रक्त में ऑक्सीजन

हीमोग्लोबिन का महत्व

ऑक्सीजन को रक्त में दो अलग-अलग तंत्रों के माध्यम से पहुंचाया जाता है: प्लाज्मा में इसका विघटन और लाल रक्त कोशिकाओं या एरिथ्रोसाइट्स में निहित हीमोग्लोबिन के लिए इसका बंधन।

चूंकि ऑक्सीजन जलीय घोल में खराब घुलनशील है, इसलिए मानव जीव का जीवित हीमोग्लोबिन पर्याप्त मात्रा में मौजूद है। वास्तव में, एक स्वस्थ व्यक्ति में रक्त की दी गई मात्रा में मौजूद 98% से अधिक ऑक्सीजन हीमोग्लोबिन से बंधा होता है और एरिथ्रोसाइट्स द्वारा ले जाया जाता है।

हीमोग्लोबिन और ऑक्सीजन के बीच लिंक

हीमोग्लोबिन के लिए ऑक्सीजन बाध्यकारी प्रतिवर्ती है और इस गैस (पीओ ₂ ) के आंशिक दबाव पर निर्भर करता है: फुफ्फुसीय केशिकाओं में, जहां प्लाज्मा पीओ ₂ बढ़ जाता है क्योंकि एल्वियोली से ऑक्सीजन के प्रसार के कारण, हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन से बांधता है ; परिधि में, जहां ऑक्सीजन सेलुलर चयापचय और प्लाज्मा पीओ ₂ बूंदों में उपयोग किया जाता है, हीमोग्लोबिन ऊतकों को ऑक्सीजन जारी करता है।

लेकिन पीओ ₂ क्या है?

ऑक्सीजन का आंशिक दबाव

एक गैस के आंशिक दबाव जैसे कि ऑक्सीजन, एक सीमित स्थान (फेफड़े) के भीतर, जिसमें गैस (वायुमंडलीय हवा) का मिश्रण होता है, को इस दबाव के रूप में परिभाषित किया जाता है कि यदि यह अकेले अंतरिक्ष में प्रश्न पर कब्जा करता है तो यह गैस होगा।

अवधारणा को सरल बनाने के लिए, हम ऑक्सीजन की मात्रा के रूप में आंशिक दबाव की कल्पना करते हैं: ऑक्सीजन का आंशिक दबाव जितना अधिक होगा, इसकी एकाग्रता उतनी ही अधिक होगी। यह एक बहुत ही महत्वपूर्ण पहलू है अगर हम मानते हैं कि एक गैस एक उच्च एकाग्रता (उच्च आंशिक दबाव) के साथ एक बिंदु से कम एकाग्रता (कम आंशिक दबाव) के साथ एक बिंदु तक फैलती है।

यह कानून फुफ्फुसीय और ऊतक स्तर पर गैसों के आदान-प्रदान को नियंत्रित करता है।

वास्तव में, फुफ्फुसीय स्तर पर, जहां एल्वियोली में हवा रक्त केशिकाओं की पतली दीवारों के निकट संपर्क में है, ऑक्सीजन के अणु रक्त में गुजरते हैं क्योंकि वायुकोशीय हवा में ऑक्सीजन का आंशिक दबाव रक्त के पीओ ₂ से अधिक है।

हाथ में डेटा, शिरापरक रक्त की पीओ ₂ आराम की स्थिति में घुंडी तक पहुंचने के बारे में 40 मिमीएचजी है, जबकि समुद्र तल पर वायुकोशीय पीओ ₂ लगभग 100 मिमीएचजी के बराबर है; इसके परिणामस्वरूप ऑक्सीजन केशिकाओं की ओर एल्वियोली से अपनी एकाग्रता ढाल (आंशिक दबाव) के अनुसार फैलता है। वैचारिक रूप से, मार्ग बंद हो जाएगा जब फेफड़ों को छोड़ने वाले धमनी रक्त में पीओ ₂ वायुमंडलीय एक (एलवीओएचजी) में वायुमंडलीय एक के बराबर होगा।

जब धमनी रक्त ऊतक केशिकाओं तक पहुंचता है, तो एकाग्रता ढाल उलट हो जाती है। वास्तव में, एक आराम कक्ष में इंट्रासेल्युलर पीओ ₂ औसत ₄₀ मिमीएचजी पर है; चूंकि, जैसा कि हमने देखा है, केशिका के धमनी छोर पर रक्त में 100 मिमीएचजी का पीओ ₂ होता है, ऑक्सीजन प्लाज्मा से कोशिकाओं तक फैल जाती है। जब शिरापरक केशिका रक्त उसी आंशिक दबाव के दबाव तक पहुंच जाता है। इंट्रासेल्युलर वातावरण, यानी 40 मिमीएचजी (आराम की स्थिति में)। एक भौतिक प्रयास के दौरान सेलुलर वातावरण में ऑक्सीजन की एकाग्रता कम हो जाती है और इसके साथ गैस का आंशिक दबाव (यहां तक ​​कि 20 मिमीएचजी तक); परिणामस्वरूप प्लाज्मा से ऑक्सीजन स्थानांतरण अधिक तेजी से और लगातार होता है।

