वाले बलगम से गीला होना;

· साफ और कीटाणुरहित: बलगम श्लेष्मा झिल्ली पर जमने वाले धूल के कणों को ढक लेता है; बलगम में एक जीवाणुनाशक पदार्थ होता है - लाइसोजाइम, जिसकी मदद से रोगजनक बैक्टीरिया नष्ट हो जाते हैं;

· रासायनिक नियंत्रण के अधीन है: नाक गुहा के ऊपरी भाग की श्लेष्मा झिल्ली में होते हैं घ्राण रिसेप्टर्स.

नासिका गुहा में सहायक गुहाएँ होती हैं परानसल साइनसखोपड़ी की वायु धारण करने वाली हड्डियों में स्थित: ऊपरी जबड़े में दाढ़ की हड्डी साइनस, ललाट की हड्डी में - फ्रंटल (ललाट) साइनस, और स्फेनॉइड और एथमॉइड हड्डियों में अतिरिक्त गुहाएं भी होती हैं। इन साइनस की श्लेष्मा झिल्ली की सूजन गंभीर बीमारियों का कारण बनती है साइनसाइटिस और फ्रंटल साइनसाइटिस.

हमने विस्तार से देखा कि हवा फेफड़ों में कैसे जाती है। अब देखते हैं आगे उनका क्या होता है.

संचार प्रणाली

हम इस तथ्य पर सहमत हुए कि वायुमंडलीय हवा में ऑक्सीजन एल्वियोली में प्रवेश करती है, जहां से, उनकी पतली दीवार के माध्यम से, प्रसार के माध्यम से यह केशिकाओं में गुजरती है, एल्वियोली को एक घने नेटवर्क में उलझा देती है। केशिकाएं फुफ्फुसीय नसों से जुड़ती हैं, जो ऑक्सीजन युक्त रक्त को हृदय तक, या अधिक सटीक रूप से उसके बाएं आलिंद तक ले जाती हैं। हृदय एक पंप की तरह काम करता है, पूरे शरीर में रक्त पंप करता है। बाएं आलिंद से, ऑक्सीजन युक्त रक्त बाएं वेंट्रिकल में जाएगा, और वहां से यह प्रणालीगत परिसंचरण के माध्यम से अंगों और ऊतकों तक जाएगा। शरीर की केशिकाओं में ऊतकों के साथ पोषक तत्वों का आदान-प्रदान करने, ऑक्सीजन छोड़ने और कार्बन डाइऑक्साइड लेने से, रक्त नसों में इकट्ठा होता है और हृदय के दाहिने आलिंद में प्रवेश करता है, और प्रणालीगत परिसंचरण बंद हो जाता है। वहां से एक छोटा वृत्त शुरू होता है.

छोटा वृत्त दाएं वेंट्रिकल में शुरू होता है, जहां से फुफ्फुसीय धमनी रक्त को फेफड़ों में ऑक्सीजन के साथ "चार्ज" करती है, शाखाओं में बंटती है और एक केशिका नेटवर्क के साथ एल्वियोली को उलझाती है। यहां से फिर - फुफ्फुसीय नसों के साथ बाएं आलिंद तक और इसी तरह अनंत काल तक। इस प्रक्रिया की प्रभावशीलता की कल्पना करने के लिए, कल्पना करें कि पूर्ण रक्त परिसंचरण का समय केवल 20-23 सेकंड है। इस समय के दौरान, रक्त की मात्रा प्रणालीगत और फुफ्फुसीय परिसंचरण दोनों को पूरी तरह से "परिचालित" करने में सफल होती है।

रक्त जैसे सक्रिय रूप से बदलते वातावरण को ऑक्सीजन से संतृप्त करने के लिए, निम्नलिखित कारकों को ध्यान में रखा जाना चाहिए:

साँस की हवा में ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा (वायु संरचना)

वायुकोशीय वेंटिलेशन की प्रभावशीलता (संपर्क क्षेत्र जहां रक्त और वायु के बीच गैसों का आदान-प्रदान होता है)

वायुकोशीय गैस विनिमय की दक्षता (पदार्थों और संरचनाओं की दक्षता जो रक्त संपर्क और गैस विनिमय सुनिश्चित करती है)

साँस ली गई, छोड़ी गई और वायुकोशीय वायु की संरचना

सामान्य परिस्थितियों में, एक व्यक्ति वायुमंडलीय हवा में सांस लेता है जिसकी संरचना अपेक्षाकृत स्थिर होती है। साँस छोड़ने वाली हवा में हमेशा कम ऑक्सीजन और अधिक कार्बन डाइऑक्साइड होती है। वायुकोशीय वायु में सबसे कम ऑक्सीजन और सबसे अधिक कार्बन डाइऑक्साइड होती है। वायुकोशीय और निःश्वसन वायु की संरचना में अंतर को इस तथ्य से समझाया गया है कि वायुकोशिका मृत वायु और वायुकोशीय वायु का मिश्रण है।

वायुकोशीय वायु शरीर का आंतरिक गैस वातावरण है। धमनी रक्त की गैस संरचना इसकी संरचना पर निर्भर करती है। नियामक तंत्र वायुकोशीय वायु की संरचना की स्थिरता को बनाए रखते हैं, जो शांत श्वास के दौरान साँस लेने और छोड़ने के चरणों पर बहुत कम निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, साँस लेने के अंत में CO2 सामग्री साँस छोड़ने के अंत की तुलना में केवल 0.2-0.3% कम है, क्योंकि प्रत्येक साँस लेने के साथ वायुकोशीय वायु का केवल 1/7 भाग नवीनीकृत होता है।

इसके अलावा, साँस लेने या छोड़ने के चरणों की परवाह किए बिना, फेफड़ों में गैस का आदान-प्रदान लगातार होता रहता है, जो वायुकोशीय वायु की संरचना को बराबर करने में मदद करता है। गहरी साँस लेने के साथ, फेफड़ों के वेंटिलेशन की दर में वृद्धि के कारण, साँस लेने और छोड़ने पर वायुकोशीय वायु की संरचना की निर्भरता बढ़ जाती है। यह याद रखना चाहिए कि वायु प्रवाह के "अक्ष पर" और उसके "पक्ष" पर गैसों की सांद्रता भी भिन्न होगी: "अक्ष के साथ" हवा की गति तेज होगी और संरचना की संरचना के करीब होगी वायुमंडलीय वायु. फेफड़ों के शीर्ष के क्षेत्र में, एल्वियोली डायाफ्राम से सटे फेफड़ों के निचले हिस्सों की तुलना में कम कुशलता से हवादार होते हैं।

वायुकोशीय वेंटिलेशन

वायु और रक्त के बीच गैस का आदान-प्रदान एल्वियोली में होता है। फेफड़ों के अन्य सभी घटक केवल इस स्थान पर हवा पहुंचाने का काम करते हैं। इसलिए, फेफड़ों के वेंटिलेशन की कुल मात्रा महत्वपूर्ण नहीं है, बल्कि एल्वियोली के वेंटिलेशन की मात्रा महत्वपूर्ण है। मृत स्थान वेंटिलेशन की मात्रा के हिसाब से यह फेफड़ों के वेंटिलेशन से कम है। तो, श्वसन की एक मिनट की मात्रा 8000 मिलीलीटर के बराबर और श्वसन दर 16 प्रति मिनट के साथ, मृत स्थान वेंटिलेशन 150 मिलीलीटर x 16 = 2400 मिलीलीटर होगा। एल्वियोली का वेंटिलेशन 8000 मिली - 2400 मिली = 5600 मिली के बराबर होगा। 8000 मिली की समान मिनट की श्वसन मात्रा और 32 प्रति मिनट की श्वसन दर के साथ, मृत स्थान वेंटिलेशन 150 मिली x 32 = 4800 मिली होगा, और वायुकोशीय वेंटिलेशन 8000 मिली - 4800 मिली = 3200 मिली, यानी। पहले मामले की तुलना में आधा होगा। यह संकेत करता है पहला व्यावहारिक निष्कर्षवायुकोशीय वेंटिलेशन की प्रभावशीलता सांस लेने की गहराई और आवृत्ति पर निर्भर करती है।

