22.5: نقل الغازات
- Page ID
- 203199
أهداف التعلم
- وصف مبادئ نقل الأكسجين
- وصف بنية الهيموجلوبين
- قارن وقارن بين هيموغلوبين الجنين والبالغين
- وصف مبادئ نقل ثاني أكسيد الكربون
النشاط الرئيسي الآخر في الرئتين هو عملية التنفس، عملية تبادل الغازات. وظيفة التنفس هي توفير الأكسجين لاستخدامه من قبل خلايا الجسم أثناء التنفس الخلوي والتخلص من ثاني أكسيد الكربون، وهو منتج نفايات للتنفس الخلوي، من الجسم. من أجل حدوث تبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون، يجب نقل كلا الغازين بين مواقع التنفس الخارجية والداخلية. على الرغم من أن ثاني أكسيد الكربون أكثر قابلية للذوبان من الأكسجين في الدم، إلا أن كلا الغازين يتطلبان نظام نقل متخصصًا لنقل غالبية جزيئات الغاز بين الرئتين والأنسجة الأخرى.
نقل الأكسجين في الدم
على الرغم من أن الأكسجين ينتقل عن طريق الدم، فقد تتذكر أن الأكسجين غير قابل للذوبان بشكل كبير في السوائل. تذوب كمية صغيرة من الأكسجين في الدم ويتم نقلها في مجرى الدم، ولكنها لا تمثل سوى حوالي 1.5٪ من الكمية الإجمالية. يتم نقل غالبية جزيئات الأكسجين من الرئتين إلى أنسجة الجسم بواسطة نظام نقل متخصص يعتمد على كرات الدم الحمراء - خلية الدم الحمراء. تحتوي كريات الدم الحمراء على البروتين المعدني، الهيموجلوبين، الذي يعمل على ربط جزيئات الأكسجين إلى كرات الدم الحمراء (الشكل\(\PageIndex{1}\)). الهيم هو جزء الهيموجلوبين الذي يحتوي على الحديد، وهو الهيم الذي يربط الأكسجين. تحتوي إحدى كرات الدم الحمراء على أربعة أيونات حديدية، ولهذا السبب، فإن كل كرات الدم الحمراء قادرة على حمل ما يصل إلى أربعة جزيئات من الأكسجين. عندما ينتشر الأكسجين عبر الغشاء التنفسي من الحويصلات الهوائية إلى الشعيرات الدموية، فإنه ينتشر أيضًا في خلية الدم الحمراء ويربطه الهيموجلوبين. يصف التفاعل الكيميائي العكسي التالي إنتاج المنتج النهائي، أوكسي هيموغلوبين (Hb—O 2)، والذي يتشكل عندما يرتبط الأكسجين بالهيموجلوبين. أوكسي هيموغلوبين هو جزيء أحمر ساطع يساهم في اللون الأحمر الساطع للدم المؤكسج.
\[Hb + O_{2(g)} \rightleftharpoons Hb-O_2\]
في هذه الصيغة، يمثل Hb الهيموجلوبين المخفض، أي الهيموجلوبين الذي لا يحتوي على أكسجين مرتبط به. هناك العديد من العوامل التي تدخل في مدى سهولة ارتباط الهيم بالأكسجين والانفصال عنه، والتي ستتم مناقشتها في الأقسام اللاحقة.

