অক্সিজেন পরিবহন এবং শ্বাসযন্ত্রের রঞ্জক পদার্থসমূহ
কীভাবে রক্ত একাকী জলের চেয়ে অনেক বেশি অক্সিজেন বহন করে, সমবায় রঞ্জক পদার্থ ব্যবহার করে যা ফুসফুস বা ফুলকায় অক্সিজেন লোড করে এবং যেখানে টিস্যুগুলি সবচেয়ে বেশি কাজ করছে সেখানে এটি ছেড়ে দেয়।
Definition
শ্বাসযন্ত্রের রঞ্জকগুলি হল ধাতু-ধারণকারী প্রোটিন যা অক্সিজেনকে বিপরীতভাবে আবদ্ধ করে রক্ত বা হিমোলিম্ফের অক্সিজেন বহন ক্ষমতাকে ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি করে, এবং অক্সিজেন পরিবহন হল শ্বাসযন্ত্রের পৃষ্ঠ এবং টিস্যুগুলির মধ্যে অক্সিজেন লোড করা, বহন করা এবং আনলোড করা — কার্বন ডাই অক্সাইড পরিবহনের সাথে।
Scope
এই বিষয়টি রক্তে অক্সিজেন এবং কার্বন ডাই অক্সাইডের পরিবহন নিয়ে আলোচনা করে: হিমোগ্লোবিন, হিমোসায়ানিন এবং অন্যান্য শ্বাসযন্ত্রের রঞ্জকগুলির গঠন এবং সমবায় বন্ধন; সিগময়েড অক্সিজেন বিয়োজন বক্ররেখা এবং কীভাবে এটি কার্বন ডাই অক্সাইড, pH, তাপমাত্রা এবং জৈব মডুলেটর দ্বারা স্থানান্তরিত হয়; এবং বাইকার্বনেট হিসাবে কার্বন ডাই অক্সাইডের পরিবহন। এটি প্রাণীদের মধ্যে রঞ্জকগুলির বৈচিত্র্য এবং বিভিন্ন অক্সিজেন পরিবেশে তাদের অভিযোজন নিয়ে আলোচনা করে। কভারেজ তুলনামূলক এবং যান্ত্রিক।
Core questions
- প্রাণীদের কেন দ্রবীভূত অক্সিজেনের উপর নির্ভর না করে অক্সিজেন-আবদ্ধকারী রঞ্জকগুলির প্রয়োজন?
- সমবায় বন্ধন কীভাবে অক্সিজেন লোডিং এবং আনলোডিংকে আকার দেয়?
- কার্বন ডাই অক্সাইড, pH এবং তাপমাত্রা কীভাবে অক্সিজেন বিয়োজন বক্ররেখাকে স্থানান্তরিত করে এবং কেন এটি কার্যকর?
- রক্তে কার্বন ডাই অক্সাইড কীভাবে পরিবাহিত হয় এবং শ্বাসযন্ত্রের পৃষ্ঠে বিনিময় হয়?
Key theories
- সমবায় বন্ধন এবং সিগময়েড বিয়োজন বক্ররেখা
- হিমোগ্লোবিনের চারটি মিথস্ক্রিয় সাবইউনিট অক্সিজেনকে সমবায়ভাবে আবদ্ধ করে, একটি সিগময়েড বিয়োজন বক্ররেখা তৈরি করে যা যেখানে অক্সিজেন প্রচুর সেখানে প্রায়-সম্পৃক্তি এবং যেখানে এটি দুষ্প্রাপ্য সেখানে দ্রুত আনলোডিংয়ের অনুমতি দেয়।
- বোর প্রভাব
- বর্ধিত কার্বন ডাই অক্সাইড এবং অম্লতা হিমোগ্লোবিনের অক্সিজেন আসক্তি হ্রাস করে, বিয়োজন বক্ররেখাকে স্থানান্তরিত করে যাতে বিপাকীয়ভাবে সক্রিয়, CO2-সমৃদ্ধ টিস্যুগুলিতে অক্সিজেন আরও সহজে নির্গত হয় — প্রথম বোর, হ্যাসেলবালচ এবং ক্রোগ দ্বারা বর্ণিত।
Mechanisms