फेफड़ों के वेंटिलेशन की मात्रा को शरीर द्वारा इस तरह से नियंत्रित किया जाता है ताकि वायुकोशीय वायु की निरंतर गैस संरचना सुनिश्चित हो सके। इस प्रकार, वायुकोशीय वायु में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता में वृद्धि के साथ, श्वसन की सूक्ष्म मात्रा बढ़ जाती है, और कमी के साथ यह घट जाती है। हालाँकि, इस प्रक्रिया के नियामक तंत्र एल्वियोली में स्थित नहीं हैं। श्वास की गहराई और आवृत्ति को श्वसन केंद्र द्वारा रक्त में ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा के बारे में जानकारी के आधार पर नियंत्रित किया जाता है।

एल्वियोली में गैसों का आदान-प्रदान

फेफड़ों में गैस का आदान-प्रदान वायुकोशीय वायु से ऑक्सीजन के रक्त में (लगभग 500 लीटर प्रति दिन) और रक्त से कार्बन डाइऑक्साइड के वायुकोशीय वायु में (लगभग 430 लीटर प्रति दिन) प्रसार के परिणामस्वरूप होता है। वायुकोशीय वायु और रक्त में इन गैसों के दबाव में अंतर के कारण प्रसार होता है।

प्रसार पदार्थ के कणों की तापीय गति के कारण संपर्क पदार्थों का एक दूसरे में पारस्परिक प्रवेश है। प्रसार किसी पदार्थ की सांद्रता को कम करने की दिशा में होता है और इसके द्वारा व्याप्त संपूर्ण आयतन में पदार्थ का एक समान वितरण होता है। इस प्रकार, रक्त में ऑक्सीजन की कम सांद्रता वायु-रक्त (एरोहेमेटिक) बाधा की झिल्ली के माध्यम से इसके प्रवेश की ओर ले जाती है, रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड की अत्यधिक सांद्रता वायुकोशीय वायु में इसकी रिहाई की ओर ले जाती है। शारीरिक रूप से, वायु-रक्त अवरोध को फुफ्फुसीय झिल्ली द्वारा दर्शाया जाता है, जिसमें बदले में, केशिका एंडोथेलियल कोशिकाएं, दो मुख्य झिल्ली, स्क्वैमस वायुकोशीय उपकला और एक सर्फेक्टेंट परत होती है। फुफ्फुसीय झिल्ली की मोटाई केवल 0.4-1.5 माइक्रोन होती है।

सर्फेक्टेंट एक सर्फेक्टेंट है जो गैसों के प्रसार को सुविधाजनक बनाता है। फुफ्फुसीय उपकला कोशिकाओं द्वारा सर्फैक्टेंट संश्लेषण का उल्लंघन गैस प्रसार के स्तर में तेज मंदी के कारण सांस लेने की प्रक्रिया को लगभग असंभव बना देता है।

रक्त में प्रवेश करने वाली ऑक्सीजन और रक्त द्वारा लाई गई कार्बन डाइऑक्साइड या तो विघटित हो सकती है या रासायनिक रूप से बंधी हो सकती है। सामान्य परिस्थितियों में, इन गैसों की इतनी कम मात्रा को मुक्त (विघटित) अवस्था में ले जाया जाता है कि शरीर की जरूरतों का आकलन करते समय उन्हें सुरक्षित रूप से उपेक्षित किया जा सकता है। सरलता के लिए, हम मान लेंगे कि ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड की मुख्य मात्रा एक बाध्य अवस्था में पहुंचाई जाती है।

ऑक्सीजन परिवहन

ऑक्सीजन का परिवहन ऑक्सीहीमोग्लोबिन के रूप में होता है। ऑक्सीहीमोग्लोबिन हीमोग्लोबिन और आणविक ऑक्सीजन का एक जटिल है।

हीमोग्लोबिन लाल रक्त कोशिकाओं में पाया जाता है - लाल रक्त कोशिकाओं. माइक्रोस्कोप के नीचे, लाल रक्त कोशिकाएं थोड़ी चपटी डोनट की तरह दिखती हैं। यह असामान्य आकार लाल रक्त कोशिकाओं को गोलाकार कोशिकाओं की तुलना में बड़े क्षेत्र में आसपास के रक्त के साथ बातचीत करने की अनुमति देता है (समान आयतन वाले निकायों में, एक गेंद का क्षेत्रफल न्यूनतम होता है)। और इसके अलावा, लाल रक्त कोशिका एक ट्यूब में मुड़ने, एक संकीर्ण केशिका में सिकुड़ने और शरीर के सबसे दूरस्थ कोनों तक पहुंचने में सक्षम है।

शरीर के तापमान पर 100 मिली रक्त में केवल 0.3 मिली ऑक्सीजन घुलती है। ऑक्सीजन, फुफ्फुसीय परिसंचरण की केशिकाओं के रक्त प्लाज्मा में घुलकर, लाल रक्त कोशिकाओं में फैल जाती है और तुरंत हीमोग्लोबिन से बंध जाती है, जिससे ऑक्सीहीमोग्लोबिन बनता है, जिसमें ऑक्सीजन 190 मिली/लीटर होती है। ऑक्सीजन बंधन की दर उच्च है - विसरित ऑक्सीजन का अवशोषण समय एक सेकंड के हजारवें हिस्से में मापा जाता है। उचित वेंटिलेशन और रक्त आपूर्ति के साथ एल्वियोली की केशिकाओं में, आने वाले रक्त का लगभग सभी हीमोग्लोबिन ऑक्सीहीमोग्लोबिन में परिवर्तित हो जाता है। लेकिन गैसों के "आगे और पीछे" फैलने की दर गैसों के बंधन की दर से बहुत धीमी है।

यह संकेत करता है दूसरा व्यावहारिक निष्कर्ष: गैस विनिमय को सफलतापूर्वक आगे बढ़ाने के लिए, हवा को "विराम मिलना चाहिए", जिसके दौरान वायुकोशीय वायु और प्रवाहित रक्त में गैसों की सांद्रता बराबर हो जाती है, अर्थात, साँस लेने और छोड़ने के बीच एक ठहराव होना चाहिए।

कम (ऑक्सीजन रहित) हीमोग्लोबिन (डीऑक्सीहीमोग्लोबिन) का ऑक्सीकृत (ऑक्सीजन युक्त) हीमोग्लोबिन (ऑक्सीहीमोग्लोबिन) में रूपांतरण रक्त प्लाज्मा के तरल भाग में घुलित ऑक्सीजन सामग्री पर निर्भर करता है। इसके अलावा, घुलित ऑक्सीजन को आत्मसात करने के तंत्र बहुत प्रभावी हैं।

उदाहरण के लिए, समुद्र तल से 2 किमी की ऊंचाई तक चढ़ने के साथ वायुमंडलीय दबाव में 760 से 600 मिमी एचजी की कमी आती है। कला।, वायुकोशीय वायु में ऑक्सीजन का आंशिक दबाव 105 से 70 मिमी एचजी तक। कला।, और ऑक्सीहीमोग्लोबिन की सामग्री केवल 3% कम हो जाती है। और, वायुमंडलीय दबाव में कमी के बावजूद, ऊतकों को ऑक्सीजन की आपूर्ति सफलतापूर्वक जारी रहती है।

उन ऊतकों में जिन्हें सामान्य कामकाज के लिए बहुत अधिक ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है (कार्यशील मांसपेशियां, यकृत, गुर्दे, ग्रंथि ऊतक), ऑक्सीहीमोग्लोबिन बहुत सक्रिय रूप से ऑक्सीजन को "छोड़ देता है", कभी-कभी लगभग पूरी तरह से। उन ऊतकों में जिनमें ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं की तीव्रता कम होती है (उदाहरण के लिए, वसा ऊतक में), अधिकांश ऑक्सीहीमोग्लोबिन आणविक ऑक्सीजन को "छोड़" नहीं देता है - स्तर ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण कम है। आराम की अवस्था से सक्रिय अवस्था (मांसपेशियों में संकुचन, ग्रंथि स्राव) में ऊतकों का संक्रमण स्वचालित रूप से ऑक्सीहीमोग्लोबिन के पृथक्करण को बढ़ाने और ऊतकों को ऑक्सीजन की आपूर्ति बढ़ाने के लिए स्थितियां बनाता है।

