ऑक्सीजन परिवहन और धमनी-शिरापरक अंतर

फेफड़ों में ली गई ऑक्सीजन को रक्त में ले जाया जाना चाहिए और काम करने वाली मांसपेशियों तक पहुँचाया जाना चाहिए, जहाँ इसे गुजरते हुए रक्त से निकाला जाता है। धमनी-शिरापरक ऑक्सीजन अंतर यह मापता है कि ऊतक रक्त की प्रत्येक इकाई से कितनी ऑक्सीजन निकालते हैं, और हृदय उत्पादन के साथ मिलकर यह पूरे शरीर में ऑक्सीजन के अवशोषण को निर्धारित करता है। यह विषय ऑक्सीजन को उसके परिवहन मार्ग के साथ-साथ चलता है और बताता है कि व्यायाम के दौरान वितरण और निष्कर्षण कैसे बढ़ता है।

Definition

धमनी-शिरापरक ऑक्सीजन अंतर धमनी और मिश्रित शिरापरक रक्त के बीच ऑक्सीजन सामग्री में अंतर है; फिक सिद्धांत के अनुसार, ऑक्सीजन अवशोषण हृदय उत्पादन को इस अंतर से गुणा करने के बराबर होता है, इसलिए व्यायाम के दौरान ऑक्सीजन अवशोषण रक्त प्रवाह और ऑक्सीजन निष्कर्षण दोनों में वृद्धि के माध्यम से बढ़ता है।

Scope

यह विषय फेफड़ों से माइटोकॉन्ड्रिया तक ऑक्सीजन परिवहन कैस्केड, ऑक्सीजन अवशोषण को हृदय उत्पादन और धमनी-शिरापरक ऑक्सीजन अंतर से जोड़ने वाले फिक सिद्धांत, व्यायाम के दौरान मांसपेशियों द्वारा अधिक ऑक्सीजन निकालने से उस अंतर का चौड़ा होना, और अधिकतम ऑक्सीजन अवशोषण के निर्धारकों को शामिल करता है। यह एक संदर्भ और शैक्षिक प्रविष्टि है, न कि नैदानिक या प्रशिक्षण मूल्यांकन।

Core questions

• फेफड़ों से काम करने वाली मांसपेशियों तक ऑक्सीजन कैसे ले जाई जाती है?
• हृदय उत्पादन और धमनी-शिरापरक ऑक्सीजन अंतर मिलकर ऑक्सीजन अवशोषण को कैसे निर्धारित करते हैं?
• व्यायाम के दौरान धमनी-शिरापरक ऑक्सीजन अंतर क्यों चौड़ा हो जाता है?
• ऑक्सीजन अवशोषण की अधिकतम दर क्या निर्धारित करती है?

Key concepts

• फिक सिद्धांत
• ऑक्सीजन परिवहन कैस्केड
• धमनी-शिरापरक ऑक्सीजन अंतर
• ऑक्सीजन वितरण (हृदय उत्पादन x धमनी ऑक्सीजन सामग्री)
• ऑक्सीजन निष्कर्षण
• अधिकतम ऑक्सीजन अवशोषण (VO2max)
• ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र

Mechanisms

ऑक्सीजन घटते आंशिक दबावों के एक कैस्केड के साथ चलती है, जो वायुकोशीय गैस से फुफ्फुसीय केशिका रक्त तक, प्रणालीगत परिसंचरण के माध्यम से, और मांसपेशियों में माइटोकॉन्ड्रिया तक जाती है। पूरे शरीर में ऑक्सीजन अवशोषण को फिक सिद्धांत द्वारा हृदय उत्पादन और धमनी-शिरापरक ऑक्सीजन अंतर (स्ट्रिंगर 1997) के उत्पाद के रूप में वर्णित किया गया है। व्यायाम के दौरान दोनों कारक बढ़ते हैं: हृदय गति और स्ट्रोक वॉल्यूम में वृद्धि के माध्यम से हृदय उत्पादन बढ़ता है, जबकि काम करने वाली मांसपेशी रक्त की प्रत्येक इकाई से अधिक ऑक्सीजन निकालती है, जिससे शिरापरक ऑक्सीजन सामग्री कम हो जाती है और धमनी-शिरापरक अंतर चौड़ा हो जाता है। निष्कर्षण को सक्रिय मांसपेशी के गर्म, अम्लीय, उच्च-कार्बन-डाइऑक्साइड वातावरण में ऑक्सीहीमोग्लोबिन पृथक्करण वक्र के दाहिनी ओर बदलाव से सहायता मिलती है, जो ऑक्सीजन को अधिक आसानी से छोड़ता है। थकावट पर पहुंचने वाला अधिकतम ऑक्सीजन अवशोषण इस परिवहन मार्ग की एकीकृत क्षमता को दर्शाता है, जिसमें हृदय उत्पादन और मांसपेशी ऑक्सीजन प्रसार और उपयोग दोनों इसकी सीमा में योगदान करते हैं (वैगनर 1996), और काम की शुरुआत में ऑक्सीजन अवशोषण की गति इस प्रणाली की गतिशीलता को दर्शाती है (व्हिप 1972)।