وظيفة الهيموجلوبين
يتكون الهيموجلوبين من وحدات فرعية، وهي بنية بروتينية يشار إليها باسم البنية الرباعية. يتم ترتيب كل وحدة من الوحدات الفرعية الأربع التي يتكون منها الهيموجلوبين بطريقة تشبه الحلقة، حيث ترتبط ذرة الحديد تساهميًا بالهيم في وسط كل وحدة فرعية. يؤدي ربط جزيء الأكسجين الأول إلى تغيير توافقي في الهيموجلوبين يسمح للجزيء الثاني من الأكسجين بالارتباط بسهولة أكبر. نظرًا لأن كل جزيء من الأكسجين مرتبط، فإنه يسهل أيضًا ربط الجزيء التالي، حتى يتم احتلال جميع مواقع الهيم الأربعة بالأكسجين. يحدث العكس أيضًا: بعد تفكك جزيء الأكسجين الأول و «إسقاطه» في الأنسجة، يتفكك جزيء الأكسجين التالي بسهولة أكبر. عندما يتم احتلال جميع مواقع الهيم الأربعة، يُقال أن الهيموجلوبين مشبع. عند احتلال موقع واحد إلى ثلاثة مواقع من الهيم، يُقال إن الهيموجلوبين مشبع جزئيًا. لذلك، عند النظر إلى الدم ككل، فإن النسبة المئوية لوحدات الهيم المتاحة المرتبطة بالأكسجين في وقت معين تسمى تشبع الهيموجلوبين. يعني تشبع الهيموغلوبين بنسبة 100 في المائة أن كل وحدة من وحدات الهيم في جميع كريات الدم الحمراء في الجسم مرتبطة بالأكسجين. في الفرد السليم الذي يتمتع بمستويات طبيعية من الهيموجلوبين، يتراوح تشبع الهيموجلوبين عمومًا من 95 بالمائة إلى 99 بالمائة.
تفكك الأكسجين من الهيموجلوبين
يعد الضغط الجزئي جانبًا مهمًا من ارتباط الأكسجين بالهيم وانفصاله عنه. منحنى تفكك الأكسجين والهيموجلوبين هو رسم بياني يصف علاقة الضغط الجزئي بربط الأكسجين بالهيم وانفصاله اللاحق عن الهيم (الشكل\(\PageIndex{2}\)). تذكر أن الغازات تنتقل من منطقة ذات ضغط جزئي أعلى إلى منطقة ذات ضغط جزئي منخفض. بالإضافة إلى ذلك، يزداد تقارب جزيء الأكسجين مع الهيم مع ارتباط المزيد من جزيئات الأكسجين. لذلك، في منحنى تشبع الأكسجين والهيموجلوبين، مع زيادة الضغط الجزئي للأكسجين، يتم ربط عدد أكبر نسبيًا من جزيئات الأكسجين بالهيم. ليس من المستغرب أن يُظهر منحنى التشبع/التفكك بالأكسجين والهيموجلوبين أيضًا أنه كلما انخفض الضغط الجزئي للأكسجين، كلما قل عدد جزيئات الأكسجين المرتبطة بالهيم. ونتيجة لذلك، يلعب الضغط الجزئي للأكسجين دورًا رئيسيًا في تحديد درجة ارتباط الأكسجين بالهيم في موقع الغشاء التنفسي، وكذلك درجة تفكك الأكسجين من الهيم في موقع أنسجة الجسم.

تعمل الآليات الكامنة وراء منحنى التشبع/التفكك بالأكسجين والهيموجلوبين أيضًا كآليات تحكم تلقائية تنظم كمية الأكسجين التي يتم توصيلها إلى الأنسجة المختلفة في جميع أنحاء الجسم. هذا مهم لأن بعض الأنسجة لديها معدل استقلاب أعلى من غيرها. تستخدم الأنسجة عالية النشاط، مثل العضلات، الأكسجين بسرعة لإنتاج ATP، مما يخفض الضغط الجزئي للأكسجين في الأنسجة إلى حوالي 20 ملم زئبق. يبلغ الضغط الجزئي للأكسجين داخل الشعيرات الدموية حوالي 100 ملم زئبق، وبالتالي يصبح الفرق بين الاثنين مرتفعًا جدًا، حوالي 80 ملم زئبق. ونتيجة لذلك، ينفصل عدد أكبر من جزيئات الأكسجين عن الهيموجلوبين ويدخل الأنسجة. والعكس صحيح بالنسبة للأنسجة، مثل الدهون (دهون الجسم)، التي لديها معدلات استقلابية أقل. نظرًا لاستخدام كمية أقل من الأكسجين في هذه الخلايا، يظل الضغط الجزئي للأكسجين داخل هذه الأنسجة مرتفعًا نسبيًا، مما يؤدي إلى تفكك جزيئات الأكسجين عن الهيموجلوبين ودخول السائل الخلالي للأنسجة. على الرغم من أنه يُقال إن الدم الوريدي غير مؤكسج، إلا أن بعض الأكسجين لا يزال مرتبطًا بالهيموجلوبين في خلايا الدم الحمراء. يوفر هذا احتياطي الأكسجين الذي يمكن استخدامه عندما تتطلب الأنسجة فجأة المزيد من الأكسجين.