कार्बन डाइऑक्साइड (बोह्र प्रभाव) और हाइड्रोजन आयनों की बढ़ती सांद्रता के साथ हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन को "पकड़ने" की क्षमता (ऑक्सीजन के लिए हीमोग्लोबिन की आत्मीयता) कम हो जाती है। तापमान में वृद्धि का ऑक्सीहीमोग्लोबिन के पृथक्करण पर समान प्रभाव पड़ता है।

यहां से यह समझना आसान हो जाता है कि प्राकृतिक प्रक्रियाएं किस प्रकार एक दूसरे के सापेक्ष आपस में जुड़ी हुई और संतुलित हैं। ऊतकों को ऑक्सीजन की आपूर्ति सुनिश्चित करने के लिए ऑक्सीहीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन बनाए रखने की क्षमता में परिवर्तन बहुत महत्वपूर्ण है। उन ऊतकों में जिनमें चयापचय प्रक्रियाएँ गहनता से होती हैं, कार्बन डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन आयनों की सांद्रता बढ़ जाती है और तापमान बढ़ जाता है। यह हीमोग्लोबिन द्वारा ऑक्सीजन की रिहाई को तेज और सुविधाजनक बनाता है और चयापचय प्रक्रियाओं के पाठ्यक्रम को सुविधाजनक बनाता है।

कंकाल की मांसपेशी फाइबर में मायोग्लोबिन होता है, जो हीमोग्लोबिन के समान होता है। इसमें ऑक्सीजन के प्रति बहुत अधिक आकर्षण है। ऑक्सीजन अणु को "पकड़ने" के बाद, यह अब इसे रक्त में नहीं छोड़ेगा।

रक्त में ऑक्सीजन की मात्रा

जब हीमोग्लोबिन पूरी तरह से ऑक्सीजन से संतृप्त होता है तो रक्त ऑक्सीजन की अधिकतम मात्रा को बांध सकता है जिसे रक्त की ऑक्सीजन क्षमता कहा जाता है। रक्त की ऑक्सीजन क्षमता उसमें हीमोग्लोबिन की मात्रा पर निर्भर करती है।

धमनी रक्त में, ऑक्सीजन की मात्रा रक्त की ऑक्सीजन क्षमता से केवल थोड़ी (3-4%) कम होती है। सामान्य परिस्थितियों में 1 लीटर धमनी रक्त में 180-200 मिली ऑक्सीजन होती है। ऐसे मामलों में भी, जहां प्रायोगिक परिस्थितियों में, कोई व्यक्ति शुद्ध ऑक्सीजन में सांस लेता है, धमनी रक्त में इसकी मात्रा व्यावहारिक रूप से ऑक्सीजन क्षमता से मेल खाती है। वायुमंडलीय हवा के साथ साँस लेने की तुलना में, हस्तांतरित ऑक्सीजन की मात्रा थोड़ी बढ़ जाती है (3-4% तक)।

विश्राम के समय शिरापरक रक्त में लगभग 120 मिली/लीटर ऑक्सीजन होती है। इस प्रकार, चूंकि रक्त ऊतक केशिकाओं के माध्यम से बहता है, यह अपनी सारी ऑक्सीजन नहीं छोड़ता है।

धमनी रक्त से ऊतकों द्वारा अवशोषित ऑक्सीजन के भाग को ऑक्सीजन उपयोग गुणांक कहा जाता है। इसकी गणना करने के लिए, धमनी और शिरापरक रक्त में ऑक्सीजन सामग्री के अंतर को धमनी रक्त में ऑक्सीजन सामग्री से विभाजित करें और 100 से गुणा करें।

उदाहरण के लिए:
(200-120): 200 x 100 = 40%।

आराम करने पर, शरीर की ऑक्सीजन उपयोग दर 30 से 40% तक होती है। गहन मांसपेशियों के काम के साथ, यह 50-60% तक बढ़ जाता है।

कार्बन डाइऑक्साइड परिवहन

रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड का परिवहन तीन रूपों में होता है। शिरापरक रक्त में, लगभग 58 वोल्ट का पता लगाया जा सकता है। % (580 मिली/लीटर) CO2, जिसका मात्रा के हिसाब से केवल 2.5% ही घुली हुई अवस्था में है। कुछ CO2 अणु लाल रक्त कोशिकाओं में हीमोग्लोबिन के साथ मिलकर कार्बोहीमोग्लोबिन (लगभग 4.5 वोल्ट%) बनाते हैं। CO2 की शेष मात्रा रासायनिक रूप से बंधी होती है और कार्बोनिक एसिड लवण (लगभग 51 वोल्ट%) के रूप में निहित होती है।

कार्बन डाइऑक्साइड रासायनिक चयापचय प्रतिक्रियाओं के सबसे आम उत्पादों में से एक है। यह जीवित कोशिकाओं में लगातार बनता रहता है और वहां से ऊतक केशिकाओं के रक्त में फैल जाता है। लाल रक्त कोशिकाओं में यह पानी के साथ मिलकर कार्बोनिक एसिड (C02 + H20 = H2C03) बनाता है।

यह प्रक्रिया कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित (बीस हजार गुना तेज) होती है। कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ एरिथ्रोसाइट्स में पाया जाता है; यह रक्त प्लाज्मा में नहीं पाया जाता है। इस प्रकार, पानी के साथ कार्बन डाइऑक्साइड के संयोजन की प्रक्रिया लगभग विशेष रूप से लाल रक्त कोशिकाओं में होती है। लेकिन यह एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया है जो अपनी दिशा बदल सकती है। कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता के आधार पर, कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ कार्बोनिक एसिड के निर्माण और कार्बन डाइऑक्साइड और पानी (फेफड़ों की केशिकाओं में) में इसके टूटने दोनों को उत्प्रेरित करता है।

इन बाध्यकारी प्रक्रियाओं के लिए धन्यवाद, एरिथ्रोसाइट्स में CO2 की सांद्रता कम है। इसलिए, CO2 की अधिक से अधिक नई मात्रा लाल रक्त कोशिकाओं में फैलती रहती है। एरिथ्रोसाइट्स के अंदर आयनों के संचय के साथ-साथ उनमें आसमाटिक दबाव में वृद्धि होती है, परिणामस्वरूप, एरिथ्रोसाइट्स के आंतरिक वातावरण में पानी की मात्रा बढ़ जाती है। इसलिए, प्रणालीगत परिसंचरण की केशिकाओं में लाल रक्त कोशिकाओं की मात्रा थोड़ी बढ़ जाती है।

हीमोग्लोबिन में कार्बन डाइऑक्साइड की तुलना में ऑक्सीजन के प्रति अधिक आकर्षण होता है, इसलिए, ऑक्सीजन के बढ़ते आंशिक दबाव की स्थिति में, कार्बोहीमोग्लोबिन पहले डीऑक्सीहीमोग्लोबिन में और फिर ऑक्सीहीमोग्लोबिन में परिवर्तित हो जाता है।

इसके अलावा, जब ऑक्सीहीमोग्लोबिन हीमोग्लोबिन में परिवर्तित हो जाता है, तो रक्त की कार्बन डाइऑक्साइड को बांधने की क्षमता बढ़ जाती है। इस घटना को हैल्डेन प्रभाव कहा जाता है। हीमोग्लोबिन पोटेशियम धनायनों (K+) के स्रोत के रूप में कार्य करता है, जो कार्बन डाइऑक्साइड लवण - बाइकार्बोनेट के रूप में कार्बोनिक एसिड के बंधन के लिए आवश्यक है।

तो, ऊतक केशिकाओं की लाल रक्त कोशिकाओं में, अतिरिक्त मात्रा में पोटेशियम बाइकार्बोनेट, साथ ही कार्बोहीमोग्लोबिन बनता है। इस रूप में, कार्बन डाइऑक्साइड फेफड़ों में स्थानांतरित हो जाती है।

फुफ्फुसीय परिसंचरण की केशिकाओं में, कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता कम हो जाती है। कार्बोहीमोग्लोबिन से CO2 अलग हो जाती है। साथ ही ऑक्सीहीमोग्लोबिन बनता है और उसका विघटन बढ़ जाता है। ऑक्सीहीमोग्लोबिन बाइकार्बोनेट से पोटेशियम को विस्थापित करता है। एरिथ्रोसाइट्स में कार्बोनिक एसिड (कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ की उपस्थिति में) जल्दी से H20 और CO2 में विघटित हो जाता है। वर्तुल पूरा हो गया है.

