Główna zawartość
Aktualny czas:0:00Całkowity czas trwania:14:58

Transkrypcja filmu video

Pomówmy o tym, jak tlen i dwutlenek węgla trafiają do naszych płuc i w jaki sposób je opuszczają. Wiesz, że to jest pęcherzyk płucny w naszych płucach. jest to ostatnia mała komnata powietrza, przez którą płuca wchodzą w kontakt z naczyniami krwionośnymi. Tu poniżej mamy naczynie krwionośne. Tlen będzie przemieszczał się z tego pęcherzyka. I trafi do naczynia krwionośnego. Z naczynia krwionośnego trafi do malutkiej czerwonej krwinki. Tutaj mamy czerwoną krwinkę. Udaje się ona po pierwszą dostawę tlenu w tym dniu. Weźmie trochę tlenu. Tlen wejdzie do wnętrza czerwonej krwinki na drodze dyfuzji. W taki sposób dostaje się do środka. Więc tlen trafia do wnętrza czerwonej krwinki. I gdzie jak myślisz, trafia najpierw? Czerwona krwinka jest, czasami myślimy o niej jak o worku z hemoglobiną. Ma miliony, miliony białek - hemoglobin. To jest nasze białko - hemoglobina. Składa się z czterech części. I każda z nich może wiązać tlen. Hemoglobina, możemy skrócić tę nazwę do Hb. Tlen trafia na te, trafia na te hemoglobiny. I będzie się wiązał, powiedźmy, o tutaj. Początkowo, jest to trochę trudne ponieważ tlen nie czuje się zbyt komfortowo wiążąc się z hemoglobiną. Jednak, kiedy pojedyncza cząsteczka tlenu jest związana, kolejna również się zwiąże. A jeszcze kolejna zrobi to o wiele łatwiej. Ponieważ, to co się dzieje, to to, że każdy tlen wiążąc się zmienia konformację lub kształ hemoglobiny. Każdy kolejny tlen będzie się łatwiej wiązał. Nazywamy to współdziałaniem. Słowo to brzmi prawie, jak współpraca. W łatwy sposób można myśleć o współdziałaniu jak o sytuacji, kiedy jesteś na przyjęciu, o wiele łatwiej byłoby Ci usiąść tam, gdzie jest dwóch, czy trzech Twoich znajomych, przy czteroosobowym stoliku niż usiąść przy stoliku samemu i być jedyną osobą przy nim. Wic myślimy o tym, jak o siadaniu z naszymi przyjaciółmi, a o tlenie jak o przyjaznej cząsteczce. Która również lubi trafić do miejsca, związać się tam, gdzie inny tlen trafił wcześniej. Jakie są dwie, główne drogi bazując na tym diagramie, narysuję to. Jakie są dwie główne drogi, którymi tlen jest transportowany we krwi? Jedną jest wiązanie z hemoglobiną. Nazywamy to HbO2. Hb - od hemoglobiny, O2 od tlenu. Ta cząsteczka lub ten enzym, nie jest dłużej nazywany hemoglobiną. Techniczne mowiąc, nazywany jest oksyhemoglobiną. Tak brzmi ta nazwa. Inny sposób, który umożliwia transport tlenu ma miejsce, gdy trochę tlenu podkreślę to tutaj, jest rozpuszczona. O2 jest rozpuszczony w osoczu. Więc część tlenu może po prostu rozpuścić się w osoczu. I w taki sposób trafia dalej. Większość, znaczna większość zostanie przetransportowana poprzez wiązanie z hemoglobiną. Niewielka część jest rozpuszczona w osoczu. Większa część jest związana z hemoglobiną. Tak wygląda transport czerwonych krwinek. Można powiedzieć, że dostarczają one tlen tutaj. To jest tkanka. Oczywiście, krwinka nie wie, gdzie dotrze w danym dniu. Ale trafi tam, gdzie zabierze ją strumień krwi. Powiedźmy, że trafia do tej komórki uda. Komórka uda wytwarza