ऊतक परफ्यूजन और ऑक्सीजनेशन

ऊतक परफ्यूजन केशिका नेटवर्क के माध्यम से ऊतक की कोशिकाओं तक रक्त का वितरण है, और ऑक्सीजनेशन उस रक्त से माइटोकॉन्ड्रिया तक ऑक्सीजन का परिणामी स्थानांतरण है। पर्याप्त ऑक्सीजनेशन न केवल प्रवाहित रक्त की मात्रा पर निर्भर करता है, बल्कि इस बात पर भी निर्भर करता है कि यह केशिकाओं के बीच कैसे वितरित होता है और परफ्यूज्ड वाहिकाओं और उन कोशिकाओं के बीच प्रसार दूरी पर निर्भर करता है जिनकी वे आपूर्ति करते हैं।

Definition

ऊतक परफ्यूजन और ऑक्सीजनेशन का तात्पर्य ऊतक के केशिका बिस्तर तक रक्त के वितरण और उस रक्त से कोशिकाओं तक ऑक्सीजन के विसरित स्थानांतरण से है, जो रक्त प्रवाह, ऑक्सीजन सामग्री, केशिका ज्यामिति और प्रसार दूरी द्वारा संयुक्त रूप से निर्धारित होता है।

Scope

यह विषय बताता है कि ऑक्सीजन केशिका रक्त से ऊतक में कैसे जाती है, केशिकाओं और उन कोशिकाओं के बीच ज्यामितीय संबंध जिनकी वे सेवा करते हैं (क्रोग मॉडल), ऑक्सीजन वितरण के निर्धारक, और केशिका घनत्व, पारगमन समय और भर्ती जैसी अवधारणाएं। यह प्रवाह को समायोजित करने वाले धमनी टोन के स्थानीय नियंत्रण को एक सहोदर विषय के रूप में मानता है।

Core questions

• ऑक्सीजन केशिका रक्त से ऊतक कोशिकाओं के माइटोकॉन्ड्रिया तक कैसे जाती है?
• केशिकाओं और कोशिकाओं के बीच कौन सा ज्यामितीय संबंध यह निर्धारित करता है कि ऊतक पर्याप्त रूप से ऑक्सीकृत है या नहीं?
• ऑक्सीजन वितरण क्या निर्धारित करता है, और प्रवाह और ऑक्सीजन सामग्री कैसे योगदान करते हैं?
• केशिका घनत्व, पारगमन समय और भर्ती ऑक्सीजनेशन को कैसे प्रभावित करते हैं?

Key concepts

• केशिका से माइटोकॉन्ड्रिया तक ऑक्सीजन का प्रसार
• क्रोग सिलेंडर और अंतरकेशिका दूरी
• ऑक्सीजन वितरण (प्रवाह गुना धमनी ऑक्सीजन सामग्री)
• ऑक्सीजन निष्कर्षण और ऊतक ऑक्सीजन तनाव
• केशिका घनत्व और सतह क्षेत्र
• केशिका पारगमन समय और प्रवाह विषमता
• केशिका भर्ती

Key theories

ऊतक ऑक्सीजनेशन का क्रोग सिलेंडर मॉडल

क्रोग ने ऊतक को कोशिकाओं के सिलेंडरों के रूप में मॉडल किया, जिनमें से प्रत्येक को एक एकल केंद्रीय केशिका द्वारा आपूर्ति की जाती है, जिसमें ऑक्सीजन घटते आंशिक-दबाव ढाल के साथ रेडियल रूप से बाहर की ओर फैलती है; मॉडल केशिका रिक्ति, ऑक्सीजन की खपत और प्रसार को सबसे दूर की कोशिकाओं में पहुंचने वाले ऑक्सीजन तनाव से संबंधित करता है।

Mechanisms

हीमोग्लोबिन द्वारा ले जाई गई ऑक्सीजन केशिकाओं में रक्त ऑक्सीजन तनाव कम होने पर जारी होती है, फिर अपने आंशिक-दबाव ढाल के माध्यम से केशिका दीवार और अंतरालीय से माइटोकॉन्ड्रिया तक फैलती है। क्रोग का विश्लेषण प्रत्येक केशिका को ऊतक के एक आसपास के सिलेंडर की आपूर्ति के रूप में मानता है, ताकि केशिका से सबसे दूर की कोशिकाओं में ऑक्सीजन तनाव अंतरकेशिका दूरी, ऑक्सीजन की खपत और प्रसार गुणांक पर निर्भर करता है। ऊतक को समग्र ऑक्सीजन वितरण रक्त प्रवाह और धमनी ऑक्सीजन सामग्री का उत्पाद है; मांग बढ़ने पर निकाला गया अंश बढ़ता है। थोक वितरण से परे, प्रवाह का वितरण मायने रखता है: विषम केशिका पारगमन समय और अतिरिक्त परफ्यूज्ड केशिकाओं की भर्ती प्रभावी सतह क्षेत्र और वितरित ऑक्सीजन के कोशिकाओं तक पहुंचने की दक्षता को बदल देती है।

