Pourquoi respirons-nous?

Vous savez probablement que respirer est nécessaire pour que l'oxygène nécessaire à la vie pénètre dans le corps par l'air inhalé. Lorsque vous expirez, le dioxyde de carbone est libéré à l'extérieur.

Tous les êtres vivants respirent - animaux, oiseaux et plantes.

Pourquoi les organismes vivants ont-ils tellement besoin d'oxygène que la vie est impossible sans lui? Et où dans les cellules provient le dioxyde de carbone, dont le corps a besoin d'être libéré en permanence?

Le fait est que chaque cellule d’un organisme vivant est une production biochimique petite mais très active. Et vous savez qu'aucune production n'est possible sans énergie. Tous les processus qui ont lieu dans les cellules et les tissus ont lieu avec la consommation de grandes quantités d’énergie.

D'où vient-elle?

Les aliments que nous mangeons sont des glucides, des lipides et des protéines. Dans les cellules, ces substances sont oxydées. Le plus souvent, la chaîne de transformations de substances complexes conduit à la formation d'une source d'énergie universelle - le glucose. À la suite de l'oxydation du glucose, de l'énergie est libérée. C'est là que l'oxygène est nécessaire à l'oxydation. L'énergie libérée à la suite de ces réactions, la cellule se stocke sous la forme de molécules spéciales à haute énergie - comme les piles ou les piles, elle fournit l'énergie nécessaire. Et le produit final de l'oxydation des nutriments est l'eau et le dioxyde de carbone, qui sont éliminés du corps: des cellules, ils pénètrent dans la circulation sanguine, qui transporte le dioxyde de carbone dans les poumons, où il est éliminé à l'extérieur lors du processus d'expiration. En une heure, à travers les poumons, une personne libère de 5 à 18 litres de dioxyde de carbone et jusqu'à 50 grammes d'eau.

Au fait.

Les molécules à haute énergie qui servent de "carburant" aux processus biochimiques sont appelées ATP - acide adénosine triphosphorique. Chez l'homme, la durée de vie d'une molécule d'ATP est inférieure à 1 minute. Le corps humain synthétise environ 40 kg d'ATP par jour, mais en même temps tout est dépensé presque immédiatement et le stock d'ATP dans le corps n'est pratiquement pas créé. Pour une vie normale, il est nécessaire de synthétiser en continu de nouvelles molécules d’ATP. C'est pourquoi un organisme vivant peut vivre plusieurs minutes sans oxygène.

Y a-t-il des organismes vivants qui n'ont pas besoin d'oxygène?

Oui, il y en a. Ces organismes sont appelés anaérobies (grec "an" - absence, "aer" - air), par opposition aux aérobies - organismes qui ne peuvent pas vivre sans oxygène. Les anaérobies comprennent des organismes vivant dans un environnement dépourvu d'oxygène - de nombreuses bactéries, certains champignons, certaines algues et certains animaux, par exemple, presque tous les helminthes (c'est-à-dire, les vers - parasites parasitaires). Certains anaérobies peuvent "passer" de la respiration anaérobie à la respiration aérobie - on les appelle anaérobies facultatives; et certains d'entre eux ne portent pas du tout d'oxygène, ils meurent de sa présence - ce sont des anaérobies obligatoires (par exemple, l'agent causal du tétanos est le bacille tétanique).

Chacun de nous est familiarisé avec les processus de la respiration anaérobie! Ainsi, la fermentation de la pâte ou du kvas est un exemple de processus anaérobie mis en oeuvre par la levure: elle oxyde le glucose en éthanol (alcool); le processus de acidification du lait est le résultat du travail de bactéries lactiques qui effectuent la fermentation lactique - elles transforment le lactose en acide lactique en sucre du lait.

Pourquoi avons-nous besoin de respirer de l'oxygène s'il n'y a pas d'oxygène?