CO2. Pamiętaj, czasami myślimy, że CO2 jest wytwarzany tylko wtedy, kiedy pracują mięśnie. Ale dzieje się to też podczas drzemki. Podczas wykonywania jakiejkolwiek czynności. I CO2 jest nieustannie wytwarzany ponieważ oddychanie komórkowe ma miejsce cały czas. Więc ta czerwona krwinka przemieszcza się do tego naczynia przy komórce uda. Mamy taką sytuację, w której trochę CO2 na drodze dyfuzji trafia do czerwonej krwinki. I co się dzieje dalej? Pozwól, że narysuję powiększoną wersję czerwonej krwinki. Żebyś mógł z bliska zobaczyć, co się dzieje. Jesteśmy w udzie, mamy tu dwa główne fakty o których musimy pamiętać. Jednym z nich jest to, że jest tu duża ilość CO2 lub częściowego ciśnienia CO2. I jest on rozpuszczony we krwi. Drugą jest to, ze masz niską ilość tlenu, niezbyt wiele tlenu w tych tkankach. Skupmy się teraz na drugim fakcie. Jeśli w tej tkance nie ma zbyt wiele tlenu, a wiemy, że hemoglobina nieustannie zderza się z cząsteczkami tlenu i wiąże z nimi. Cząsteczki te odpadają i przyłączają się nowe. Jest to dość dynamiczny proces. Kiedy nie ma zbyt wiele tlenu w okolicy, te cząsteczki tlenu zaczną odpadać, jak robią to zawsze w tej dynamicznej sytuacji. Tylko w tym przypadku, nie będzie innych, które mogłyby się przyłączyć. Dlatego, że w tym miejscu jest tak mało tlenu, że mamy coraz mniej i mniej wolnego tlenu, który mógłby zderzyć się i związać z hemoglobiną. Więc rozpocznie się odłączanie się niektórych cząsteczek tlenu od hemoglobiny na skutek spadku ciśnienia cząstkowego tlenu. Więc jednym z powodów napływu tlenu do komórek jest niskie ciśnienie tlenu. To jest jeden powód. Więc to są powody, za chwilę dam Ci kolejny, powody dostarczania tlenu. Jeden z nich jest po prostu związany z tym, że w tym obszarze nie ma zbyt wiele tlenu. Drugi powód jest związany z dwutlenkiem węgla. Prześledźmy co się stanie, kiedy CO2 trafi do czerwonej krwinki. Pierwsza cząsteczka CO2, spotka się z odrobiną wody. Pamiętaj, w czerwonej krwince jest bardzo dużo wody. W rzeczywstości, woda jest w całej krwi. W głównej mierze, składa się ona z wody. Nie jest trudno wyobrazić sobie, że cząsteczka wody może zderzyć się z dwutlenkiem węgla. Jest tam enzym anhydraza węglanowa. I to co on robi, to wiąże wodę z dwutleniem węgla, tworząc związek H2CO3, inaczej kwas węglowy. Jest to kwas, spróbuj sobie przypomnieć, co takiego robią kwasy. Kwasy pozbywają się protonu. Kwas ten stanie się jonem HCO3 minus. Ponieważ pozbył się protonu. I zauważ, że teraz masz wodorowęglan i proton po tej stronie. I ten wodorowęglan będzie chciał się wydostać na zewnątrz. Wodorowęglan wydostaje się z komórki. A proton, to co robi proton, to spotyka się z jedną z oksyhemoglobin. Szuka tej oksyhemoglobiny. Pamiętaj, jest ich miliony w okolicy. I wiążą się z hemoglobiną. Tym samym, odłączając od niej tlen. W taki sposób hemoglobina i tlen. Jest to interesujące, ponieważ jest to drugi powód dostarczania tlenu do tkanki. I jest nim to, że proton rywalizuje z tlenem o możliwość związania się z hemoglobiną. Więc rywalizują one o hemoglobinę. Powiedziałem, że jest inna rzecz, która dzieje się z dwutlenkiem