যেহেতু অক্সিজেন কম দ্রবণীয়, তাই প্রাণীরা শ্বাসযন্ত্রের রঞ্জকগুলিকে রক্তকণিকায় প্যাক করে বা হিমোলিম্ফে দ্রবীভূত করে অক্সিজেনের ক্ষমতা বহু গুণ বৃদ্ধি করে। মেরুদণ্ডী প্রাণীর হিমোগ্লোবিন চারটি হিম আয়রনে ইতিবাচক সমবায়তার সাথে অক্সিজেন আবদ্ধ করে, একটি সিগময়েড বক্ররেখা দেয়। বক্ররেখার অবস্থান শারীরবৃত্তীয় কারণগুলির দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়: ক্রমবর্ধমান কার্বন ডাই অক্সাইড এবং হ্রাসমান pH আসক্তি হ্রাস করে (বোর প্রভাব), উষ্ণতা আসক্তি হ্রাস করে, এবং 2,3-বিসফসফোগ্লিসারেটের মতো জৈব ফসফেটগুলি ডিঅক্সিজেনযুক্ত ফর্মকে স্থিতিশীল করে। এই পরিবর্তনগুলি সক্রিয় টিস্যুগুলিতে আনলোডিং এবং শ্বাসযন্ত্রের পৃষ্ঠে লোডিংকে উৎসাহিত করে। কার্বন ডাই অক্সাইড বেশিরভাগই লোহিত রক্তকণিকায় কার্বনিক অ্যানহাইড্রেজ দ্বারা গঠিত বাইকার্বনেট হিসাবে পরিবাহিত হয়, কিছু হিমোগ্লোবিনের সাথে আবদ্ধ থাকে এবং সামান্য দ্রবীভূত থাকে; পারস্পরিক হ্যালডেন প্রভাব CO2 পরিবহনকে অক্সিজেনেশনের সাথে সংযুক্ত করে। অমেরুদণ্ডী প্রাণীর রঞ্জক যেমন তামা-ভিত্তিক হিমোসায়ানিন এবং লোহা-ভিত্তিক হিমেরিথ্রিন তুলনামূলক কিন্তু স্বতন্ত্র অভিযোজন দেখায়।
Clinical relevance
অক্সিজেন বন্ধনের তুলনামূলক শারীরতত্ত্ব উচ্চ উচ্চতা, ডুবুরি এবং হাইপোক্সিক জলের সাথে অভিযোজন ব্যাখ্যা করে এবং রক্তে অক্সিজেনের পরিমাপের ব্যাখ্যার ভিত্তি তৈরি করে; এটি কৃত্রিম অক্সিজেন বাহকগুলির বিকাশেও সহায়তা করে। এই এন্ট্রিটি শিক্ষামূলক এবং কোনও চিকিৎসা নির্দেশনা প্রদান করে না।
History
1904 সালে বোর, হ্যাসেলবালচ এবং ক্রোগ দ্বারা বোর প্রভাবের আবিষ্কার দেখায় যে অক্সিজেন বন্ধন কার্বন ডাই অক্সাইড দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়, এবং পেরুটজ দ্বারা পরবর্তী কাঠামোগত কাজ প্রকাশ করে যে কীভাবে হিমোগ্লোবিনের স্থাপত্য থেকে সমবায়তা এবং অ্যালোস্টেরিক মডুলেশন উদ্ভূত হয়। তুলনামূলক শারীরতত্ত্ব তখন থেকে শ্বাসযন্ত্রের রঞ্জকগুলির একটি বিস্তৃত পরিসর এবং তাদের পরিবেশগত অভিযোজনগুলি তালিকাভুক্ত করেছে।
Key figures
- Christian Bohr
- August Krogh
- Karl Hasselbalch
- Max Perutz
Related topics
Seminal works
- bohr1904
- hill2016
- schmidtnielsen1997
Frequently asked questions
- বোর প্রভাব কী?
- এটি কার্বন ডাই অক্সাইড বৃদ্ধি পেলে এবং pH হ্রাস পেলে হিমোগ্লোবিনের অক্সিজেন আসক্তি হ্রাস করা, যা রক্তকে সক্রিয় টিস্যুগুলিতে অক্সিজেন মুক্ত করতে সহায়তা করে যেখানে এটির সবচেয়ে বেশি প্রয়োজন।
- সব অক্সিজেন-বহনকারী রঞ্জক কি হিমোগ্লোবিনের মতো লাল?
- না। অনেক অমেরুদণ্ডী প্রাণী হিমোসায়ানিন ব্যবহার করে, একটি তামা-ভিত্তিক রঞ্জক যা অক্সিজেনযুক্ত হলে নীলচে হয়, এবং কিছু অন্যান্য রঞ্জক ব্যবহার করে, যার সবগুলিই অক্সিজেন ক্ষমতা বাড়ানোর একই ভূমিকা পালন করে।