Parce que l'oxydation aérobie est plusieurs fois plus efficace que l'anaérobie. Comparez: dans le processus de scission anaérobie d'une molécule de glucose, seules 2 molécules d'ATP sont formées et, à la suite de la décomposition aérobie de la molécule de glucose, 38 molécules d'ATP sont formées! Pour les organismes complexes avec une vitesse et une intensité de processus d'échange élevées, la respiration anaérobie ne suffit tout simplement pas pour maintenir la vie. Un jouet électronique, qui nécessite 3 ou 4 piles pour fonctionner, ne s'allume tout simplement pas si vous n'y insérez qu'une seule pile.

Et dans les cellules du corps humain une respiration sans oxygène possible?

Bien sur! La première étape de la décomposition de la molécule de glucose, appelée glycolyse, passe sans la présence d'oxygène. La glycolyse est un processus commun à presque tous les organismes vivants. Pendant la glycolyse, de l'acide pyruvique (pyruvate) est formé. C’est celui qui est envoyé sur le chemin de nouvelles transformations, conduisant à la synthèse d’ATP dans une respiration sans oxygène ni oxygène.

Ainsi, dans le muscle, les réserves d’ATP sont très petites - elles ne suffisent que pour 1 à 2 secondes de travail musculaire. Si un muscle nécessite une activité à court terme mais active, la respiration anaérobie y est d'abord mobilisée - il est activé plus rapidement et fournit de l'énergie pendant environ 90 secondes de travail musculaire actif. Si le muscle travaille activement pendant plus de deux minutes, la respiration aérobie est activée: avec elle, la production d'ATP se produit lentement, mais fournit suffisamment d'énergie pour maintenir l'activité physique pendant une longue période (plusieurs heures).

Pourquoi les organismes vivants ont-ils besoin d'oxygène?

Les animaux peuvent vivre sans nourriture pendant plusieurs semaines, sans eau pendant plusieurs jours. Mais sans oxygène, ils meurent en quelques minutes.

L'oxygène est un élément chimique et l'un des plus répandus sur la planète. C'est tout autour de nous, représentant environ un cinquième de l'air (et presque tout le reste est de l'azote).

L'oxygène se combine avec presque tous les autres éléments. Dans les organismes vivants, il se combine avec l'hydrogène, le carbone et d'autres substances, représentant environ les deux tiers du poids total du corps humain.

À température normale, l'oxygène interagit très lentement avec d'autres éléments, formant de nouvelles substances appelées oxydes. Ce processus s'appelle la réaction d'oxydation.

L'oxydation se produit constamment dans les organismes vivants. La nourriture est un carburant de cellules vivantes. L'oxydation des aliments libère de l'énergie utilisée par le corps pour se déplacer et pour sa propre croissance. L'oxydation lente qui se produit dans les organismes des êtres vivants est souvent appelée respiration interne.

L'homme respire l'oxygène par les poumons. Des poumons, il pénètre dans le système circulatoire et se propage dans tout le corps. En respirant de l'air, nous alimentons les cellules de notre corps en oxygène pour leur respiration interne. Nous avons donc besoin d’oxygène pour produire de l’énergie, grâce à laquelle le corps peut fonctionner.

Les personnes souffrant de troubles respiratoires sont souvent placées dans des chambres d'oxygène, où le patient respire de l'air contenant de 40 à 60% d'oxygène, sans avoir à dépenser beaucoup d'énergie pour obtenir la quantité d'oxygène dont il a besoin.

Bien que l'oxygène de l'air soit constamment aspiré par les êtres vivants pour la respiration, ses réserves ne sont toutefois jamais très basses. Les plantes le sécrètent lors de leur nutrition, reconstituant ainsi nos réserves en oxygène.

Pourquoi ai-je besoin d'oxygène dans le sang

Pourquoi ai-je besoin d'oxygène dans le sang

Pour le fonctionnement normal du corps, il est nécessaire que le sang soit entièrement alimenté en oxygène. Pourquoi est-ce si important?

Dans le sang qui coule des poumons, la quasi-totalité de l'oxygène est liée chimiquement à l'hémoglobine et n'est pas dissoute dans le plasma sanguin. La présence de pigment respiratoire - l'hémoglobine dans le sang permet à un petit volume de liquide de transporter une quantité importante de gaz. De plus, la mise en œuvre de processus chimiques de liaison et de libération de gaz se fait sans changement brutal des propriétés physicochimiques du sang (concentration d'ions hydrogène et pression osmotique).