अभी एक और नोट बनाना बाकी है. कार्बन मोनोऑक्साइड (सीओ) में कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ2) और ऑक्सीजन की तुलना में हीमोग्लोबिन के लिए अधिक आकर्षण होता है। यही कारण है कि कार्बन मोनोऑक्साइड विषाक्तता इतनी खतरनाक है: हीमोग्लोबिन के साथ एक स्थिर बंधन बनाकर, कार्बन मोनोऑक्साइड सामान्य गैस परिवहन की संभावना को अवरुद्ध करता है और वास्तव में शरीर का "घुटन" करता है। बड़े शहरों के निवासी लगातार कार्बन मोनोऑक्साइड की बढ़ी हुई सांद्रता ग्रहण करते हैं। इससे यह तथ्य सामने आता है कि सामान्य रक्त परिसंचरण की स्थिति में पर्याप्त संख्या में पूर्ण विकसित लाल रक्त कोशिकाएं भी परिवहन कार्य करने में असमर्थ होती हैं। इसलिए ट्रैफिक जाम में अपेक्षाकृत स्वस्थ लोगों की बेहोशी और दिल का दौरा पड़ता है।

• <वापस

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

ऑक्सीजन परिवहन.ऑक्सीजन, फुफ्फुसीय परिसंचरण की केशिकाओं के रक्त प्लाज्मा में घुलकर, लाल रक्त कोशिकाओं में फैल जाती है और 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 होता है और इसलिए, 19.0 मिली ऑक्सीजन होती है। इस मान को रक्त ऑक्सीजन क्षमता (बीओसी) कहा जाता है।

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

चित्र से पता चलता है कि ऑक्सीजन के कम आंशिक दबाव (40 मिमी एचजी) पर भी, 75-80% हीमोग्लोबिन इससे बंधा होता है।

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

चावल। 6.3.

पृथक्करण वक्र का आकार 5 होता है और इसमें दो भाग होते हैं - खड़ी और ढलान वाली। उच्च (60 मिमी एचजी से अधिक) ऑक्सीजन तनाव के अनुरूप वक्र का ढलान वाला भाग इंगित करता है कि इन परिस्थितियों में ऑक्सीहीमोग्लोबिन की 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, प्रेरित 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 mmHg और नीचे) के लिए सामान्य ऑक्सीजन तनाव से मेल खाता है। ऊतकों में जो बहुत अधिक ऑक्सीजन (कार्यशील मांसपेशियां, यकृत, गुर्दे) को अवशोषित करते हैं, ऑक्सीहीमोग्लोबिन अधिक हद तक, कभी-कभी लगभग पूरी तरह से अलग हो जाता है। जिन ऊतकों में ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं की तीव्रता कम होती है, उनमें अधिकांश ऑक्सीहीमोग्लोबिन अलग नहीं होता है।

हीमोग्लोबिन का गुण - यह कम दबाव पर भी आसानी से ऑक्सीजन से संतृप्त होता है और इसे आसानी से छोड़ता है - बहुत महत्वपूर्ण है। आंशिक दबाव में कमी के साथ हीमोग्लोबिन द्वारा ऑक्सीजन की आसान रिहाई 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 6.4)।

चावल। 6.4.

ए - पर्यावरण की प्रतिक्रिया (पीएच) के आधार पर; बी - तापमान पर; बी - नमक सामग्री पर; जी - कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री पर। भुज अक्ष ऑक्सीजन का आंशिक दबाव है (एमएमएचजी में), कोटि अक्ष संतृप्ति की डिग्री है (% में)

ऑक्सीहीमोग्लोबिन का पृथक्करण रक्त प्लाज्मा वातावरण की प्रतिक्रिया पर निर्भर करता है। रक्त अम्लता बढ़ने के साथ, ऑक्सीहीमोग्लोबिन का पृथक्करण बढ़ जाता है (चित्र 6.4, ए)।

पानी में ऑक्सीजन के साथ हीमोग्लोबिन का बंधन तेजी से होता है, लेकिन इसकी पूर्ण संतृप्ति प्राप्त नहीं होती है, जैसे कि इसका आंशिक दबाव कम होने पर ऑक्सीजन की पूर्ण रिहाई नहीं होती है। ऑक्सीजन के साथ हीमोग्लोबिन की अधिक पूर्ण संतृप्ति और ऑक्सीजन तनाव में कमी के साथ इसकी पूर्ण रिहाई नमक के घोल और रक्त प्लाज्मा में होती है (चित्र 6.4, बी देखें)।

रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा हीमोग्लोबिन को ऑक्सीजन से जोड़ने में विशेष महत्व रखती है: रक्त में इसकी सामग्री जितनी अधिक होगी, हीमोग्लोबिन उतना ही कम ऑक्सीजन से बंधता है और ऑक्सीहीमोग्लोबिन का पृथक्करण तेजी से होता है। चित्र में. चित्र 6.4, डी 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 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 बनने वाले अन्य अम्लीय टूटने वाले उत्पाद होते हैं। ऊतक केशिकाओं के धमनी रक्त में गुजरते हुए, वे ऑक्सीहीमोग्लोबिन के अधिक तेजी से टूटने और ऊतकों को ऑक्सीजन की रिहाई में योगदान करते हैं।

फेफड़ों में, जैसे ही शिरापरक रक्त से कार्बन डाइऑक्साइड वायुकोशीय वायु में छोड़ा जाता है और रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा कम हो जाती है, हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन के साथ संयोजन करने की क्षमता बढ़ जाती है। यह शिरापरक रक्त का धमनी रक्त में रूपांतरण 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, एरिथ्रोसाइट्स KHC0 3 में - 80-90%, यानी। 51 मिली/100 मिली रक्त;
• हीमोग्लोबिन के कार्बामाइन यौगिकों में रासायनिक रूप से बंधा हुआ - 5-15%, या 4.5 मिली/100 मिली रक्त।

कार्बन डाइऑक्साइड लगातार कोशिकाओं में उत्पन्न होता है और ऊतक केशिकाओं के रक्त में फैल जाता 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 पाया जाता है। इसलिए, कार्बन डाइऑक्साइड जलयोजन लगभग विशेष रूप से लाल रक्त कोशिकाओं में होता है। कार्बन डाइऑक्साइड के तनाव के आधार पर, कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ कार्बोनिक एसिड के निर्माण और इसके कार्बन डाइऑक्साइड और पानी (फेफड़ों की केशिकाओं में) में विभाजित होने के साथ उत्प्रेरित होता है।

कुछ कार्बन डाइऑक्साइड अणु लाल रक्त कोशिकाओं में हीमोग्लोबिन के साथ मिलकर कार्बोहीमोग्लोबिन बनाते हैं।

इन बाध्यकारी प्रक्रियाओं के लिए धन्यवाद, एरिथ्रोसाइट्स में कार्बन डाइऑक्साइड तनाव कम है। इसलिए, कार्बन डाइऑक्साइड की अधिक से अधिक नई मात्रा लाल रक्त कोशिकाओं में फैलती है। एरिथ्रोसाइट्स में कार्बोनिक एसिड लवण के पृथक्करण के दौरान बनने वाले HC0 3 - आयनों की सांद्रता बढ़ जाती है। एरिथ्रोसाइट झिल्ली आयनों के लिए अत्यधिक पारगम्य है। इसलिए, HC0 3 - आयनों में से कुछ रक्त प्लाज्मा में चले जाते हैं। HC0 3 - आयनों के बजाय, C1 _ आयन प्लाज्मा से लाल रक्त कोशिकाओं में प्रवेश करते हैं, जिनके नकारात्मक आवेश K + आयनों द्वारा संतुलित होते हैं। रक्त प्लाज्मा में सोडियम बाइकार्बोनेट (NaHC0 3 -) की मात्रा बढ़ जाती है।

