ऑक्सीजन परिवहन और वितरण

ऑक्सीजन परिवहन और वितरण यह वर्णन करता है कि फेफड़ों में एक बार ऑक्सीजन लोड होने के बाद, यह रक्त में कैसे ले जाया जाता है और ऊतकों तक पहुंचाया जाता है। चूंकि ऑक्सीजन प्लाज्मा में कम घुलनशील है, इसलिए इसका लगभग सारा हिस्सा हीमोग्लोबिन से बंधा होता है, और वितरित मात्रा रक्त ऑक्सीजन सामग्री और रक्त प्रवाह के उत्पाद पर निर्भर करती है।

Definition

ऑक्सीजन परिवहन रक्त में ऑक्सीजन का वहन है, जो मुख्य रूप से हीमोग्लोबिन से बंधा होता है जिसमें एक छोटा घुलित अंश होता है; ऑक्सीजन वितरण वह दर है जिस पर ऑक्सीजन ऊतकों तक पहुंचती है, जो धमनी ऑक्सीजन सामग्री को रक्त प्रवाह से गुणा करने के बराबर है।

Scope

यह विषय रक्त ऑक्सीजन के घुलित और हीमोग्लोबिन-बंधित अंशों, सिग्मॉइड ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र और इसे स्थानांतरित करने वाले कारकों, ऑक्सीजन सामग्री और ऑक्सीजन वितरण की गणना, और ऑक्सीजन संवेदन के मूल तर्क को शामिल करता है। यह संदर्भ शरीर विज्ञान है और खुराक या उपचार मार्गदर्शन प्रदान नहीं करता है।

Core questions

• ऑक्सीजन रक्त में किन रूपों में और किस अनुपात में ले जाया जाता है?
• ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र सिग्मॉइड क्यों होता है, और इसे क्या स्थानांतरित करता है?
• ऑक्सीजन वितरण ऑक्सीजन सामग्री और कार्डियक आउटपुट से कैसे संबंधित है?
• कोशिकाएं और शरीर कम ऑक्सीजन को कैसे महसूस करते हैं और प्रतिक्रिया करते हैं?

Key concepts

• घुलित ऑक्सीजन बनाम हीमोग्लोबिन-बंधित ऑक्सीजन
• ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र
• P50 और वक्र बदलाव (pH, CO2, तापमान, 2,3-BPG)
• बोहर प्रभाव
• धमनी ऑक्सीजन सामग्री (CaO2)
• ऑक्सीजन वितरण (DO2 = CaO2 x कार्डियक आउटपुट)

Key theories

सहयोगात्मक ऑक्सीजन बंधन

हीमोग्लोबिन सहयोगात्मक रूप से ऑक्सीजन को बांधता है, जिससे पृथक्करण वक्र को उसका सिग्मॉइड आकार मिलता है ताकि ऑक्सीजन उच्च फेफड़ों के तनाव पर कुशलता से लोड हो और कम ऊतक तनाव पर आसानी से अनलोड हो; यह व्यवहार ऑक्सीजन सामग्री गणना का मात्रात्मक आधार है।

ऑक्सीजन संवेदन और HIF सिग्नलिंग

कोशिकाएं हाइपोक्सिया-प्रेरित कारकों के माध्यम से ऑक्सीजन को महसूस करती हैं जिनकी स्थिरता ऑक्सीजन-निर्भर हाइड्रॉक्सिलेशन पर निर्भर करती है, जो ऑक्सीजन उपलब्धता को एरिथ्रोपोइएसिस और एंजियोजेनेसिस जैसी अनुकूली प्रतिक्रियाओं से जोड़ती है।