تؤثر العوامل الأخرى غير الضغط الجزئي أيضًا على منحنى التشبع/التفكك بالأكسجين والهيموجلوبين. على سبيل المثال، تؤدي درجة الحرارة المرتفعة إلى تحفيز الهيموجلوبين والأكسجين على التفكك بشكل أسرع، في حين أن درجة الحرارة المنخفضة تمنع التفكك (انظر الشكل\(\PageIndex{2}\) الأوسط). ومع ذلك، ينظم جسم الإنسان درجة الحرارة بإحكام، لذلك قد لا يؤثر هذا العامل على تبادل الغازات في جميع أنحاء الجسم. الاستثناء من ذلك هو الأنسجة عالية النشاط، والتي قد تطلق كمية أكبر من الطاقة مقارنة بالحرارة. ونتيجة لذلك، ينفصل الأكسجين بسهولة عن الهيموجلوبين، وهي آلية تساعد على تزويد الأنسجة النشطة بمزيد من الأكسجين.
يمكن أن تؤثر بعض الهرمونات، مثل الأندروجينات والإبينفرين وهرمونات الغدة الدرقية وهرمون النمو، على منحنى تشبع/تفكك الأكسجين والهيموجلوبين عن طريق تحفيز إنتاج مركب يسمى 2،3-bisphosphoglerate (BPG) بواسطة كريات الدم الحمراء. BPG هو منتج ثانوي لتحلل السكر. نظرًا لأن كريات الدم الحمراء لا تحتوي على الميتوكوندريا، فإن تحلل السكر هو الطريقة الوحيدة التي تنتج بها هذه الخلايا ATP. يعزز BPG فصل الأكسجين عن الهيموجلوبين. لذلك، كلما زاد تركيز BPG، زاد فصل الأكسجين بسهولة عن الهيموجلوبين، على الرغم من ضغطه الجزئي.
يعد الرقم الهيدروجيني للدم عاملاً آخر يؤثر على منحنى التشبع/التفكك بالأكسجين - الهيموجلوبين (انظر الشكل\(\PageIndex{2}\)). إن تأثير Bohr هو ظاهرة تنشأ من العلاقة بين درجة الحموضة وتقارب الأكسجين للهيموغلوبين: فدرجة الحموضة المنخفضة والأكثر حمضية تعزز تفكك الأكسجين عن الهيموجلوبين. في المقابل، فإن درجة الحموضة الأعلى أو الأساسية تمنع انفصال الأكسجين عن الهيموجلوبين. كلما زادت كمية ثاني أكسيد الكربون في الدم، زاد عدد الجزيئات التي يجب تحويلها، والتي بدورها تولد أيونات الهيدروجين وبالتالي تخفض درجة الحموضة في الدم. علاوة على ذلك، قد تصبح درجة الحموضة في الدم أكثر حمضية عندما يتم إطلاق بعض المنتجات الثانوية لعملية التمثيل الغذائي للخلايا، مثل حمض اللاكتيك وحمض الكربونك وثاني أكسيد الكربون، في مجرى الدم.
هيموغلوبين في الجنين
لدى الجنين الدورة الدموية الخاصة به مع كريات الدم الحمراء الخاصة به؛ ومع ذلك، فإنه يعتمد على الأم للحصول على الأكسجين. يتم تزويد الجنين بالدم عن طريق الحبل السري المتصل بالمشيمة ويفصله المشيماء عن دم الأم. تشبه آلية تبادل الغازات في المشيماء تبادل الغازات في الغشاء التنفسي. ومع ذلك، يكون الضغط الجزئي للأكسجين أقل في دم الأم في المشيمة، بحوالي 35 إلى 50 ملم زئبق، مقارنة بدم شرياني الأم. الفرق في الضغوط الجزئية بين دم الأم والجنين ليس كبيرًا، حيث يبلغ الضغط الجزئي للأكسجين في دم الجنين في المشيمة حوالي 20 ملم زئبق. لذلك، لا يوجد الكثير من انتشار الأكسجين في إمدادات دم الجنين. يتغلب هيموغلوبين الجنين على هذه المشكلة من خلال وجود تقارب أكبر للأكسجين مقارنة بالهيموغلوبين الأمومي (الشكل\(\PageIndex{3}\)). يحتوي كل من الهيموغلوبين الجنيني والكبير على أربع وحدات فرعية، لكن وحدتين من الوحدات الفرعية للهيموغلوبين الجنيني لهما بنية مختلفة تجعل الهيموجلوبين الجنيني أكثر تقاربًا بالأكسجين من الهيموجلوبين البالغ.

