酸素輸送

の 酸素輸送 酸素が肺胞からすべての体細胞に輸送される生物の生理学的プロセスを表します。互いに密接に関連している複雑な物理的および化学的プロセスが行われます。これらのプロセスが妨げられると、身体への酸素供給が不十分になる可能性があります。

酸素輸送とは何ですか？

生体内でエネルギーを生成するために、炭水化物、脂肪、タンパク質が酸化されます。この酸化は燃焼とも呼ばれ、反応物として酸素を必要とします。しかし、エネルギーを生成するためにすべての体細胞で酸化が行われる必要があるため、これに必要な空気中の酸素を肺胞から体のすべての領域に均等に輸送する必要があります。これは、酸素を輸送することによってのみ行うことができます。

酸素輸送は、特定の物理的および化学的影響変数および要因に依存しています。トランスポートには2つの可能な形式があります。ほとんどの酸素は、複雑な結合を介してヘモグロビンの鉄原子に可逆的に結合しています。それほどではありませんが、酸素は血漿に直接溶解することもできます。

酸素は肺胞（肺胞）から血漿に拡散します。肺胞の分圧が高ければ高いほど、より多くの酸素が血液に入ります。酸素に富んだ血液は最初に左心室に流れ込み、そこから動脈血として動脈を介して標的臓器および標的細胞に輸送されます。

ヘモグロビンに可逆的に結合したものと、血漿に自由に溶解した酸素の両方が放出され、個々の細胞に到達します。 ここで、燃焼生成物である二酸化炭素が生成され、未使用の酸素とともに、静脈血流を介して肺動脈に戻ります。肺では、二酸化炭素が放出されて吐き出されると同時に、肺胞を通して新しい酸素が血中に取り込まれます。

機能とタスク

酸素輸送の最も重要な機能は、吸入した酸素をすべての体細胞に均一に分配することです。これは、酸素輸送における最大の課題です。

体の細胞では、エネルギー源である炭水化物、脂肪、タンパク質がエネルギーの放出とともに酸化されます。エネルギーはすべての生命過程を支えます。酸素の供給が停止された場合、影響を受けた細胞は死ぬでしょう。肉体的作業中など、酸素の必要性が高い場合、安静期よりも多くの酸素を輸送する必要があります。

そのような場合、肺胞と血漿との間の酸素濃度の差は、需要が低い場合よりも高くなければならない。それに応じて、呼吸数と心拍数が増加します。酸素分圧が増加します。このようにして、より多くの酸素が血漿に溶解するか、ヘモグロビンに結合します。

ヘモグロビンは鉄と複雑な化合物を形成し、最初の酸素分子が吸収された後、さらに多くの酸素分子と結合できます。ヘモグロビンの基本単位であるヘムは、4つのグロビン分子を持つ鉄（II）錯体であり、ヘムの鉄原子は最大4つの酸素分子と結合できます。最初の酸素分子が結合すると、ヘムのコンフォメーションが変化し、酸素の取り込みがさらに容易になります。 ヘモグロビンの色が暗い赤から明るい赤に変わります。

ヘモグロビンへの負荷は、密接に関連しているいくつかの物理的および化学的要因に依存します。より高い負荷でヘモグロビンの酸素親和性の増加に現れる協同効果があります。

しかし、二酸化炭素分圧が高いpH値が低いと、ヘモグロビンからの酸素の完全な放出が促進されます。温度が上昇した場合も同様です。これらの物理的状態の変化は、身体のさまざまな活動状態の範囲内で行われるため、生物の酸素供給は、正常に機能している酸素輸送と最適に調整されます。

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病気と病気

身体に最適な酸素が供給されなくなった場合、機能制限や罹患した臓器の機能不全を引き起こす可能性があります。体内に酸素を貯蔵することはできません。したがって、アクティブな酸素輸送は、すべての生命過程で常に維持されなければなりません。ただし、酸素の供給が数分間中断されただけの場合、不可逆的な臓器の損傷または臓器不全さえしばしば結果として生じます。

最適に機能する血液循環は、酸素の円滑な輸送のための前提条件です。動脈硬化性の血管の変化、血栓または閉塞による循環系の障害は、体への酸素供給を著しく損なう可能性があります。

血管が狭くなると、臓器に酸素を供給し続けるために血圧が上昇します。心臓発作、脳卒中、または肺塞栓症の場合、血液供給、したがって酸素供給は完全に遮断されます。

体への酸素供給が不十分である他の原因は、ポンプ能力の低下に関連するさまざまな心臓病です。これらには、一般的な心不全、不整脈、または炎症性心疾患が含まれます。最終的に、それらはもはや関連する標的器官に到達するのに十分な血液を引き起こしません。

しかし、生物への酸素の供給が不十分であることは、血液疾患や特定の種類の中毒が原因である可能性もあります。例えば、一酸化炭素分子は、類似の分子構造により、ヘモグロビンの結合部位を求めて酸素分子と競合します。したがって、一酸化炭素中毒は、窒息による死亡につながる可能性のある不十分な酸素の供給にすぎません。

さらに、ヘモグロビンの構造に影響を与え、慢性的な酸素欠乏を引き起こすさまざまな遺伝性血液疾患があります。鎌状赤血球貧血が例として挙げられます。他の形態の貧血（貧血）でも、常に酸素が不足しています。