Кислород (O2) е от съществено значение за хората. Кислород поемането от въздуха, който дишаме, се извършва в белите дробове. Оттам нататък кислород-богат кръв се транспортира до клетките. Те се нуждаят от кислород като част от вътрешното клетъчно дишане за производство на енергия.
Какво представлява усвояването на кислород?
Кислородът (O2) е от съществено значение за хората. Поглъщането на кислород от въздуха, който дишаме, се случва в белите дробове. С всеки инхалация, въздухът, който дишаме, навлиза в белите дробове през нос, уста и гърлото, трахеята и бронхите. Белите дробове съдържат така наречените алвеоли, въздушните торбички в белите дробове. Алвеолите са подредени като грозде. Човекът бял дроб се изчислява да се състои от 300 милиона алвеоли. Тук се извършва обменът на газ и по този начин усвояването на кислород. Около всяка алвеола има малки капиляри кръв съдове. Основата на обмена на вещества в белите дробове е дифузия. Дифузията е физически процес, който води до балансирано смесване на две различни вещества. Беден на кислород кръв, който идва от цялото тяло и е бил изпомпван в белите дробове отдясно сърце, протича през съдове обграждащи алвеолите. След инхалация, има много кислород в алвеолите. По този начин кислородът се движи от мястото на високо концентрация, който е алвеолите, до мястото с по-ниска концентрация, което е кръвта в капилярите. Във връзка с газовете дифузията се нарича и парциално налягане. Всеки газ упражнява частично налягане. Парциалното налягане описва съотношението, което има газът от общото налягане в газова смес. Сега в белите дробове действат различни парциални налягания. В белодробни алвеоли, има високо парциално налягане на кислорода, докато парциалното налягане на O2 в капилярите е доста ниско. По този начин кислородът преминава в белодробните капиляри. Този обмен установява равновесие между парциалното налягане на O2 в алвеолите и парциалното налягане на O2 в околните съдове. Форум въглероден диоксид (CO2), има разлика в парциалното налягане в обратна посока. По този начин CO2 дифундира от белодробните капиляри в алвеолите и след това се издишва. В кръвта кислородът се свързва с хемоглобин на червените кръвни клетки. От белите дробове богатата на кислород кръв след това се движи вляво сърце и се разпределя в тялото. Парциалното налягане също играе роля в усвояването на кислород от отделните клетки. В клетките на тялото има по-ниско парциално налягане на O2, отколкото в малките кръвоносни съдове, които доставят клетките. Точно както в белите дробове, и сега кислородът се дифундира от богата на кислород кръв в клетки, изчерпани с кислород.
Функция и цел
Хората не могат да съществуват без кислород, така че транспортирането и усвояването на кислорода са от съществено значение за живота. Самият кислород не съдържа енергия, но създава условия за производство на енергия в клетките на тялото. Този процес е известен още като аеробно дишане или клетъчно дишане. Той се провежда в митохондрии на клетката. Митохондриите са органели на клетките. Поради своята функция те се наричат още електроцентрали на клетката. За да произвежда енергия, митохондрии се нуждаят от кислород и гликоза, т.е. захар. Чрез различни метаболитни процеси в митохондриалната матрица се получава енергия от захар и кислород под формата на аденозин трифосфат (АТФ). Клетъчното дишане протича в четири етапа: гликолиза, окислително декарбоксилиране, цитратен цикъл и дихателна верига. С изключение на гликолизата, всички процеси изискват кислород за безпроблемна работа. ATP е универсален и най-вече незабавен енергиен носител. Във всяка клетка на тялото се изчисляват 10 милиона АТФ молекули се консумират за секунда. Страничните продукти на клетъчното дишане са вода намлява въглероден диоксид. Около 32 ATP молекули може да се получи от една молекула на гликоза под въздействието на кислород. Енергия под формата на АТФ може да се получи и при анаеробни условия. Въпреки това, лактат се образува там като отпадъчен продукт. Това може олово до признаци на умора, особено в мускулната тъкан. Освен това баланс на 2 молекули от АТФ на гликоза молекулата е доста бедна.
Болести и неразположения
При хронична бял дроб заболяване, усвояването на кислород в белите дробове е силно ограничено. Последицата от хронична обструктивна белодробна болест (ХОББ) често е емфизем. Хроничната обструкция на дихателните пътища води до задържане на въздух в алвеолите, когато пациентът издишва, което в крайна сметка води до свръхнадуване на алвеолите. Разделителните стени между отделните алвеоли се разрушават и в белите дробове се образува голямо въздушно пространство. Тук вече не може да се извършва обмен на газ и съответно се предотвратява поглъщането на кислород. Пациентите с емфизем страдат от задух и цианоза, т.е. синьо обезцветяване на кожа и лигавиците. Ако функционалната бял дроб тъкан претърпява съединителната тъкан ремоделиране, това се нарича белодробна фиброза. Това може да бъде причинено от автоимунни заболявания или излагане на азбест, например. Съединителната тъкан образува се между алвеолите и белодробните капиляри. Това възпрепятства усвояването на кислород. Симптоми на белодробна фиброза включват задух, ниска толерантност към упражненията и постоянна кашлица. Тежка белодробни заболявания като напреднала фиброза или напреднал емфизем може да изискват кислород притежава за компенсиране на дефицита на кислород. Въпреки това, дори със здрави бели дробове, нормално инхалация и нормално съдържание на кислород във въздуха, който дишаме, може да възникне дефицит на кислород. Причината тук е липсата на абсорбция капацитет на червените кръвни клетки поради анемия. Въпреки че кислородът достига кръвта от алвеолите, той не може да се свърже с червените кръвни клетки. Същото се отнася и за въглероден отравяне с моноксид. Газът се свързва с хемоглобин, блокирайки пространството, което молекулите на кислорода биха заели. Отравянето с въглероден окис може да бъде фатално за много кратко време.
