النقل عند الثدييات - الجلسة 4

كما درسنا، يتم نقل ثاني أكسيد الكربون من الأنسجة إلى الرئتين exhalation. في خلايا الدم الحمراء، يساعد أنزيم الكربونيك أنهيدراز على تنظيم نقل ثاني أكسيد الكربون من الأنسجة إلى الرئتين exhalation. عندما يتم إنتاج ثاني أكسيد الكربون في الأنسجة، فإنه ينتشر إلى خلايا الدم الحمراء. داخل خلايا الدم الحمراء، يقوم أنزيم الكربونيك أنهيدراز بتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى أيونات البيكربونات والبروتونات.

تساعد هذه العملية المتمثلة في تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى أيونات البيكربونات في الحفاظ على pHمن الدم. يسهل نقل ثاني أكسيد الكربون. في الرئتين، حيث يجب التخلص من ثاني أكسيد الكربون، يحفز أنزيم الكربونيك أنهيدراز التفاعل العكسي. ويقوم بتحويل أيونات البيكربونات والبروتونات مرة أخرى إلى ثاني أكسيد الكربون. ثم يتم إخراج ثاني أكسيد الكربون من الجسم.

chloride shift هو عملية فسيولوجية تحدث في خلايا الدم الحمراء للحفاظ على توازن الأيونات. يساعد في نقل ثاني أكسيد الكربون في مجرى الدم. هذه العملية ضرورية لتنظيم الدم pHوضمان نقل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون بكفاءة. يظهر هنا شرح مفصل chloride shift.

عندما تقوم الأنسجة بأنشطة أيضية، فإنها تنتج ثاني أكسيد الكربون كمنتج نفايات. يتم إنتاج ثاني أكسيد الكربون في الخلايا نتيجة cellular respiration. يجب تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى شكل قابل للذوبان يمكن نقله في مجرى الدم. ويحدث هذا التحويل في المقام الأول في خلايا الدم الحمراء.

ينتقل ثاني أكسيد الكربون من الأنسجة إلى خلايا الدم الحمراء. داخل خلايا الدم الحمراء، يقوم enzyme يسمى كربونيك أنهيدراز بتحفيز تحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى حمض الكربونيك. يتفكك حمض الكربونيك بعد ذلك بسرعة إلى أيونات البيكربونات والبروتونات. يؤدي تكوين أيونات البيكربونات إلى توليد فائض من الشحنات السالبة داخل خلايا الدم الحمراء. يمكن أن يؤدي هذا إلى اختلال التوازن الكهروكيميائي إذا لم يتم تعويضه.

ولمنع تراكم الشحنات السالبة داخل الخلايا، تستخدم خلايا الدم الحمراء chloride shift. وهنا يتم تبادل أيونات الكلوريد مع أيونات البيكربونات. يتم نقل أيونات الكلوريد إلى خلايا الدم الحمراء من البلازما، وذلك بشكل أساسي عن طريق الناقل المضاد. الناقل المضاد هو بروتين يقوم بتبادل أيون بآخر. تنتشر أيونات البيكربونات في البلازما. يساعد هذا التبادل على الحفاظ على التوازن الكهروكيميائي داخل الخلية.

Blood plasma هي المكون السائل الأصفر للدم والذي تتواجد فيه خلايا الدم. ويشكل حوالي خمسة وخمسين بالمائة من حجم الدم الإجمالي. يتكون بشكل أساسي من الماء بالإضافة إلى العديد من المواد المذابة، بما في ذلك الإلكتروليتات، والهرمونات، ومنتجات النفايات، والبروتينات. تشتمل بعض البروتينات المهمة الموجودة في بلازما الدم على الألبومين والغلوبيولين والفيبرينوجين.

تلعب Blood plasma دورًا مهمًا في نقل العناصر الغذائية والهرمونات والفضلات إلى جميع أنحاء الجسم. يحافظ على ضغط الدم. كما أنها بمثابة وسيط للعديد من العمليات الفسيولوجية. يحتوي Blood plasma على أجسام مضادة وعوامل تخثر الدم، والتي تعتبر حيوية للاستجابة المناعية blood coagulation.

oxygen dissociation curve هو تمثيل بياني للعلاقة بين partial pressure للأكسجين oxygen saturation. يمثل oxygen saturation النسبة المئوية لجزيئات الهيموجلوبين المرتبطة بالأكسجين. Partial pressure للأكسجين هو مقياس لتركيز الأكسجين في الدم. هو الضغط الذي تمارسه جزيئات الأكسجين في خليط الغاز. يتم استخدامه لتحديد كمية الأكسجين المتوفرة للارتباط بالهيموجلوبين.

يُطلق على oxygen dissociation curve أيضًا اسم oxyhemoglobin curve. يعد هذا المنحنى ضروريًا لفهم كيفية ارتباط الهيموجلوبين بالأكسجين وإطلاقه استجابةً للتغيرات في ضغط الأكسجين. oxygen dissociation curve يكون عادة على شكل حرف سيني. وهذا يعني أن هناك مناطق مميزة من المنحنى حيث تؤدي التغييرات الصغيرة في partial pressure للأكسجين إلى تغييرات كبيرة في oxygen saturation.

يتمتع الهيموجلوبين بتقارب كبير للأكسجين في الرئتين. وذلك لأن partial pressure للأكسجين في الرئتين مرتفع. يمثل الجزء العلوي المسطح من المنحنى التحميل الفعال للأكسجين في الرئتين. يمثل الجزء الأوسط شديد الانحدار التفريغ الفعال للأكسجين في الأنسجة حيث تكون هناك حاجة إليه.

عند مستويات partial pressure المنخفضة، يكون للهيموجلوبين قدرة منخفضة على الارتباط بالأكسجين. وهذا يعني أنه يطلق الأكسجين بسهولة، مما يضمن توصيل الأكسجين إلى الخلايا التي تحتاج إليه. في الجزء السفلي المسطح من المنحنى، يظل oxygen saturation ثابتًا نسبيًا على الرغم من إمكانية حدوث انخفاضات كبيرة في partial pressure.

يمكن أن يتحول oxygen dissociation curve إلى الجانب الأيسر أو الجانب الأيمن في ظل ظروف مختلفة. يشير التحول إلى اليسار في oxygen dissociation curve إلى أن الهيموجلوبين لديه تقارب أعلى للأكسجين. ارتفاع في pH، أو بيئة أكثر قلوية، تؤدي إلى تحول المنحنى إلى اليسار. هذه الحالة تجعل الهيموجلوبين أكثر عرضة للارتباط بالأكسجين. ويؤدي انخفاض درجة الحرارة أيضًا إلى تحويل المنحنى إلى اليسار.

يشير التحول إلى اليمين في oxygen dissociation curve إلى أن الهيموجلوبين لديه تقارب أقل للأكسجين. انخفاض في pH، أو بيئة أكثر حمضية، مثل أثناء ممارسة الرياضة، يؤدي إلى تحول المنحنى إلى اليمين. وتجعل هذه الحالة الهيموجلوبين أكثر قدرة على إطلاق الأكسجين إلى الأنسجة حيث تكون هناك حاجة إليه.

يؤدي ارتفاع تركيز ثاني أكسيد الكربون في الدم، كما يحدث أثناء ممارسة التمارين الرياضية، إلى تحريك المنحنى إلى اليمين. ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون يؤدي إلى انخفاض ضغط الدم pH. مستويات منخفضة من pHيقلل من قدرة الهيموجلوبين على الارتباط بالأكسجين. ويؤدي ارتفاع درجة الحرارة أيضًا إلى تحويل المنحنى إلى اليمين.