نقل ثاني أكسيد الكربون في الدم
يتم نقل ثاني أكسيد الكربون من خلال ثلاث آليات رئيسية. الآلية الأولى لنقل ثاني أكسيد الكربون هي بلازما الدم، حيث تذوب بعض جزيئات ثاني أكسيد الكربون في الدم. الآلية الثانية هي النقل في شكل بيكربونات (HCO 3 —)، والذي يذوب أيضًا في البلازما. تشبه الآلية الثالثة لنقل ثاني أكسيد الكربون نقل الأكسجين بواسطة كريات الدم الحمراء (الشكل\(\PageIndex{4}\)).

ثاني أكسيد الكربون المذاب
على الرغم من أن ثاني أكسيد الكربون لا يعتبر عالي الذوبان في الدم، إلا أن جزءًا صغيرًا - حوالي 7 إلى 10 بالمائة - من ثاني أكسيد الكربون الذي ينتشر في الدم من الأنسجة يذوب في البلازما. ثم ينتقل ثاني أكسيد الكربون المذاب في مجرى الدم وعندما يصل الدم إلى الشعيرات الدموية الرئوية، ينتشر ثاني أكسيد الكربون المذاب عبر الغشاء التنفسي إلى الحويصلات الهوائية، حيث يتم الزفير بعد ذلك أثناء التهوية الرئوية.
مخزن البيكربونات
يتم نقل جزء كبير - حوالي 70 بالمائة - من جزيئات ثاني أكسيد الكربون المنتشرة في الدم إلى الرئتين على شكل بيكربونات. يتم إنتاج معظم البيكربونات في كريات الدم الحمراء بعد انتشار ثاني أكسيد الكربون في الشعيرات الدموية، ثم إلى خلايا الدم الحمراء. يتسبب الأنهيدراز الكربوني (CA) في تكوين ثاني أكسيد الكربون والماء لحمض الكربونك (H 2 CO 3)، الذي يتفكك إلى أيونيين: بيكربونات (HCO 3 -) والهيدروجين (H +). الصيغة التالية تصور هذا التفاعل:
تميل البيكربونات إلى التراكم في كريات الدم الحمراء، بحيث يكون هناك تركيز أكبر من البيكربونات في كريات الدم الحمراء مقارنة ببلازما الدم المحيطة. ونتيجة لذلك، فإن بعض البيكربونات ستترك كريات الدم الحمراء وتنتقل إلى أسفل تدرج تركيزها إلى البلازما مقابل أيونات الكلوريد (Cl -). يشار إلى هذه الظاهرة باسم تحول الكلوريد وتحدث لأنه من خلال تبادل أيون سالب واحد بأيون سالب آخر، لا تتغير الشحنة الكهربائية للكريات الحمراء ولا شحنة الدم.
في الشعيرات الدموية الرئوية، يتم عكس التفاعل الكيميائي الذي أنتج البيكربونات (كما هو موضح أعلاه)، وثاني أكسيد الكربون والماء هما المنتجات. يعود الكثير من البيكربونات في البلازما إلى كريات الدم الحمراء مقابل أيونات الكلوريد. تتحد أيونات الهيدروجين وأيونات البيكربونات لتكوين حمض الكربونك، الذي يتم تحويله إلى ثاني أكسيد الكربون والماء بواسطة الأنهيدراز الكربوني. ينتشر ثاني أكسيد الكربون خارج كريات الدم الحمراء إلى البلازما، حيث يمكن أن ينتشر أكثر عبر الغشاء التنفسي إلى الحويصلات الهوائية ليتم الزفير أثناء التهوية الرئوية.