La capacité en oxygène du sang est déterminée par la quantité d'oxygène que l'hémoglobine peut lier. La réaction entre l'oxygène et l'hémoglobine est réversible. Lorsque l'hémoglobine est liée à l'oxygène, elle se transforme en oxyhémoglobine. À une altitude allant jusqu'à 2 000 m d'altitude, le sang artériel est oxygéné à 96–98%. Avec le repos musculaire, la teneur en oxygène du sang veineux qui se dirige vers les poumons est comprise entre 65 et 75% de celle contenue dans le sang artériel. Avec le travail musculaire intense, cette différence augmente.

Lorsque l'oxyhémoglobine est convertie en hémoglobine, la couleur du sang change: à partir de rouge, elle devient pourpre foncé et vice versa. Moins il y a d'oxyhémoglobine, plus le sang est foncé. Et quand il est très petit, alors les muqueuses acquièrent une couleur grisâtre-bleuâtre.

La principale raison de la modification de la réaction du sang du côté alcalin est la teneur en dioxyde de carbone qu'il contient, laquelle dépend à son tour de la présence de dioxyde de carbone dans le sang. Par conséquent, plus il y a de dioxyde de carbone dans le sang, plus il y en a et plus le transfert de l'équilibre acide-base du sang vers le côté acide est fort, ce qui contribue mieux à la saturation en oxygène du sang et facilite son recul dans les tissus. Tandis que le dioxyde de carbone et sa concentration dans le sang, la plupart des facteurs ci-dessus affectent la saturation en oxygène du sang et son impact sur les tissus. Mais le travail musculaire, ou une activité accrue des organes, entraînant une augmentation de la température, une formation importante de dioxyde de carbone, naturellement, un plus grand déplacement du côté acide, une diminution de la tension en oxygène, affectent en particulier la pression artérielle. C’est dans ces cas que l’oxygénation la plus importante du sang et de tout l’organisme se produit. Le niveau d'oxygénation du sang est une constante humaine individuelle, qui dépend de nombreux facteurs, dont principalement la surface totale des membranes alvéolaires, l'épaisseur et les propriétés de la membrane elle-même, la qualité de l'hémoglobine et l'état mental de la personne. Développez ces concepts plus en détail.

1. La surface totale des membranes des alvéoles, à travers laquelle se produit la diffusion des gaz, varie de 30 mètres carrés lorsque vous expirez à 100 avec une respiration profonde.

2. L'épaisseur et les propriétés de la membrane alvéolaire dépendent de la présence de mucus sécrétée par le corps à travers les poumons, et les propriétés de la membrane elle-même dépendent de son élasticité qui, hélas, se perd avec l'âge et est déterminée par la manière dont une personne mange.

3. Bien que dans l'hémoglobine, les groupes hémine (contenant du fer) soient les mêmes pour tous, mais les groupes globine (protéines) sont différents, ce qui affecte la capacité de l'hémoglobine à se lier à l'oxygène. L'hémoglobine possède la plus grande capacité de liaison dans la période de la vie intra-utérine. De plus, cette propriété est perdue, si ce n'est pas spécifiquement train.

4. En raison de la présence de terminaisons nerveuses dans les parois des alvéoles, diverses impulsions nerveuses causées par des émotions, etc., peuvent affecter de manière significative la perméabilité des membranes alvéolaires. Par exemple, lorsqu'une personne est déprimée, elle respire fortement et lorsqu'elle est gaie, l'air lui-même s'écoule dans les poumons.

Par conséquent, le niveau de saturation du sang en oxygène chez chaque personne est différent et dépend de l'âge, du type de respiration, de la pureté corporelle et de la stabilité émotionnelle de la personne. Et même en fonction des facteurs ci-dessus pour la même personne, il fluctue considérablement, atteignant 25 à 65 mm d'oxygène par minute.