węgla. Co nią jest? Okazuje się, że dwutlenek węgla czasami niezależnie odnajduje oksyhemoglobinę. Pamiętaj, jest ich miliony. Więc znajduje jedną. I robię tę samą rzecz. Mówi, na przykład "Hej, hemoglobino, dlaczego nie zwiążesz się ze mną i nie pozbędziesz tego tlenu?" Więc on również rywalizuje z tlenem. Masz więc konkurencję ze strony protonów i konkurencję ze strony dwutlenku węgla. Kiedy dwutlenek węgla wiąże się, interesujące jest to, że wytwarza się proton. Zgadnij, co się wtedy dzieje? Ten proton może znowu stanąć do rywalizacji. Rywalizuje o oksyhemoglobinę i próbuje pozbyć się kolejnego tlenu. Cały ten system jest bardzo interesujący, ponieważ teraz masz kilka powodów, dostarczania tlenu. Masz rywalizację protonu. Masz rywalizację CO2 z tlenem. Jest kilka źródeł rywalizacji. Po pierwsze, najprostsze jest to, że nie masz w okolicy za dużo tlenu. Co jest powodem jego dostarczania. W tym momencie, masz tlen, który jest dostarczany do komórek. I te molekuły hemoglobiny, są wciąż w naszych komórkach, oczywiście we wnętrzu czerwonych krwinek. I te molekuły hemoglobiny są związane przez różne rzeczy. Nie są dłużej związane z tlenem. Więc tak naprawdę, nie możesz nazywać ich oksyhemoglobinami. Zamiast tlenu, mają one w tym miejscy przyłączony proton. Możesz też mieć jony COO minus. Mogą one, pozwól że narysuje to w oryginalnym pomarańczowym. Mamy różne rzeczy, które wiążą się do nich. A w rezultacie dochodzi do odejścia tlenu. Nasz układ, do tej pory, wygląda dobrze. Pozwól, że teraz trochę to zmienię. Zadajmy sobie pytanie, jak dwutlenek węgla trafia z uda do płuc? Rozpocznę od zamiany słowa uda na płuca. Teraz, nasza krew wraca do płuc. Pytanie brzmi, jak dużo dwutlenku węgla przywędruje razem z nią? I w jakich różnych formach będzie ten dwutlenek węgla? Może dojść do kilku sytuacji. Mamy dużą ilość tlenu tutaj. I niską zawartość dwutlenku węgla. Jest to trochę inna sytuacja od tej, która miała miejsce w udzie. Kiedy krew opuściła uda i podróżowała do płuc, co ze sobą zabrała? Kilka rzeczy. Jedną z nich jest hemoglobina, z którą jest związany dwutlenek węgla. Nosi ona nazwę karbaminohemoglobiny. Mamy też trochę protonów, które też są zwiazane z hemoglobiną. Protony są przyłączone do hemoglobiny. Zapamiętaj, że za każdym protonem, który jest przyłączony do hemoglobiny, idzie również wodorowęglan rozpuszczony w osoczu. Ponieważ ich stosunek jest jeden do jednego. Masz więc troche wodorowęglanu w cytoplazmie. Napiszę to w nawiasie, żebyśmy o tym nie zapomnieli. Co jeszcze znajduje się we krwi? Mamy trochę CO2, który rozpuścił się w osoczu. Brzmi to trochę, jak w przypadku tamtej sytuacji z tlenem, masz trochę CO2 rozpuszczonego w osoczu. I to właśnie trafia z uda do płuc. Więc co się dzieje w płucach? Masz tam te wszystkie rzeczy. Pierwsza rzecz, jaka się dzieje to to, że masz bardzo dużo tlenu w tym obszarze. Bardzo dużo tlenu w tkance płuc. Na drodze dyfuzji trafia ono do komórek. I tlen, ponieważ jest go tak dużo, będzie próbował połączyć się z hemoglobiną. Będzie próbował znaleźć to połączenie. I jeśli się to uda, to to, co się stanie z tym