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

अधिकांश कार्बन डाइऑक्साइड को बांधने 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 एक मजबूत एसिड है, और डीऑक्सीहीमोग्लोबिन एक कमजोर एसिड 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, KH0 2 ऑक्सीजन छोड़ देता है और KHH में बदल जाता है। इसमें से, कार्बोनिक एसिड, मजबूत होने के कारण, K + आयनों को विस्थापित करता है:

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 की लाल रक्त कोशिकाओं में अतिरिक्त मात्रा में पोटेशियम बाइकार्बोनेट, साथ ही कार्बोहीमोग्लोबिन बनता है, और रक्त प्लाज्मा में सोडियम बाइकार्बोनेट की मात्रा बढ़ जाती है। इस रूप में, कार्बन डाइऑक्साइड फेफड़ों में स्थानांतरित हो जाती है।

फुफ्फुसीय परिसंचरण की केशिकाओं में, कार्बन डाइऑक्साइड तनाव कम हो जाता है। C02 कार्बोहीमोग्लोबिन से अलग हो जाता है। साथ ही ऑक्सीहीमोग्लोबिन बनता है और उसका विघटन बढ़ जाता है। ऑक्सीहीमोग्लोबिन बाइकार्बोनेट से पोटेशियम को विस्थापित करता है। लाल रक्त कोशिकाओं में कार्बोनिक एसिड (कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ की उपस्थिति में) जल्दी से पानी और कार्बन डाइऑक्साइड में विघटित हो जाता है। HC03 आयन एरिथ्रोसाइट्स में प्रवेश करते हैं, और SG 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। 6.5.

चावल। 6.5.

• देखें: ह्यूमन फिजियोलॉजी / एड। ए. कोसिट्स्की।
• देखें: लियोन्टीवा एन.एन., मारिनोवा के.वी. हुक्मनामा। सेशन.

लगभग सभी तरल पदार्थों में कुछ भौतिक रूप से घुली हुई गैसें हो सकती हैं। किसी द्रव में घुली हुई गैस की मात्रा उसके आंशिक दबाव पर निर्भर करती है।

यद्यपि शारीरिक रूप से विघटित अवस्था में रक्त में O2 और CO2 की मात्रा अपेक्षाकृत कम होती है, यह अवस्था शरीर के जीवन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। कुछ पदार्थों से संपर्क करने के लिए, श्वसन गैसों को पहले भौतिक रूप से विघटित रूप में उन तक पहुंचाया जाना चाहिए। इस प्रकार, ऊतक या रक्त में प्रसार के दौरान, O 2 या CO 2 का प्रत्येक अणु एक निश्चित समय के लिए भौतिक विघटन की स्थिति में रहता है।

अधिकांश ऑक्सीजन रक्त में हीमोग्लोबिन में एक रासायनिक यौगिक के रूप में ले जाया जाता है। 1 मोल हीमोग्लोबिन 4 मोल ऑक्सीजन को बांध सकता है, और 1 ग्राम हीमोग्लोबिन 1.39 मिली ऑक्सीजन को बांध सकता है। रक्त की गैस संरचना का विश्लेषण करते समय, थोड़ा कम मूल्य प्राप्त होता है (1.34 - 1.36 मिली ओ 2 प्रति 1 ग्राम एचबी)। यह इस तथ्य के कारण है कि हीमोग्लोबिन का एक छोटा सा हिस्सा निष्क्रिय है। इस प्रकार, लगभग हम यह मान सकते हैं कि विवो में एचबी का 1 ग्राम ओ 2 (हफनर संख्या) के 1.34 मिलीलीटर को बांधता है।

हफ़नर संख्या के आधार पर, हीमोग्लोबिन सामग्री को जानकर, रक्त की ऑक्सीजन क्षमता की गणना करना संभव है: [ओ 2] अधिकतम = 1.34 मिली ओ 2 प्रति 1 ग्राम एचबी; 150 ग्राम एचबी प्रति 1 लीटर रक्त = 0.20 एल ओ 2 प्रति 1 लीटर रक्त। हालाँकि, रक्त में ऐसी ऑक्सीजन सामग्री केवल तभी प्राप्त की जा सकती है जब रक्त उच्च ऑक्सीजन सामग्री (पीओ 2 = 300 मिमी एचजी) वाले गैस मिश्रण के संपर्क में हो, इसलिए, प्राकृतिक परिस्थितियों में, हीमोग्लोबिन पूरी तरह से ऑक्सीजन युक्त नहीं होता है।

हीमोग्लोबिन के साथ ऑक्सीजन के संयोजन को प्रतिबिंबित करने वाली प्रतिक्रिया द्रव्यमान क्रिया के नियम का पालन करती है। इसका मतलब यह है कि हीमोग्लोबिन और ऑक्सीहीमोग्लोबिन की मात्रा के बीच का अनुपात रक्त में भौतिक रूप से घुले O2 की सामग्री पर निर्भर करता है; उत्तरार्द्ध वोल्टेज O 2 के समानुपाती होता है। कुल हीमोग्लोबिन सामग्री में ऑक्सीहीमोग्लोबिन के प्रतिशत को हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन संतृप्ति कहा जाता है। सामूहिक क्रिया के नियम के अनुसार, ऑक्सीजन के साथ हीमोग्लोबिन की संतृप्ति O 2 तनाव पर निर्भर करती है। ग्राफिक रूप से यह निर्भरता तथाकथित द्वारा परिलक्षित होती है ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र. इस वक्र का आकार S है (चित्र 29.)।

इस वक्र के स्थान को दर्शाने वाला सबसे सरल संकेतक तथाकथित अर्ध-संतृप्ति वोल्टेज PO 2 है, अर्थात। O 2 वोल्टेज है जिस पर ऑक्सीजन के साथ हीमोग्लोबिन की संतृप्ति 50% है। आम तौर पर, धमनी रक्त पीओ 2 लगभग 26 मिमी एचजी होता है।

चावल। 29. विभिन्न रक्त पीएच पर ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण घटता है।

रक्त में ऑक्सीजन के परिवहन के लिए ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र का विन्यास महत्वपूर्ण है। फेफड़ों में ऑक्सीजन के अवशोषण के दौरान, रक्त में O2 तनाव एल्वियोली में इस गैस के आंशिक दबाव के करीब पहुंच जाता है। युवा लोगों में, धमनी रक्त पीओ 2 लगभग 95 मिमी एचजी है। इस वोल्टेज पर, हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन संतृप्ति लगभग 97% है। उम्र के साथ (और फेफड़ों की बीमारियों के साथ और भी अधिक हद तक), धमनी रक्त में O2 तनाव काफी कम हो सकता है, हालांकि, चूंकि दाहिनी ओर ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र लगभग क्षैतिज है, रक्त ऑक्सीजन संतृप्ति में ज्यादा कमी नहीं होती है। तो, तब भी जब धमनी रक्त में पीओ 2 60 मिमी एचजी तक गिर जाता है। हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन संतृप्ति 90% है. इस प्रकार, इस तथ्य के कारण कि उच्च ऑक्सीजन तनाव का क्षेत्र ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र के क्षैतिज खंड से मेल खाता है, ऑक्सीजन के साथ धमनी रक्त की संतृप्ति पीओ 2 में महत्वपूर्ण बदलाव के साथ भी उच्च स्तर पर बनी रहती है।

ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र के मध्य भाग की तीव्र ढलान ऊतकों को ऑक्सीजन जारी करने के लिए अनुकूल स्थिति का संकेत देती है। विश्राम के समय, केशिका के शिरापरक सिरे पर PO 2 लगभग 40 mmHg होता है, जो लगभग 73% संतृप्ति से मेल खाता है। यदि, ऑक्सीजन की खपत में वृद्धि के परिणामस्वरूप, शिरापरक रक्त में इसका तनाव केवल 5 मिमी एचजी कम हो जाता है, तो ऑक्सीजन के साथ हीमोग्लोबिन की संतृप्ति 75% कम हो जाती है: इस मामले में जारी O2 का उपयोग तुरंत चयापचय प्रक्रियाओं के लिए किया जा सकता है। .