L'échange d'oxygène entre le sang et les tissus est similaire à l'échange entre l'air alvéolaire et le sang. Comme dans les tissus il y a une consommation continue d'oxygène, son intensité diminue. En conséquence, l'oxygène passe du fluide tissulaire aux cellules, où il est consommé. Le fluide tissulaire appauvri en oxygène, en contact avec la paroi du capillaire contenant le sang, entraîne la diffusion de l'oxygène du sang dans le fluide tissulaire. Plus le métabolisme tissulaire est élevé, plus la tension en oxygène dans les tissus est basse. Et plus cette différence est grande (entre le sang et les tissus), plus grande est la quantité d'oxygène pouvant pénétrer dans les tissus à partir du sang à la même pression d'oxygène dans le sang capillaire.

Le processus d'élimination du dioxyde de carbone ressemble au processus inverse d'absorption de l'oxygène. Le dioxyde de carbone formé dans les tissus au cours des processus d'oxydation se diffuse dans le fluide interstitiel, où sa tension est inférieure, et à partir de là, il diffuse à travers la paroi capillaire dans la circulation sanguine, où sa tension est même inférieure à celle du fluide interstitiel.

En traversant les parois des capillaires tissulaires, le dioxyde de carbone est en partie directement dissous dans le plasma sanguin sous forme de gaz bien soluble dans l’eau et se lie en partie à diverses bases pour former des bicarbonates. Ces sels se décomposent ensuite dans les capillaires pulmonaires en libérant de l'acide carbonique libre qui, à son tour, se décompose rapidement sous l'influence de l'enzyme charbon anhydrase en eau et en dioxyde de carbone. En outre, en raison de la différence de pression partielle du dioxyde de carbone entre l'air alvéolaire et son contenu dans le sang, il passe dans les poumons, d'où il est extrait. La majeure partie du dioxyde de carbone est transférée avec la participation de l’hémoglobine qui, réagissant avec le dioxyde de carbone, forme des bicarbonates et seule une petite partie du dioxyde de carbone est transférée par plasma.

Un peu plus tôt, il était indiqué que le principal facteur qui régit la respiration était la concentration de dioxyde de carbone dans le sang. Augmentation de CO2 dans le sang qui coule vers le cerveau, augmente l'excitabilité des centres respiratoires et pneumotoxiques. L'augmentation de l'activité du premier d'entre eux entraîne une contraction accrue des muscles respiratoires et la seconde, une augmentation de la respiration. Quand le contenu de CO2 cela redevient normal, la stimulation de ces centres s’arrête et la fréquence et la profondeur de la respiration reviennent à leur niveau normal. Ce mécanisme fonctionne dans le sens opposé. Si une personne fait arbitrairement une série de respirations profondes et d’exhalations, le contenu en CO2 dans l'air alvéolaire et le sang va tellement baisser qu'après avoir cessé de respirer profondément, les mouvements respiratoires s'arrêtent complètement jusqu'au niveau de CO2 dans le sang à nouveau n'atteindra pas la normale. Par conséquent, le corps, cherchant l'équilibre, déjà dans l'air alvéolaire, maintient une pression partielle de CO2 à un niveau constant.

Pourquoi l'oxygène a-t-il besoin d'organismes vivants?
Quelle est la différence entre les processus de respiration et de photosynthèse?
Comment les organismes vivants utilisent-ils l'énergie libérée par la respiration?

Réponses et explications

1. Afin de recevoir des nutriments et de soutenir la vie de l'organisme.
2. La différence dans la respiration et la photosynthèse réside dans le fait que pendant la respiration, l'oxygène est absorbé et le dioxyde de carbone est libéré, tandis que pendant la photosynthèse, le dioxyde de carbone est absorbé et que de l'oxygène est libéré.
3. Tout, y compris nous (les gens)

  • jaha1smith
  • un excellent étudiant

L'oxygène des organismes vivants est nécessaire au stade d'oxydation aérobie des mitochondries et à la formation d'ATP.
La respiration est nécessaire à l'oxydation des substances organiques entrant dans le corps. Lorsque de l'oxygène est oxygéné, de l'énergie est libérée / formée. Cette énergie est ensuite utilisée pour construire les structures de son propre organisme. pour la production de ses propres composés organiques.

Pourquoi le corps a-t-il besoin d'oxygène?

L'oxygène - l'un des éléments les plus communs non seulement dans la nature, mais aussi dans la composition du corps humain.