równaniem, to przebiegnie ono odwrotnie, niż wcześniej. Masz tutaj dużo tlenu. Masz dużo tlenu. I ponieważ te reakcje są odwracalne, przesuwasz całą tę reakcję w lewą stronę. Masz teraz bardzo dużo tlenu. Który znowu konkuruje o tę hemoglobinę. Pamiętaj, przed tym, jak protony skończą wychwytywać hemoglobinę cząsteczkom tlenu, teraz tlen robi to samo. Narysuję teraz tę hemoglobinę z powrotem. Masz teraz ten proton, który został w pewnym sensie sam sobie. Z tej strony, masz CO2, które zostało samo. Parę interesujących rzeczy się tu dzieje. Pozwól, że upewnię się teraz, czy wszystko jest jasne. Jakie są przyczyny, jakie są powody transportu CO2? W jaki sposób wraca on do płuc? Pierwszym z powodów, najbardziej oczywistym jest, jak powiedzieliśmy to, że płuca mają niską zawartość CO2. Więc po prostu, bardzo mało CO2 oznacza, że każda jego ilość będzie dyfuzować do pęcharzyka płucnego. Więc cokolwiek trafi do czerwonych krwinek, będzie dyfuzować tutaj. Dlatego, że nie ma zbyt wiele CO2 dookoła. Więc zamiast ulegać dyfuzji do czerwonej krwinki, będzie z niej wychodziła. Drugim powodem, jest on trochę bardziej interesujący, jest to, że masz rywalizację tlenu, rywalizuje on z protonami i CO2. Konkuruje z nimi o hemoglobinę. I tak napiszemy nasze równanie tu poniżej. I to co się dzieje, to wracamy do oksyhemoglobiny. To jest pierwsza rzecz. I jest to coś, co już narysowaliśmy, Narysowaliśmy tlen związany z hemoglobiną. Oznacza to, że te małe CO2 odłączają się. Odłączają się. Te małe protony odłączają się. I są z powrotem we wnętrzu komórki, z powrotem we wnętrzu komórki. Więc jeśli jesteś CO2, możesz znowu możesz przejść na drodze dyfuzji do pęcherzyka płucnego. Ale jeśli jesteś protonem, powiedźmy, że jesteś protonem i odpadłeś od hemoglobiny ponieważ została ona porwana przez tlen. Póżniej, ten mały wodorowęglan będzie wracał z powrotem. Wodorowęglan wraca do środka. i łączy się z protonem. I te dwie formy, możesz to zgadnąć, tworzą kwas węglowy. Pamiętaj, że jest to również proces odwracalny. Więc one wracają. I tworzą kwas węglowy. I okazuje się, że możesz przejść od H2CO3 do tego miejsca z wykorzystaniem anhydrazy węglanowej. Więc możesz całą tę reakcję odwrócić. Możesz teraz zobaczyć, że masz więcej CO2 ufromowanych. Mając rozpuszczony wodorowęglan we krwi, lub w osoczu masz jest w stanie oczekiwania. Jak tylko protony rozłączą się z hemoglobiną, będą się z nimi łączyły i tworzyły CO2. Więc masz CO2, powstałe z wodorwęglanu. Masz też CO2 pochodzące z karbaminohemoglobiny. I masz również to CO2 - pamiętaj mówiliśmy, że trochę CO2 jest rozpuszczone w osoczu. Więć są trzy różne drogi powrotu CO2. Kiedy całe to CO2 jest w płucach, będzie ulegało dyfuzji do pęcherzyka płucnego ponieważ CO2 jest tak mało, że gradient dyfuzji będzie w kierunku pęcherzyków. Z tych różnych strategii, najważniejsza, ta która transportuje najwięcej dwutlenku węgla to ta. Ta środkowa, w której protony wiążą się z hemoglobiną i cały ten wodorowęglan jest rozpuszczony w cytoplazmie. Więc z wszystkich trzech różnych dróg powrotu dwutlenku węgla tej powinienieś poświęcić najwięcej uwagi.