هيموغلوبين الكارباميني
يرتبط حوالي 20 بالمائة من ثاني أكسيد الكربون بالهيموجلوبين ويتم نقله إلى الرئتين. لا يرتبط ثاني أكسيد الكربون بالحديد مثل الأكسجين؛ بدلاً من ذلك، يربط ثاني أكسيد الكربون جزيئات الأحماض الأمينية على أجزاء الغلوبين من الهيموجلوبين لتكوين كاربامينوهيموغلوبين، الذي يتشكل عندما يرتبط الهيموجلوبين وثاني أكسيد الكربون. عندما لا ينقل الهيموجلوبين الأكسجين، فإنه يميل إلى أن يكون لونه أرجواني مزرق، مما يخلق اللون المارون الغامق النموذجي للدم غير المؤكسج. توضح الصيغة التالية هذا التفاعل العكسي:
\[CO_{2(g)}+Hb \rightleftharpoons HbCO_2\]
على غرار نقل الأكسجين بواسطة الهيم، يعتمد ارتباط وتفكك ثاني أكسيد الكربون من وإلى الهيموجلوبين على الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون. بسبب إطلاق ثاني أكسيد الكربون من الرئتين، يكون ضغط ثاني أكسيد الكربون الذي يخرج من الرئتين ويصل إلى أنسجة الجسم أقل ضغطًا جزئيًا من ثاني أكسيد الكربون مقارنة بالأنسجة. ونتيجة لذلك، يترك ثاني أكسيد الكربون الأنسجة بسبب ضغطه الجزئي العالي، ويدخل الدم، ثم ينتقل إلى خلايا الدم الحمراء، ويرتبط بالهيموجلوبين. في المقابل، في الشعيرات الدموية الرئوية، يكون الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون مرتفعًا مقارنة بالحويصلات الهوائية. ونتيجة لذلك، ينفصل ثاني أكسيد الكربون بسهولة عن الهيموجلوبين وينتشر عبر الغشاء التنفسي في الهواء.
بالإضافة إلى الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون، يؤثر تشبع الأكسجين للهيموغلوبين والضغط الجزئي للأكسجين في الدم أيضًا على تقارب الهيموجلوبين مع ثاني أكسيد الكربون. تأثير Haldane هو ظاهرة تنشأ من العلاقة بين الضغط الجزئي للأكسجين وتقارب الهيموجلوبين لثاني أكسيد الكربون. الهيموجلوبين المشبع بالأكسجين لا يربط بسهولة ثاني أكسيد الكربون. ومع ذلك، عندما لا يرتبط الأكسجين بالهيم ويكون الضغط الجزئي للأكسجين منخفضًا، يرتبط الهيموجلوبين بسهولة بثاني أكسيد الكربون.
شاهد هذا الفيديو لمشاهدة نقل الأكسجين من الرئتين إلى الأنسجة. لماذا يكون الدم المؤكسج أحمر فاتحًا، بينما يميل الدم غير المؤكسج إلى اللون الأرجواني؟
مراجعة الفصل
يتم نقل الأكسجين بشكل أساسي عبر الدم عن طريق كريات الدم الحمراء. تحتوي هذه الخلايا على بروتين معدني يسمى الهيموجلوبين، والذي يتكون من أربع وحدات فرعية ذات بنية تشبه الحلقة. تحتوي كل وحدة فرعية على ذرة واحدة من الحديد مرتبطة بجزيء الهيم. يقوم الهيم بربط الأكسجين بحيث يمكن لكل جزيء هيموغلوبين ربط ما يصل إلى أربعة جزيئات أكسجين. عندما تكون جميع وحدات الهيم في الدم مرتبطة بالأكسجين، يعتبر الهيموجلوبين مشبعًا. يكون الهيموجلوبين مشبعًا جزئيًا عندما تكون بعض وحدات الهيم فقط مرتبطة بالأكسجين. يعد منحنى تشبع/تفكك الأكسجين والهيموجلوبين طريقة شائعة لتصوير العلاقة بين مدى سهولة ارتباط الأكسجين بالهيموجلوبين أو انفصاله عنه كدالة للضغط الجزئي للأكسجين. مع زيادة الضغط الجزئي للأكسجين، يزداد ارتباط الهيموجلوبين بالأكسجين بسهولة. في الوقت نفسه، بمجرد ارتباط جزيء واحد من الأكسجين بالهيموجلوبين، ترتبط جزيئات الأكسجين الإضافية بسهولة أكبر بالهيموجلوبين. يمكن لعوامل أخرى مثل درجة الحرارة ودرجة الحموضة والضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون وتركيز 2,3-بيسفوغليسيريت أن تعزز أو تمنع ارتباط الهيموجلوبين والأكسجين أيضًا. هيموغلوبين الجنيني له بنية مختلفة عن الهيموجلوبين البالغ، مما يؤدي إلى ارتباط الهيموجلوبين الجنيني بالأكسجين أكثر من الهيموجلوبين البالغ.
