Hapniku transport

Selle Hapniku transport tähistab füsioloogilist protsessi organismis, mille käigus hapnik transporditakse alveoolidest kõikidesse keharakkudesse. See hõlmab keerulisi füüsikalisi ja keemilisi protsesse, mis on üksteisega tihedalt seotud. Kui neid protsesse häiritakse, võib keha olla hapnikuga varustamata.

Mis on hapniku transport?

Organismis energia saamiseks oksüdeeritakse süsivesikud, rasvad ja valgud. Seda oksüdeerumist nimetatakse ka põlemiseks ja see nõuab reagendina hapnikku. Energia genereerimiseks peavad oksüdatsioonid toimuma kõigis keharakkudes, mistõttu on vaja selleks vajalikku hapnikku kopsu alveoolidest ühtlaselt viia keha kõigisse piirkondadesse. Seda saab teha ainult hapniku transportimisega.

Hapniku transport sõltub teatud füüsikalistest ja keemilistest mõjutavatest muutujatest ja teguritest. Transpordivõimalusi on kaks. Suurem osa hapnikust on keeruka sideme kaudu pöörduvalt seotud hemoglobiinis oleva raua aatomiga. Vähemal määral saab hapniku lahustuda ka otse vereplasmas.

Hapnik difundeerub kopsu alveoolidest (alveoolidest) vereplasmasse. Mida kõrgem on osaline rõhk alveoolides, seda rohkem hapnikku satub verre. Hapnikurikas veri voolab kõigepealt vasakusse vatsakesse ja sealt transporditakse arteriaalse verena arterite kaudu sihtorganitesse ja sihtrakkudesse.

Seal vabastatakse nii pöörduvalt hemoglobiini kui ka vereplasmas vabalt lahustunud hapnik, mis jõuab üksikutesse rakkudesse. Seal tekib põlemisprodukt süsinikdioksiid, mis koos kasutamata hapnikuga naaseb venoosse vereringe kaudu kopsuarterisse. Kopsudes vabaneb ja väljahingatakse süsinikdioksiidi ning samal ajal imendub verre alveoolide kaudu uus hapnik.

Funktsioon ja ülesanne

Hapniku transpordi kõige olulisem funktsioon on sissehingatava hapniku ühtlane jaotumine kõigisse keharakkudesse. See on hapniku transpordil suurim väljakutse.

Keharakkudes oksüdeeruvad energiakandjatega süsivesikud, rasvad ja valgud energia vabanemisega. Energia toetab kõiki eluprotsesse. Hapniku tarnimise peatamise korral surevad mõjutatud rakud. Kui hapnikuvajadus on suurem, näiteks füüsilise töö ajal, tuleb vedada rohkem hapnikku kui puhkefaaside ajal.

Sellisel juhul on vajalik, et kopsu alveoolide ja vereplasma hapniku kontsentratsiooni erinevus oleks suurem kui siis, kui nõudlus on väiksem. Hingamis- ja pulsisagedus suureneb vastavalt. Hapniku osarõhk tõuseb. Sel viisil lahustatakse vereplasmas rohkem hapnikku või seotakse hemoglobiiniga.

Hemoglobiin moodustab rauaga keerukaid ühendeid, mis pärast esimese hapniku molekuli imendumist võivad siduda ka veelgi rohkem hapniku molekule. Hemoglobiini põhiüksus, heem, on nelja globiini molekuliga raua (II) kompleks. Heemi raua aatom võib siduda kuni neli hapniku molekuli. Kui esimene hapniku molekul on seotud, muutub heemi konformatsioon nii, et hapniku edasine omastamine muutub veelgi lihtsamaks. Hemoglobiini värvus muutub tumedast helepunaseks.

Hemoglobiini koormus sõltub mitmetest tihedalt seotud füüsikalistest ja keemilistest teguritest. On olemas koosmõju, mis avaldub hemoglobiini suurenevas hapniku afiinsuses selle kõrgema koormusega.

Madal pH väärtus koos kõrge süsinikdioksiidi osalise rõhuga soodustab aga hapniku täielikku vabastamist hemoglobiinist. Sama kehtib ka temperatuuri tõustes. Nendes füüsilistes tingimustes toimuvad muutused toimuvad keha erinevate aktiivsuse olekute piires, nii et organismi hapnikuvarustus on optimaalselt kooskõlas normaalselt toimiva hapniku transpordiga.

Ravimid leiate siit

Haigused ja tervisehäired

Kui keha ei ole enam optimaalselt hapnikuga varustatud, võib see põhjustada kahjustatud elundite funktsionaalseid piiranguid ja rikkeid. Hapnikku ei saa kehas säilitada. Seetõttu tuleb aktiivset hapniku transporti kõigi eluprotsesside ajal pidevalt säilitada. Kui aga hapnikuvarustus katkeb vaid mõneks minutiks, on tulemuseks sageli pöördumatud elundikahjustused või isegi elundihäired.

Optimaalselt toimiv vereringe on hapniku sujuva transportimise eeltingimus. Vereringesüsteemi häired arteriosklerootiliste veresoonte muutuste, verehüüvete või ummistuste tõttu võivad märkimisväärselt kahjustada keha hapnikuvarustust.

Kui veresooned on ahenenud, tõuseb vererõhk, et varustada elundeid hapnikuga. Infarkti, insuldi või kopsuemboolia korral võib verevarustus ja seega ka hapnikuvarustus täielikult blokeeruda.

Keha ebapiisava hapnikuvarustuse muud põhjused on mitmesugused südamehaigused, mis on seotud pumpamisvõime vähenemisega. Nende hulka kuuluvad üldine südamepuudulikkus, südame rütmihäired või põletikulised südamehaigused. Lõppkokkuvõttes tähendab see, et asjakohastesse sihtorganitesse ei jõua piisavalt verd.

Kuid ebapiisav hapnikuvarustus organismile võib tuleneda ka verehaigustest või teatud tüüpi mürgistusest. Näiteks konkureerib vingugaasi molekul hapniku molekuliga sarnase molekulaarse struktuuri tõttu hemoglobiinis seondumissaitide pärast. Vingugaasimürgitus on seega midagi muud kui ebapiisav hapnikuvarustus, mis võib põhjustada lämbumise surma.

Lisaks on mitmesuguseid geneetilisi verehaigusi, mis mõjutavad hemoglobiini struktuuri ja põhjustavad kroonilist hapnikupuudust. Siin võib näiteks tuua sirprakulise aneemia. Muude aneemia vormide (aneemia) tagajärjeks on ka pidev hapnikuvaegus.