यद्यपि ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र का विन्यास मुख्य रूप से हीमोग्लोबिन के रासायनिक गुणों द्वारा निर्धारित होता है, ऐसे कई अन्य कारक हैं जो ऑक्सीजन के लिए रक्त की आत्मीयता को प्रभावित करते हैं। आमतौर पर, ये सभी कारक वक्र को स्थानांतरित करते हैं, इसकी ढलान को बढ़ाते या घटाते हैं, लेकिन इसके एस-आकार को बदले बिना। ऐसे कारकों में तापमान, पीएच, सीओ 2 तनाव और कुछ अन्य कारक शामिल हैं, जिनकी भूमिका रोग संबंधी स्थितियों में बढ़ जाती है।

हीमोग्लोबिन ऑक्सीजनेशन प्रतिक्रिया का संतुलन तापमान पर निर्भर करता है। जैसे-जैसे तापमान घटता है, ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र का ढलान बढ़ता है, और जैसे-जैसे यह बढ़ता है, यह घटता जाता है। गर्म रक्त वाले जानवरों में, यह प्रभाव केवल हाइपोथर्मिया या ज्वर की स्थिति के दौरान होता है।

ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र का आकार काफी हद तक रक्त में H+ आयनों की सामग्री पर निर्भर करता है। जब pH कम हो जाता है, अर्थात जब रक्त अम्लीय हो जाता है, तो ऑक्सीजन के लिए हीमोग्लोबिन की आत्मीयता कम हो जाती है, और ऑक्सीहीमोग्लोबिन के पृथक्करण वक्र को बोह्र प्रभाव कहा जाता है।

रक्त पीएच का सीओ 2 तनाव (पीसीओ 2) से गहरा संबंध है: पीसीओ 2 जितना अधिक होगा, पीएच उतना ही कम होगा। रक्त में CO2 तनाव में वृद्धि के साथ-साथ ऑक्सीजन के लिए हीमोग्लोबिन की आत्मीयता में कमी और HbO2 पृथक्करण वक्र का समतल होना होता है। इस निर्भरता को बोह्र प्रभाव भी कहा जाता है, हालांकि समान मात्रात्मक विश्लेषण से पता चला है कि ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र के आकार पर सीओ 2 के प्रभाव को केवल पीएच में परिवर्तन से नहीं समझाया जा सकता है। जाहिर है, कार्बन डाइऑक्साइड का ऑक्सीहीमोग्लोबिन के पृथक्करण पर "विशिष्ट प्रभाव" होता है।

कई रोग स्थितियों में, रक्त में ऑक्सीजन परिवहन की प्रक्रिया में परिवर्तन देखा जाता है। इस प्रकार, ऐसी बीमारियाँ हैं (उदाहरण के लिए, कुछ प्रकार के एनीमिया) जो ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र में दाईं ओर (कम अक्सर, बाईं ओर) बदलाव के साथ होती हैं। ऐसे बदलावों के कारणों का पूरी तरह से खुलासा नहीं किया गया है। यह ज्ञात है कि ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र का आकार और स्थान कुछ ऑर्गनोफॉस्फोरस यौगिकों से काफी प्रभावित होता है, जिनकी सामग्री पैथोलॉजी के दौरान एरिथ्रोसाइट्स में बदल सकती है। ऐसा मुख्य यौगिक 2,3-डिफोस्फोग्लिसरेट - (2,3 - डीपीजी) है। ऑक्सीजन के लिए हीमोग्लोबिन की आत्मीयता एरिथ्रोसाइट्स में धनायनों की सामग्री पर भी निर्भर करती है। पीएच में पैथोलॉजिकल परिवर्तनों के प्रभाव पर ध्यान देना भी आवश्यक है: क्षारीयता के साथ, बोह्र प्रभाव के परिणामस्वरूप फेफड़ों में ऑक्सीजन का अवशोषण बढ़ जाता है, लेकिन ऊतकों तक इसकी रिहाई अधिक कठिन हो जाती है; और एसिडोसिस के साथ विपरीत तस्वीर देखी जाती है। अंत में, बाईं ओर वक्र का एक महत्वपूर्ण बदलाव कार्बन मोनोऑक्साइड विषाक्तता के साथ होता है।

रक्त द्वारा CO2 का परिवहन। परिवहन के रूप. कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ का अर्थ.

कार्बन डाइऑक्साइड, कोशिकाओं में ऑक्सीडेटिव चयापचय प्रक्रियाओं का अंतिम उत्पाद, रक्त के साथ फेफड़ों में ले जाया जाता है और उनके माध्यम से बाहरी वातावरण में निकाल दिया जाता है। ऑक्सीजन की तरह, CO2 को भौतिक रूप से विघटित रूप में और रासायनिक यौगिकों के हिस्से के रूप में ले जाया जा सकता है। CO2 बाइंडिंग की रासायनिक प्रतिक्रियाएँ ऑक्सीजन जोड़ने की प्रतिक्रियाओं की तुलना में कुछ अधिक जटिल होती हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि सीओ 2 के परिवहन के लिए जिम्मेदार तंत्र को एक साथ रक्त में निरंतर एसिड-बेस संतुलन के रखरखाव को सुनिश्चित करना चाहिए और इस प्रकार पूरे शरीर के आंतरिक वातावरण को बनाए रखना चाहिए।

ऊतक केशिकाओं में प्रवेश करने वाले धमनी रक्त में सीओ 2 वोल्टेज 40 मिमी एचजी है। इन केशिकाओं के पास स्थित कोशिकाओं में, CO2 तनाव बहुत अधिक होता है, क्योंकि यह पदार्थ चयापचय के परिणामस्वरूप लगातार बनता रहता है। इस संबंध में, भौतिक रूप से विघटित CO2 को ऊतकों से केशिकाओं तक वोल्टेज प्रवणता के साथ स्थानांतरित किया जाता है। यहां, कुछ कार्बन डाइऑक्साइड भौतिक विघटन की स्थिति में रहता है, लेकिन अधिकांश CO2 रासायनिक परिवर्तनों की एक श्रृंखला से गुजरता है। सबसे पहले, CO2 अणुओं को कार्बोनिक एसिड बनाने के लिए हाइड्रेटेड किया जाता है।

रक्त प्लाज्मा में यह प्रतिक्रिया बहुत धीरे-धीरे होती है; एक एरिथ्रोसाइट में यह लगभग 10 हजार गुना तेज हो जाता है। यह एंजाइम कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ की क्रिया के कारण होता है। चूँकि यह एंजाइम केवल कोशिकाओं में मौजूद होता है, जलयोजन प्रतिक्रिया में शामिल लगभग सभी CO 2 अणुओं को पहले लाल रक्त कोशिकाओं में प्रवेश करना होगा।

सीओ 2 के रासायनिक परिवर्तनों की श्रृंखला में अगली प्रतिक्रिया कमजोर एसिड एच 2 सीओ 3 का बाइकार्बोनेट और हाइड्रोजन आयनों में पृथक्करण है।