يتم نقل ثاني أكسيد الكربون في الدم بثلاث آليات مختلفة: مثل ثاني أكسيد الكربون المذاب، أو البيكربونات، أو كربامينوهيموغلوبين. يبقى جزء صغير من ثاني أكسيد الكربون. أكبر كمية من ثاني أكسيد الكربون المنقول هي البيكربونات، المتكونة في كريات الدم الحمراء. لهذا التحويل، يتم دمج ثاني أكسيد الكربون مع الماء بمساعدة إنزيم يسمى الأنهيدراز الكربوني. يشكل هذا المزيج حمض الكربوميك، الذي يتفكك تلقائيًا إلى أيونات البيكربونات والهيدروجين. عندما يتراكم البيكربونات في كريات الدم الحمراء، يتم نقله عبر الغشاء إلى البلازما مقابل أيونات الكلوريد بواسطة آلية تسمى تحول الكلوريد. في الشعيرات الدموية الرئوية، تدخل البيكربونات مرة أخرى إلى كريات الدم الحمراء مقابل أيونات الكلوريد، ويتم عكس التفاعل مع الأنهيدراز الكربوني، مما يؤدي إلى إعادة تكوين ثاني أكسيد الكربون والماء. ثم ينتشر ثاني أكسيد الكربون خارج كرات الدم الحمراء وعبر الغشاء التنفسي في الهواء. ترتبط كمية وسيطة من ثاني أكسيد الكربون مباشرة بالهيموجلوبين لتكوين كاربامينوهيموغلوبين. تؤثر الضغوط الجزئية لثاني أكسيد الكربون والأكسجين، وكذلك تشبع الهيموجلوبين بالأكسجين، على مدى سهولة ارتباط الهيموجلوبين بثاني أكسيد الكربون. كلما قل تشبع الهيموجلوبين وكلما انخفض الضغط الجزئي للأكسجين في الدم، زاد ارتباط الهيموجلوبين بسهولة بثاني أكسيد الكربون. هذا مثال على تأثير Haldane.
أسئلة الرابط التفاعلي
شاهد هذا الفيديو لمشاهدة نقل الأكسجين من الرئتين إلى الأنسجة. لماذا يكون الدم المؤكسج أحمر فاتحًا، بينما يميل الدم غير المؤكسج إلى اللون الأرجواني؟
الإجابة: عندما يرتبط الأكسجين بجزيء الهيموجلوبين، يتم إنشاء أوكسي هيموغلوبين، الذي له لون أحمر. يميل الهيموجلوبين غير المرتبط بالأكسجين إلى أن يكون أكثر من اللون الأزرق والأرجواني. يحتوي الدم المؤكسج الذي ينتقل عبر الشرايين الجهازية على كميات كبيرة من أوكسي هيموغلوبين. عندما يمر الدم عبر الأنسجة، يتم إطلاق الكثير من الأكسجين في الشعيرات الدموية الجهازية. لذلك، يحتوي الدم غير المؤكسج العائد عبر الأوردة الجهازية على كميات أقل بكثير من أوكسي هيموغلوبين. كلما زاد وجود أوكسي هيموغلوبين في الدم، كلما كان السائل أكثر احمرارًا. ونتيجة لذلك، سيكون الدم المؤكسج أكثر احمرارًا في اللون من الدم غير المؤكسج.