Les propriétés spéciales de l'oxygène en tant qu'élément chimique en ont fait au cours de l'évolution des êtres vivants un partenaire nécessaire dans les processus fondamentaux de la vie. La configuration électronique d'une molécule d'oxygène est telle qu'elle comporte des électrons non appariés, qui sont très réactifs. Ayant donc des propriétés oxydantes élevées, la molécule d'oxygène est utilisée dans les systèmes biologiques comme une sorte de piège à électrons, dont l'énergie est stoppée quand ils sont associés à de l'oxygène dans la molécule d'eau.

Il ne fait aucun doute que l'oxygène "est venu au tribunal" pour les processus biologiques en tant qu'accepteur d'électrons. La solubilité de l'oxygène dans les phases aqueuse et lipidique est très utile pour l'organisme dont les cellules (en particulier les membranes biologiques) sont construites à partir d'un matériau physiquement et chimiquement divers. Cela le rend relativement facile pour qu'il diffuse vers n'importe quelle formation cellulaire structurelle et participe aux réactions d'oxydation. Certes, l'oxygène est soluble dans les graisses plusieurs fois mieux que dans un milieu aqueux, ce qui est pris en compte lors de l'utilisation de l'oxygène comme agent thérapeutique.

Chaque cellule de notre corps nécessite un apport ininterrompu d'oxygène, où elle est utilisée dans diverses réactions métaboliques. Pour le livrer et le trier dans des cellules, vous avez besoin d'un appareil de transport assez puissant.

À l'état normal, les cellules du corps doivent fournir environ 200-250 ml d'oxygène par minute. Il est facile de calculer que, par jour, le besoin en est considérable (environ 300 litres). Avec le travail acharné, ce besoin décuple.

La diffusion de l'oxygène des alvéoles pulmonaires dans le sang est due à la différence (gradient) alvéolaire-capillaire du stress dû à l'oxygène, qui, lors de l'inspiration dans l'air ordinaire, est égale à: 104 (pO2 dans les alvéoles) - 45 (pO2 dans les capillaires pulmonaires) = 59 mm Hg. st.

L'air alvéolaire (d'une capacité pulmonaire moyenne de 6 litres) ne contient pas plus de 850 ml d'oxygène. Cette réserve alvéolaire peut fournir de l'oxygène au corps pendant 4 minutes seulement, sachant que les besoins moyens en oxygène à l'état normal sont d'environ 200 ml par minute.

On estime que si l'oxygène moléculaire se dissout simplement dans le plasma sanguin (et qu'il s'y dissocie mal - 0,3 ml dans 100 ml de sang), il est nécessaire, pour assurer le besoin normal en cellules, d'augmenter le débit sanguin vasculaire à 180 litres dans une minute. En fait, le sang ne circule qu’à 5 litres par minute. L'apport d'oxygène dans les tissus est dû à la substance remarquable - l'hémoglobine.

L'hémoglobine contient 96% de protéines (globine) et 4% de composants non protéiques (hème). L'hémoglobine, comme une pieuvre, capture ses quatre tentacules avec de l'oxygène. Le rôle des "tentacules" qui capturent spécifiquement une molécule d'oxygène dans le sang artériel des poumons est rempli par l'hème, ou plutôt, il se trouve au centre de son atome de fer bivalent. À l'aide de quatre connexions, le fer est «fixé» à l'intérieur de l'anneau de porphyrine. Un tel complexe de fer avec la porphyrine est appelé un protohème ou simplement un hème. Deux autres liaisons de fer sont orientées perpendiculairement au plan de l'anneau de porphyrine. L'un d'eux va à la sous-unité protéique (globine), et l'autre est libre, c'est celui qui capture directement l'oxygène moléculaire.

Les chaînes polypeptidiques de l'hémoglobine sont empilées dans l'espace de telle sorte que leur configuration soit proche de sphérique. Dans chacun des quatre globules, il y a une "poche" dans laquelle l'hème est placé. Chacune des gemmes est capable d'attraper une molécule d'oxygène. Une molécule d'hémoglobine peut se lier au maximum à quatre molécules d'oxygène.