एरिथ्रोसाइट में एचसीओ 3 - के संचय से इसके आंतरिक वातावरण और रक्त प्लाज्मा के बीच एक प्रसार ढाल का निर्माण होता है। एचसीओ 3 - आयन इस ढाल के साथ तभी आगे बढ़ सकते हैं जब विद्युत आवेशों का संतुलन वितरण परेशान न हो। इस संबंध में, प्रत्येक एचसीओ 3-आयन की रिहाई के साथ-साथ, एरिथ्रोसाइट से या तो एक धनायन का बाहर निकलना या एक आयन का प्रवेश होना चाहिए। चूंकि एरिथ्रोसाइट झिल्ली व्यावहारिक रूप से धनायनों के लिए अभेद्य है, लेकिन अपेक्षाकृत आसानी से छोटे आयनों को गुजरने देती है, एचसीओ 3 - के बजाय सीएल - आयन एरिथ्रोसाइट में प्रवेश करते हैं। इस विनिमय प्रक्रिया को क्लोराइड शिफ्ट कहा जाता है।

CO 2 हीमोग्लोबिन के प्रोटीन घटक के अमीनो समूहों से सीधे जुड़कर भी बंध सकता है। इस मामले में, एक तथाकथित कार्बामाइन बंधन बनता है।

CO2 से बंधे हीमोग्लोबिन को कार्बोहीमोग्लोबिन कहा जाता है।

हीमोग्लोबिन के ऑक्सीजनेशन की डिग्री पर सीओ 2 सामग्री की निर्भरता को हल्डेन प्रभाव कहा जाता है। यह प्रभाव आंशिक रूप से कार्बामाइन बंधन बनाने के लिए ऑक्सीहीमोग्लोबिन और डीऑक्सीहीमोग्लोबिन की अलग-अलग क्षमता के कारण होता है।

श्वास का नियमन

श्वास के नियमन को शरीर की आवश्यकताओं के अनुसार बाह्य श्वसन के अनुकूलन के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। श्वास को विनियमित करने में मुख्य बात श्वसन चरणों में बदलाव सुनिश्चित करना है।

श्वसन चरणों को बदलने का तरीका शरीर की चयापचय आवश्यकताओं के लिए पर्याप्त होना चाहिए। इस प्रकार, शारीरिक कार्य के दौरान, आराम की तुलना में ऑक्सीजन अवशोषण और कार्बन डाइऑक्साइड हटाने की दर कई गुना बढ़ जानी चाहिए। ऐसा करने के लिए फेफड़ों का वेंटिलेशन बढ़ाना जरूरी है। श्वास की आवृत्ति और गहराई बढ़ाकर श्वास की सूक्ष्म मात्रा को बढ़ाया जा सकता है। श्वास नियमन को इन दो मापदंडों के बीच सबसे किफायती अनुपात प्रदान करना चाहिए। इसके अलावा, कुछ सजगताएं (निगलने, खांसने, छींकने) करते समय और कुछ प्रकार की गतिविधियों (भाषण, गायन आदि) के दौरान, सांस लेने का पैटर्न कमोबेश स्थिर रहना चाहिए। शरीर की मांगों की इस विविधता को देखते हुए, श्वसन प्रणाली के इष्टतम कामकाज के लिए जटिल नियामक तंत्र की आवश्यकता होती है।

श्वसन नियंत्रण प्रणाली में, विनियमन के दो मुख्य स्तरों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है:

1. स्व-नियामक स्तर - फेफड़ों, श्वसन मांसपेशियों, केंद्रीय और परिधीय रसायन रिसेप्टर्स के मैकेनोरिसेप्टर्स के सक्रियण के माध्यम से श्वसन केंद्र शामिल है। विनियमन का यह स्तर धमनी रक्त की गैस संरचना की स्थिरता को बनाए रखता है।

2. नियामक, सुधारात्मक स्तर - इसमें जटिल व्यवहारिक सशर्त और बिना शर्त कार्य शामिल हैं। विनियमन के इस स्तर पर, ऐसी प्रक्रियाएं होती हैं जो बदलती पर्यावरणीय परिस्थितियों और शरीर के जीवन के लिए श्वास को अनुकूलित करती हैं।

श्वास का स्व-नियमन, श्वसन केंद्र.

साँस लेने और छोड़ने की क्रियाओं के लिए जिम्मेदार मस्तिष्क संरचनाओं की पहचान मस्तिष्क संरचनाओं को काटकर और नष्ट करके की गई।

यह पाया गया कि मस्तिष्क को रीढ़ की हड्डी से अलग करने से सांस लेना पूरी तरह बंद हो जाता है।

एएन मिस्लावस्की (1885) ने दिखाया कि रॉमबॉइड फोसा के निचले कोने में मेडुला ऑबोंगटा के औसत दर्जे के हिस्से के नष्ट होने से सांस लेना पूरी तरह बंद हो जाता है।

लम्सडेन (1923) ने दिखाया कि पोंस में न्यूरॉन्स के समूह भी होते हैं, जिनके नष्ट होने से सांस लेने का पैटर्न बाधित हो जाता है। उन्होंने पोंस के न्यूमोटॉक्सिक और एपनेस्टिक केंद्रों की अवधारणा पेश की।

न्यूमोटॉक्सिक केंद्र (सांस लेने से छोड़ने तक के परिवर्तन के लिए जिम्मेदार न्यूरॉन्स) पोंस का रोस्ट्रल खंड है। जब ये नष्ट हो जाते हैं तो श्वसन चक्र अनियमित हो जाता है। यदि वेगस के अभिवाही तंतुओं को एक साथ काट दिया जाए, तो श्वासरोधकसाँस लेना (लंबी साँस लेना, छोटी साँस छोड़ना, फिर से लंबी साँस लेना)।

यदि पोंस के मध्य और दुम क्षेत्रों में स्थित नाभिक (एन्यूस्टिक केंद्र, जिसके न्यूरॉन्स साँस छोड़ने से साँस लेने में तेजी से संक्रमण की सुविधा प्रदान करते हैं) नष्ट हो जाते हैं, तो एपन्यूसिस गायब हो जाता है। यह तब भी गायब हो जाता है जब मेडुला ऑबोंगटा पोंस से अलग हो जाता है। इन मामलों में वहाँ है हांफते- दुर्लभ ऐंठन भरी साँसें।

पिट्स का सिद्धांत:

मेडुला ऑबोंगटा के मध्य भाग में एक श्वसन केंद्र होता है, जिसमें श्वसन (साँस लेना) और निःश्वसन (साँस छोड़ना) विभाग होते हैं।

साँस लेने की क्रिया श्वसन क्षेत्र में न्यूरॉन्स की उत्तेजना के परिणामस्वरूप होती है, जो श्वसन मांसपेशियों के α-मोटोन्यूरॉन्स, न्यूमोटॉक्सिक केंद्र और श्वसन क्षेत्र में आवेग भेजती है। इससे श्वसन क्षेत्र के न्यूरॉन्स का निषेध होता है और श्वसन क्षेत्र की उत्तेजना होती है - साँस छोड़ना होता है। श्वसन क्षेत्र में उत्तेजित न्यूरॉन्स न्यूमोटॉक्सिक केंद्र को एक संकेत भेजते हैं (ताकि यह श्वसन न्यूरॉन्स को रोक सके और श्वसन न्यूरॉन्स को सक्रिय कर सके) और श्वसन न्यूरॉन्स को। वगैरह।

साथ ही, श्वसन केंद्र के न्यूरॉन्स की स्थिति कीमोरिसेप्टर्स और मैकेनोरिसेप्टर्स से आवेगों के प्रवाह से प्रभावित होती है, जिसके कारण सांस लेने की आवृत्ति और गहराई को नियंत्रित किया जाता है (यानी, शरीर की मांगों के अनुसार फेफड़ों का वेंटिलेशन) ).