Clinical relevance

ऑक्सीजन अवशोषण, हृदय उत्पादन, और धमनी-शिरापरक ऑक्सीजन अंतर कार्डियोपल्मोनरी व्यायाम परीक्षण में और यह समझने में केंद्रीय चर हैं कि हृदय, फुफ्फुसीय और रक्त संबंधी स्थितियाँ व्यायाम क्षमता को क्यों कम करती हैं। यह प्रविष्टि संदर्भ के लिए सामान्य शरीर विज्ञान प्रस्तुत करती है और व्यक्तिगत निदान या उपचार का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

यह विवरण व्यायाम के दौरान ऑक्सीजन अवशोषण, हृदय उत्पादन और रक्त ऑक्सीजन सामग्री को मापने वाले मानव अध्ययनों और अधिकतम ऑक्सीजन परिवहन के निर्धारकों के एकीकृत विश्लेषणों पर आधारित है, जिन्हें समीक्षाओं और शरीर विज्ञान की पाठ्यपुस्तकों (वैगनर 1996; स्ट्रिंगर 1997; वेस्ट पाठ्यपुस्तक) में संश्लेषित किया गया है। साक्ष्य यांत्रिक और अवलोकन संबंधी हैं।

History

ऑक्सीजन परिवहन का ढाँचा एडॉल्फ फिक के उन्नीसवीं सदी के सिद्धांत से संबंधित है जो ऑक्सीजन अवशोषण को रक्त प्रवाह और धमनी-शिरापरक ऑक्सीजन अंतर से जोड़ता है। बीसवीं सदी के व्यायाम शरीर विज्ञान ने कार्य दरों में इन चरों को मापा और अधिकतम ऑक्सीजन अवशोषण की सीमाओं के एकीकृत मॉडल विकसित किए (वैगनर 1996; स्ट्रिंगर 1997)।

Debates

अधिकतम ऑक्सीजन अवशोषण को क्या सीमित करता है?

क्या ऑक्सीजन अवशोषण की सीमा मुख्य रूप से केंद्रीय ऑक्सीजन वितरण (हृदय उत्पादन और धमनी ऑक्सीजन सामग्री) द्वारा निर्धारित की जाती है या मांसपेशियों में परिधीय प्रसार और उपयोग द्वारा, इस पर बहस हुई है, जिसमें एकीकृत विश्लेषण परिवहन कैस्केड के कई चरणों से योगदान की ओर इशारा करते हैं।

Key figures

• Peter D. Wagner
• Karlman Wasserman
• Brian J. Whipp
• William W. Stringer
• August Krogh

Seminal works

• wagner-1996
• stringer-1997

Frequently asked questions

धमनी-शिरापरक ऑक्सीजन अंतर हमें क्या बताता है?

यह इंगित करता है कि ऊतक रक्त की प्रत्येक इकाई से कितनी ऑक्सीजन निकालते हैं; व्यायाम के दौरान एक व्यापक अंतर का मतलब है कि मांसपेशियां रक्त द्वारा वितरित ऑक्सीजन का अधिक हिस्सा हटा रही हैं।

व्यायाम के दौरान ऑक्सीजन अवशोषण इतना अधिक कैसे बढ़ जाता है?

फिक सिद्धांत के अनुसार, ऑक्सीजन अवशोषण हृदय उत्पादन और धमनी-शिरापरक ऑक्सीजन अंतर का गुणनफल है, और व्यायाम के दौरान दोनों बढ़ते हैं: हृदय अधिक रक्त पंप करता है और मांसपेशियां इसमें मौजूद ऑक्सीजन का एक बड़ा हिस्सा निकालती हैं।