مراجعة الأسئلة
سؤال: يتكون أوكسي هيموغلوبين عن طريق تفاعل كيميائي بين أي مما يلي؟
أ. الهيموجلوبين وثاني أكسيد الكربون
B. الأنهيدراز الكربوني وثاني أكسيد الكربون
C. الهيموجلوبين والأكسجين
د. الأنهيدراز الكربوني والأكسجين
الإجابة: ج
س: أي من العوامل التالية تلعب دورًا في منحنى تشبع/تفكك الأكسجين والهيموجلوبين؟
أ. درجة الحرارة
ب. درجة الحموضة
ج. BPG
د. كل ما سبق
الإجابة: د
سؤال: أي مما يلي يحدث أثناء تحول الكلوريد؟
A. تتم إزالة الكلوريد من كرات الدم الحمراء.
يتم استبدال كلوريد B بالبيكربونات.
تتم إزالة البيكربونات C من كرات الدم الحمراء.
يتم إزالة D. بيكربونات من الدم.
الإجابة: ب
س: يؤدي الضغط الجزئي المنخفض للأكسجين إلى تعزيز ارتباط الهيموجلوبين بثاني أكسيد الكربون. هذا مثال على ________.
ألف - تأثير الهالدين
باء - تأثير بوهر
قانون سي دالتون
قانون دي هنري
الإجابة: أ
أسئلة التفكير النقدي
س: قارن وقارن بين الهيموجلوبين البالغ والهيموجلوبين الجنيني.
ج: يقوم كل من الهيموجلوبين البالغ والجنين بنقل الأكسجين عبر جزيئات الحديد. ومع ذلك، فإن الهيموغلوبين الجنيني يرتبط بالأكسجين بحوالي 20 ضعفًا مقارنة بالهيموغلوبين البالغ. هذا بسبب الاختلاف في التركيب؛ يحتوي الهيموجلوبين الجنيني على وحدتين فرعيتين لهما بنية مختلفة قليلاً عن الوحدات الفرعية للهيموغلوبين البالغ.
س: وصف العلاقة بين الضغط الجزئي للأكسجين وربط الأكسجين بالهيموجلوبين.
ج: يتم وصف العلاقة بين الضغط الجزئي للأكسجين وربط الهيموجلوبين بالأكسجين من خلال منحنى التشبع/التفكك بالأكسجين والهيموجلوبين. مع زيادة الضغط الجزئي للأكسجين، يزداد عدد جزيئات الأكسجين المرتبطة بالهيموجلوبين، مما يزيد من تشبع الهيموجلوبين.
س: وصف ثلاث طرق يمكن من خلالها نقل ثاني أكسيد الكربون.
ج: يمكن نقل ثاني أكسيد الكربون بثلاث آليات: مذاب في البلازما أو في صورة بيكربونات أو كربامينوهيموغلوبين. تذوب جزيئات ثاني أكسيد الكربون في البلازما وتنتشر ببساطة في الدم من الأنسجة. يتم إنشاء البيكربونات عن طريق تفاعل كيميائي يحدث غالبًا في كريات الدم الحمراء، حيث ينضم إلى ثاني أكسيد الكربون والماء بواسطة الأنهيدراز الكربوني، مما ينتج حمض الكربونك، الذي يتحلل إلى أيونات البيكربونات والهيدروجين. الكاربامينوهيموغلوبين هو الشكل المقيد للهيموغلوبين وثاني أكسيد الكربون.
مسرد المصطلحات
- تأثير بوهر
- العلاقة بين درجة الحموضة في الدم وتفكك الأكسجين من الهيموجلوبين
- هيموغلوبين الكارباميني
- شكل مقيد من الهيموجلوبين وثاني أكسيد الكربون
- الأنهيدراز الكربوني (CA)
- إنزيم يحفز التفاعل الذي يتسبب في تكوين ثاني أكسيد الكربون والماء لحمض الكربونك
- تحول الكلوريد
- الانتشار الميسر الذي يتبادل البيكربونات (HCO 3 -) مع أيونات الكلوريد (Cl -)
- تأثير هالدين
- العلاقة بين الضغط الجزئي للأكسجين وتقارب الهيموجلوبين لثاني أكسيد الكربون
- أوكسي هيمو
- (Hb—O 2) شكل مقيد من الهيموجلوبين والأكسجين
- منحنى تفكك الأكسجين والهيموجلوبين
- رسم بياني يصف علاقة الضغط الجزئي بربط وانفصال الأكسجين من وإلى الهيم