जैसा कि हमने देखा है, फुफ्फुसीय केशिकाओं में प्रवाहित रक्त से ऑक्सीजन का पर्याप्त सेवन वायुकोशीय थैली में हवा के आंशिक दबाव पर सख्ती से निर्भर करता है; हमने यह भी देखा है कि वायुकोशीय PO ₂ सामान्य रूप से (समुद्र तल पर) 100 mmHg के बराबर है; यदि यह मान अत्यधिक कम हो जाता है, तो हवा से रक्त में ऑक्सीजन का प्रसार अपर्याप्त है और हाइपोक्सिया नामक खतरनाक स्थिति उत्पन्न होती है।

हाइपोक्सिया: रक्त में थोड़ा ऑक्सीजन

वायुकोशीय हवा का आंशिक दबाव उच्च ऊंचाई पर उतर सकता है (क्योंकि वायुमंडलीय दबाव कम हो जाता है) या जब फुफ्फुसीय वेंटिलेशन अपर्याप्त होता है (जैसा कि फुफ्फुसीय रोगों की उपस्थिति में होता है, जैसे कि क्रोनिक प्रतिरोधी ब्रोंकाइटिस, अस्थमा, फाइब्रोटिक फेफड़े के रोग), फुफ्फुसीय एडिमा और वातस्फीति)।

वही स्थिति तब होती है जब एल्वियोली की दीवार मोटी हो जाती है या उनकी सतह के क्षेत्र को कम कर देती है। वायु से रक्त में ऑक्सीजन के प्रसार की दर वास्तव में उपलब्ध वायुकोशीय सतह के क्षेत्र के सीधे आनुपातिक है और वायुकोशीय झिल्ली की मोटाई के विपरीत आनुपातिक है।

वातस्फीति, सिगरेट के धुएं से उत्पन्न एक अपक्षयी फेफड़े की बीमारी, गैस विनिमय के लिए उपलब्ध सतह क्षेत्र को कम करके एल्वियोली को नष्ट कर देती है; फुफ्फुसीय फाइब्रोसिस में, हालांकि, निशान ऊतक के जमाव से वायुकोशीय झिल्ली की मोटाई बढ़ जाती है। दोनों मामलों में, वायुकोशीय दीवारों के माध्यम से ऑक्सीजन का प्रसार सामान्य से बहुत धीमा है।

हाइपोक्सिया का परिणाम धमनी रक्त में हीमोग्लोबिन की कम सांद्रता में भी हो सकता है। लाल रक्त कोशिकाओं में हीमोग्लोबिन की मात्रा को कम करने वाले रोग या उनकी संख्या ऑक्सीजन को ले जाने की रक्त की क्षमता को नकारात्मक रूप से प्रभावित करती है। चरम मामलों में, जैसे कि जिन विषयों में रक्त की महत्वपूर्ण मात्रा खो गई है, कोशिकाओं के ऑक्सीजन की मांग को पूरा करने के लिए हीमोग्लोबिन की एकाग्रता अपर्याप्त हो सकती है; इन मामलों में, रोगी के जीवन को बचाने के लिए एकमात्र उपाय रक्त आधान है।

हीमोग्लोबिन विघटन वक्र

प्लाज्मा PO2 और हीमोग्लोबिन के लिए बाध्य ऑक्सीजन की मात्रा के बीच शारीरिक संबंध इन विट्रो में अध्ययन किया गया है और हीमोग्लोबिन की विशेषता पृथक्करण वक्र द्वारा दर्शाया गया है।

आकृति में दिखाई गई वक्र को देखते हुए हम ध्यान दें कि पीओ ₂ में 100 मिमीएचजी (वायुकोशीय साइट में सामान्य रूप से दर्ज मूल्य) के बराबर 98% हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन से जुड़ा हुआ है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि 100 मिमीएचजी से ऊपर के मूल्यों पर हीमोग्लोबिन की संतृप्ति का प्रतिशत आगे नहीं बढ़ता है, जैसा कि वक्र के समतल होने से इसका सबूत है; इसी कारण से, जब तक वायुकोशीय पीओ ₂ 60 मिमीएचजी से ऊपर रहता है, तब तक हीमोग्लोबिन 90% से अधिक संतृप्त होता है, इसलिए यह रक्त में ऑक्सीजन के परिवहन के लिए लगभग सामान्य क्षमता रखता है। अधिक जानकारी के लिए, हीमोग्लोबिन और बोह्र प्रभाव पर लेख देखें।

लेख में सूचीबद्ध सभी कारकों का मूल्यांकन सरल रक्त परीक्षणों के माध्यम से किया जा सकता है, जैसे कि लाल रक्त कोशिका की गिनती, हीमोग्लोबिन की खुराक और रक्त ऑक्सीजन संतृप्ति (हीमोग्लोबिन का प्रतिशत हीमोग्लोबिन की कुल मात्रा की तुलना में ऑक्सीजन से संतृप्त रक्त में मौजूद)।