Clinical relevance

परफ्यूजन और ऑक्सीजनेशन के सिद्धांत इस बात की समझ को रेखांकित करते हैं कि ऊतक बढ़ी हुई मांग या कम रक्त आपूर्ति पर कैसे प्रतिक्रिया करते हैं, और क्यों कुल प्रवाह में वृद्धि मात्र पर्याप्त ऑक्सीजनेशन की गारंटी नहीं दे सकती है यदि इसका वितरण बाधित हो। यह संदर्भ शरीर विज्ञान है और निदान या उपचार का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

यह सामग्री नैदानिक दिशानिर्देशों के बजाय शास्त्रीय और आधुनिक शरीर विज्ञान पर आधारित है; क्रोग का प्रसार मॉडल ऐतिहासिक आधार है, और पिटमैन की सूक्ष्म संवहनी ऑक्सीजन परिवहन की समीक्षाएं, साथ ही केशिका भर्ती के ओस्टरगार्ड के शताब्दी पुनर्मूल्यांकन समकालीन संश्लेषण का प्रतिनिधित्व करते हैं।

History

ऊतक के माध्यम से गैस प्रसार पर अगस्त क्रोग का 1919 का अध्ययन, और इससे जुड़ा सिलेंडर मॉडल, ऊतक ऑक्सीजनेशन के मात्रात्मक अध्ययन की नींव रखी और केशिका विनियमन पर उनके नोबेल-मान्यता प्राप्त कार्य में योगदान दिया। बीसवीं सदी के शरीर विज्ञान ने ऑक्सीजन तनाव और वितरण के मापों को परिष्कृत किया, और पिटमैन की समीक्षाओं ने सूक्ष्म संवहनी ऑक्सीजन परिवहन को समेकित किया; क्रोग के एक सदी बाद, ओस्टरगार्ड ने ऊतक ऑक्सीजनेशन को निर्धारित करने में केशिका पारगमन-समय विषमता और भर्ती की भूमिका को फिर से परिभाषित किया।

Debates

क्या केशिका भर्ती ऑक्सीजनेशन बढ़ाती है, या प्रवाह पुनर्वितरण अधिक मायने रखता है?

क्या ऊतक मुख्य रूप से पहले से अप्रभावित केशिकाओं की भर्ती करके या पहले से परफ्यूज्ड वाहिकाओं के माध्यम से प्रवाह के वितरण और विषमता को बदलकर ऑक्सीजन की आपूर्ति बढ़ाते हैं, इस पर क्रोग के बाद से बहस होती रही है; हाल के विश्लेषण शास्त्रीय भर्ती के साथ-साथ पारगमन-समय विषमता पर जोर देते हैं।

Key figures

• August Krogh
• Roland Pittman
• Leif Ostergaard

Seminal works

• krogh-1919
• pittman-2013

Frequently asked questions

क्रोग सिलेंडर मॉडल क्या है?

एक मॉडल जो ऊतक को कोशिकाओं के सिलेंडरों के रूप में चित्रित करता है, जिनमें से प्रत्येक को एक केंद्रीय केशिका द्वारा आपूर्ति की जाती है, जिसमें ऑक्सीजन घटते आंशिक-दबाव ढाल के साथ बाहर की ओर फैलती है; यह केशिका रिक्ति और ऑक्सीजन की खपत को सबसे दूर की कोशिकाओं द्वारा प्राप्त ऑक्सीजन तनाव से संबंधित करता है।

ऊतक को ऑक्सीजन वितरण क्या निर्धारित करता है?

ऑक्सीजन वितरण रक्त प्रवाह और धमनी रक्त की ऑक्सीजन सामग्री का उत्पाद है; वह वितरित ऑक्सीजन कोशिकाओं तक कितनी प्रभावी ढंग से पहुंचती है, यह केशिका घनत्व, प्रसार दूरी और केशिकाओं के बीच प्रवाह के वितरण पर भी निर्भर करता है।