हालाँकि, श्वसन न्यूरॉन्स की विद्युत गतिविधि का अध्ययन करते समय, यह परिकल्पना विफल रही।

यह दिखाया गया है कि रॉमबॉइड फोसा के निचले कोण में मेडुला ऑबोंगटा के श्वसन न्यूरॉन्स पार्श्व में स्थित होते हैं। मध्य क्षेत्र में (जिसके नष्ट होने से श्वसन रुक जाता है) ऐसे न्यूरॉन्स होते हैं जो श्वसन न्यूरॉन्स तक जाने वाली अभिवाही सूचनाओं को संसाधित करते हैं, साथ ही, संभवतः, श्वसन न्यूरॉन्स के अक्षतंतु भी।

मेडुला ऑबोंगटा में श्वसन न्यूरॉन्स के 2 समूह होते हैं: एक पृष्ठीय भाग में, एकान्त नाभिक से दूर नहीं - पृष्ठीय श्वसन समूह (डीआरजी), दूसरा अधिक उदर में स्थित होता है, दोहरे नाभिक के पास - उदर श्वसन समूह ( वीआरजी)।

डीडीजी - न्यूरॉन्स के 2 वर्ग - प्रेरणात्मक आईए और आईबी। जब आप सांस लेते हैं, तो इन न्यूरॉन्स के दोनों वर्ग उत्तेजित होते हैं, लेकिन वे अलग-अलग कार्य करते हैं:

श्वसन Ia न्यूरॉन्स डायाफ्रामिक मांसपेशियों के α-मोटोन्यूरॉन्स को सक्रिय करते हैं, और, साथ ही, ईडीएच के श्वसन न्यूरॉन्स को संकेत भेजते हैं, जो बदले में, शेष श्वसन मांसपेशियों के α-मोटोन्यूरॉन्स को उत्तेजित करते हैं;

इंस्पिरेटरी आईबी न्यूरॉन्स, संभवतः इंटिरियरनों की मदद से, आईए न्यूरॉन्स के निषेध की प्रक्रिया को गति प्रदान करते हैं।

ईडीएच में 2 प्रकार के न्यूरॉन्स होते हैं - श्वसन और श्वसन न्यूरॉन्स (श्वसन कंकाल की मांसपेशियों को सक्रिय करें)।

श्वसन और निःश्वसन न्यूरॉन्स की आबादी के बीच, प्रारंभिक (साँस लेने या छोड़ने की शुरुआत में उत्तेजित), देर से (अंत में) और स्थिर (पूरे साँस लेने या छोड़ने के दौरान) की पहचान की गई।

वे। मेडुला ऑबोंगटा में श्वसन और निःश्वसन खंडों में कोई स्पष्ट विभाजन नहीं है, लेकिन एक विशिष्ट कार्य के साथ श्वसन न्यूरॉन्स के समूह होते हैं।

पोन्स के श्वसन न्यूरॉन्स.

न्यूमोटैक्सिक केंद्र- श्वसन-प्रश्वास न्यूरॉन्स (साँस लेने के अंत में, साँस छोड़ने की शुरुआत में उत्तेजित) और निःश्वसन-श्वसन न्यूरॉन्स (साँस छोड़ने के अंत में, साँस छोड़ने की शुरुआत में) उत्तेजित होते हैं। इन न्यूरॉन्स की गतिविधि के लिए वेगस के अभिवाही तंतुओं के साथ फेफड़ों के मैकेनोरिसेप्टर्स से आवेगों के प्रवाह की आवश्यकता होती है।

एपनेइसिस केंद्र: मध्य क्षेत्र में मुख्य रूप से श्वसन-श्वसन न्यूरॉन्स होते हैं, और पुच्छीय क्षेत्र में मुख्य रूप से श्वसन-श्वसन न्यूरॉन्स होते हैं।

मेडुला ऑबोंगटा और पोंस के श्वसन न्यूरॉन्स के सेट को हाल ही में केंद्रीय श्वसन तंत्र (सीआरएम) कहा गया है।

सीएमडी की कार्यप्रणाली के बारे में विचार मस्तिष्क में 2 तंत्रिका ब्लॉकों की उपस्थिति के ब्रैडली (1975) के विचार पर आधारित हैं: 1) केंद्रीय श्वसन गतिविधि (सीआईए) का एक जनरेटर; 2) प्रेरणा को बंद करने का तंत्र।

CIA जनरेटर को मेडुला ऑबोंगटा के DDG में स्थानीयकृत Ia प्रकार के श्वसन न्यूरॉन्स द्वारा दर्शाया गया है। केंद्रीय और परिधीय रसायनग्राहकों से लयबद्ध आवेगों की निरंतर प्राप्ति से प्रेरणादायक न्यूरॉन्स उत्तेजित होते हैं। इन रिसेप्टर्स की गतिविधि सीधे रक्त में ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड की सामग्री (परिधीय केमोरिसेप्टर्स) और मस्तिष्कमेरु द्रव (केंद्रीय केमोरिसेप्टर्स) में प्रोटॉन की एकाग्रता पर निर्भर करती है।

α-प्रेरणादायक न्यूरॉन्स से आवेगों की धाराएं रीढ़ की हड्डी की श्वसन मांसपेशियों के नाभिक तक पहुंचती हैं, और, उन्हें सक्रिय करते हुए, डायाफ्राम के संकुचन और छाती की मात्रा में वृद्धि का कारण बनती हैं, और β-प्रेरणादायक न्यूरॉन्स को भी उत्तेजित करती हैं। साथ ही, छाती का आयतन बढ़ाने की प्रक्रिया में फेफड़ों के मैकेनोरिसेप्टर्स से β-न्यूरॉन्स तक आवेगों का प्रवाह बढ़ जाता है। यह माना जाता है कि β-प्रेरणादायक न्यूरॉन्स श्वसन-निरोधात्मक न्यूरॉन्स को उत्तेजित करते हैं, जो α-प्रेरणादायक न्यूरॉन्स (प्रेरणा को बंद करने का तंत्र) पर बंद हो जाते हैं। परिणामस्वरूप, साँस लेना बंद हो जाता है और साँस छोड़ना होता है।

फेफड़े के खिंचाव रिसेप्टर्स की जलन और साँस लेना बंद होने की घटना को कहा जाता है - हेरिंग और ब्रेउर का प्रेरणात्मक निरोधात्मक प्रतिवर्त. इसके विपरीत, यदि आप अपने फेफड़ों का आयतन काफी कम कर देते हैं, तो आप गहरी सांस लेंगे। इस प्रतिवर्त का चाप फुफ्फुसीय पैरेन्काइमा के खिंचाव रिसेप्टर्स से शुरू होता है (समान रिसेप्टर्स श्वासनली, ब्रांकाई और ब्रोन्किओल्स में पाए जाते हैं)। इनमें से कुछ रिसेप्टर्स फेफड़े के ऊतकों के खिंचाव की डिग्री पर प्रतिक्रिया करते हैं, अन्य केवल तब जब खिंचाव कम हो जाता है या बढ़ जाता है (डिग्री की परवाह किए बिना)। फेफड़े के खिंचाव रिसेप्टर्स से प्रभावित फाइबर वेगस तंत्रिकाओं का हिस्सा होते हैं, और अपवाही लिंक श्वसन मांसपेशियों में जाने वाली मोटर तंत्रिकाओं द्वारा दर्शाया जाता है। हेरिंग-ब्रुअर रिफ्लेक्स का शारीरिक महत्व श्वसन भ्रमण को सीमित करना है; रिफ्लेक्स के लिए धन्यवाद, सांस लेने की गहराई शरीर के कामकाज की तत्काल स्थितियों के अनुसार प्राप्त की जाती है, श्वसन प्रणाली का काम अधिक किफायती रूप से किया जाता है . इसके अलावा, रिफ्लेक्स फेफड़ों के अत्यधिक विस्तार को रोकता है।

साँस लेने के दौरान फेफड़ों की मात्रा में कमी से मैकेनोरिसेप्टर्स से β - श्वसन न्यूरॉन्स तक आवेगों का प्रवाह कम हो जाता है और साँस लेना फिर से होता है।

साँस छोड़ने के समय में जबरन वृद्धि (उदाहरण के लिए, जब साँस छोड़ने की अवधि के दौरान फेफड़ों को फुलाया जाता है) फेफड़ों के खिंचाव रिसेप्टर्स के उत्तेजना के समय को बढ़ा देता है, और परिणामस्वरूप, अगले साँस लेने की शुरुआत में देरी होती है - हियरिंग-ब्रेउर निःश्वसन प्रतिवर्त.

इस प्रकार, साँस लेने और छोड़ने का विकल्प नकारात्मक प्रतिक्रिया के सिद्धांत के अनुसार होता है।