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血液中の酸素輸送

酸素は気道を通って体内に入り、気管支樹を下りて肺胞嚢に入ります。 その後、肺胞膜と毛細血管内皮を横切って血流に入ります。 血液中に入ると、酸素は身体の様々な組織に輸送される必要があります。 しかしながら、酸素は血液に難溶である。 従って、それは十分な酸素がティッシュに渡されることを保障するが、また酸素が要求されるところで解放されるようにする伝達システムを必要と,

この記事では、その輸送システム、そのコンポーネント、それを変える可能性のある要因を見て、それがうまくいかない場合の例をいくつか検討します。

酸素の輸送

体内のすべての活性組織は、酸素の絶対的な要件を持っています。 これらの組織の大部分については、酸素は血液によって組織に送達されるが、いくつかの顕著な例外がある(例えば、角膜は大気から直接酸素を得る)。

酸素が肺から血液に入ると、赤血球中のヘモグロビン(Hb)によって取り込まれます。, ヘモグロビンは、鉄イオンを含む四つのヘムグループからなるタンパク質です。 ヘモグロビン分子に関連付けられているこれらの鉄イオン(Fe2+)は、化学的に酸素と反応してオキシヘモグロビンを形成する。

ヘモグロビンの各分子は四つの酸素分子を保持することができます。 血のボディのまわりで運ばれると同時に酸素を運ぶのはヘモグロビンです。 酸素は血液に溶けにくいので、少量の酸素しかありません(1.,動脈血の5%)は血しょうで分解します-圧倒的多数はヘモグロビンに区切られ、これに十分な容積のティッシュに達するために依存しています。

したがって、大部分の場合、組織への酸素送達の制限要因であるヘモグロビンの濃度である。

ヘモグロビンに結合する酸素

ヘモグロビンは四量体であり、四つのタンパク質サブユニットで構成されている。 その結果、それはそれに結合しているどのように多くの酸素分子に基づいて形状を変更します。, 形の変更によりまた酸素に類縁の変更を引き起こします;より多くの酸素が結合されれば、酸素のための分子の類縁はより高くなります。 これは協調結合として知られています。

酸素が結合していない場合、ヘモグロビンは緊張状態(T状態)にあり、酸素に対する親和性が低いと言われています。 酸素が最初に結合するポイントで、ヘモグロビンは酸素のためのより高い類縁があるリラックスした状態(R状態)に形を変えます。 この変化を酸素分圧に対する酸素飽和度のグラフにプロットすることができます。,

組織における酸素送達

上の図に示すように、ヘモグロビンに結合した酸素の割合は、所与の部位における酸素分圧(pO2)に関連している。 それはoxyhaemoglobinが酸素(例えば骨格筋)の上で使用しているティッシュに達するとき、酸素がより低いローカルpO2のためにいかに分離するか説明します。 このシステムは酸素がそれを最も必要とする区域に渡されるようにする。

協調結合は極端に働くので有利です:低酸素が局部的にあるとき、私達はヘモグロビンに酸素を堅く縛られて保ってほしくありません。, 同様に、酸素が高い場合(例えば肺循環に)、ヘモグロビンはできるだけ多くの酸素を摂取したいと考えています。

酸素親和性に影響を与える要因

上記のように、ヘモグロビンは酸素に対して一定の親和性を有する-化学的に、ヘモグロビンは酸素と結合 どこの金額の親和性ヘモグロビンは酸素で変えることができます。 他の様々な要因は、酸素親和性に大きな影響を与えることができます:

  • pH-水素イオンの濃度は、ヘモグロビンの酸素に対する親和性を変えること, これはt状態のヘモグロビンに酸素のためにするより水素イオンのための高い類縁があるのであります。 PHが下がるにつれて(そう上がる)、HbはT状態に入り、酸素に対するその親和性は下がる。 そのため、酸素が達成に必要な最大の割合はすでに飽和状態です。 これはボーア効果として知られています。 それは酸素がより低いpHのティッシュで分離するようにする:細胞呼吸の率のよい表示器。 PHが低いほど、解離曲線は右にシフトします。,
  • 2,3-二ホスホグリセリン酸(2,3-DPG)-2,3-DPGは、2,3-BPGとも呼ばれ、赤血球に見られる化学物質である。 これは、グルコース代謝経路からの製品です。 2,3-DPGは酸素のためのヘモグロビンの類縁を減らします。 2,3-DPGのレベルは比較的低い大気酸素に調節するために高高度で間、増加します;類縁は減ります従ってより多くの酸素はティッシュで解放されま 解離曲線が高いほど、解離曲線は右にシフトします。
  • 温度-温度は、Hbと酸素の運動エネルギーに影響を与えることによって、酸素に対するヘモグロビンの親和性に作用する。, 高温の平均は酸素が運動エネルギーをありが解離. 彼らはより多くの熱を生成する傾向があるようにより多くの酸素が呼吸組織でHbから放出されます。 温度が高いほど解離曲線は右にシフトします。li>

臨床的関連性-一酸化炭素中毒

一酸化炭素(CO)は、故障したボイラーや燃焼エンジンから放出される無色、無臭のガスです。 一酸化炭素中毒は、COが酸素結合の部位でヘモグロビンと反応するときに起こる。, ヘモグロビンに酸素のための類縁より大きい210xであるCOのための類縁があります。 これは、一酸化炭素がヘモグロビンに結合すると、それは不可逆的であることを意味します。CO中毒の症状は頭痛、吐き気、疲労であるが、興味深いことに、血液中に溶解した酸素分圧が正常なレベルに維持されるため、呼吸速度は通常免れる。 COと結合したヘモグロビンはチェリーレッド色を有し、これはCO中毒患者の爪床および粘膜に見える可能性がある。 治療は100%酸素と高圧酸素治療のための紹介です。, COの中毒はヘモグロビンの70-80%が一酸化炭素と区切られるとき致命的です。