Mechanisms

ऑक्सीजन की केवल थोड़ी मात्रा प्लाज्मा में घुलती है; अधिकांश हीमोग्लोबिन से प्रतिवर्ती रूप से बंधती है, जिसके चार उप-इकाइयां सिग्मॉइड पृथक्करण वक्र का उत्पादन करने के लिए सहयोगात्मक रूप से ऑक्सीजन को बांधती हैं। वक्र की स्थिति, जिसे P50 द्वारा संक्षेपित किया गया है, उच्च कार्बन डाइऑक्साइड, कम पीएच, उच्च तापमान और उच्च 2,3-बिसफॉस्फोग्लिसरेट के साथ दाईं ओर (अनलोडिंग के पक्ष में) स्थानांतरित होती है, और विपरीत परिस्थितियों में बाईं ओर; कार्बन-डाइऑक्साइड और पीएच प्रभाव बोहर प्रभाव है। धमनी ऑक्सीजन सामग्री मुख्य रूप से हीमोग्लोबिन एकाग्रता और इसकी संतृप्ति के साथ-साथ छोटे घुलित पद द्वारा निर्धारित होती है, और ऊतकों तक ऑक्सीजन वितरण उस सामग्री को रक्त प्रवाह से गुणा करने पर होता है। सेलुलर स्तर पर, ऑक्सीजन-निर्भर हाइड्रॉक्सिलेशन हाइपोक्सिया-प्रेरित कारकों को नियंत्रित करता है जो ऑक्सीजन उपलब्धता के लिए दीर्घकालिक प्रतिक्रियाओं को समायोजित करते हैं।

Clinical relevance

यह समझना कि वितरण हीमोग्लोबिन, संतृप्ति और प्रवाह पर निर्भर करता है - न कि केवल आंशिक दबाव पर - ऑक्सीजनेशन और एनीमिया की व्याख्या और ऑक्सीजन सामग्री को मापने के तर्क को रेखांकित करता है। यह प्रविष्टि संदर्भ शरीर विज्ञान है और व्यक्तिगत उपचार निर्णयों या ऑक्सीजन निर्धारित करने का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

परिवहन शरीर विज्ञान स्थापित पाठ्यपुस्तक सामग्री है जिसमें पृथक्करण वक्र के लंबे समय से मात्रात्मक विवरण हैं; ऑक्सीजन-संवेदन घटक हाइपोक्सिया सिग्नलिंग की सहकर्मी-समीक्षित समीक्षा को दर्शाता है। यह विषय दिशानिर्देश-शासित अभ्यास के बजाय वर्णनात्मक शरीर विज्ञान है।

History

ऑक्सीजन का हीमोग्लोबिन से सहयोगात्मक, सिग्मॉइड बंधन और कार्बन डाइऑक्साइड और अम्लता (बोहर प्रभाव) का प्रभाव बीसवीं शताब्दी की शुरुआत में वर्णित किया गया था, और वक्र के सुविधाजनक मात्रात्मक विवरण बाद में आए। हाइपोक्सिया-प्रेरित कारकों के माध्यम से ऑक्सीजन संवेदन का आणविक आधार इक्कीसवीं शताब्दी के मोड़ पर स्पष्ट किया गया था।

Key figures

• Christian Bohr
• John B. West
• John Severinghaus
• Gregg Semenza

Seminal works

• semenza-2011
• severinghaus-1979

Frequently asked questions

अधिकांश ऑक्सीजन प्लाज्मा में घुलने के बजाय हीमोग्लोबिन से बंधकर क्यों यात्रा करती है?

ऑक्सीजन प्लाज्मा में केवल थोड़ा घुलनशील है, इसलिए घुलित मात्रा ऊतक की जरूरतों को पूरा करने के लिए बहुत कम है; हीमोग्लोबिन से बंधना रक्त की ऑक्सीजन-वहन क्षमता को कई गुना बढ़ा देता है।

बोहर प्रभाव क्या है?

यह उच्च कार्बन डाइऑक्साइड और कम पीएच के कारण ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र का दाहिनी ओर बदलाव है, जो चयापचय रूप से सक्रिय ऊतकों में ऑक्सीजन रिलीज को बढ़ावा देता है जहां ये स्थितियां प्रबल होती हैं।