Comment fonctionne l'hémoglobine?

Des observations sur le cycle respiratoire du «poumon moléculaire» (le soi-disant scientifique anglais M. Perutz l'a appelé «hémoglobine») révèlent les caractéristiques étonnantes de cette protéine pigmentaire. Il s'avère que les quatre thèmes travaillent de concert et non de manière autonome. Chacune des gemmes est, pour ainsi dire, informée si son partenaire a ajouté de l'oxygène ou non. Dans la désoxyhémoglobine, tous les «tentacules» (atomes de fer) font saillie du plan du cycle de la porphyrine et sont prêts à se lier à la molécule d'oxygène. En attrapant la molécule d'oxygène, le fer est aspiré dans le noyau de la porphyrine. La première molécule d'oxygène rejoint la plus difficile, et chaque suivante devient meilleure et plus facile. En d'autres termes, l'hémoglobine agit selon le proverbe «l'appétit vient en mangeant». L'ajout d'oxygène modifie même les propriétés de l'hémoglobine: il devient un acide plus fort. Ce fait est d'une grande importance dans le transport de l'oxygène et du dioxyde de carbone.

Saturée en oxygène dans les poumons, l'hémoglobine dans la composition des érythrocytes l'amène avec le sang dans les cellules et les tissus du corps. Cependant, avant de saturer l'hémoglobine, l'oxygène doit se dissoudre dans le plasma sanguin et traverser la membrane érythrocytaire. Lors des activités pratiques, en particulier lors de l’oxygénothérapie, il est important que le médecin tienne compte du potentiel de l’hémoglobine dans les globules rouges pour la rétention et l’administration de l’oxygène.

Un gramme d'hémoglobine dans des conditions normales peut lier 1,34 ml d'oxygène. En outre, on peut calculer qu’avec une teneur moyenne en hémoglobine dans le sang de 14-16 ml%, 100 ml de sang se lient à 18-21 ml d’oxygène. Si nous prenons en compte le volume sanguin, qui est d'environ 4,5 litres chez l'homme et de 4 litres chez la femme, l'activité de liaison maximale de l'hémoglobine des érythrocytes est d'environ 750 à 900 ml d'oxygène. Bien entendu, cela n’est possible que dans le cas où toute l’hémoglobine est saturée en oxygène.

En respirant l'air atmosphérique, l'hémoglobine n'est pas complètement saturée - de 95 à 97%. Il peut être nourri en utilisant de l'oxygène pur pour la respiration. Il suffit d'augmenter son contenu dans l'air inhalé à 35% (au lieu des 24% habituels). Dans ce cas, la capacité en oxygène sera maximale (égale à 21 ml O2 pour 100 ml de sang). Plus d'oxygène ne peut pas être lié en raison du manque d'hémoglobine libre.

Une petite quantité d'oxygène reste dissoute dans le sang (0,3 ml pour 100 ml de sang) et est transférée sous cette forme aux tissus. Dans des conditions naturelles, les besoins tissulaires sont satisfaits par l'oxygène associé à l'hémoglobine, car l'oxygène dissous dans le plasma est une valeur insignifiante - seulement 0,3 ml dans 100 ml de sang. D'où la conclusion: si le corps a besoin d'oxygène, il ne peut pas vivre sans hémoglobine.

Au cours de sa vie (environ 120 jours), l’érythrocyte accomplit un travail gigantesque en transférant des poumons aux tissus environ un milliard de molécules d’oxygène. Cependant, l'hémoglobine a une caractéristique intéressante: elle n'ajoute pas toujours d'oxygène avec la même cupidité, ni ne le donne aux cellules environnantes avec le même empressement. Ce comportement de l'hémoglobine est déterminé par sa structure spatiale et peut être régulé à la fois par des facteurs internes et externes.

Le processus d'oxygénation de l'hémoglobine dans les poumons (ou la dissociation de l'hémoglobine dans les cellules) est décrit par une courbe en forme de S. En raison de cette dépendance, un apport normal en oxygène de cellules est possible même avec de petites gouttes dans le sang (de 98 à 40 mm Hg).

La position de la courbe en forme de S n’est pas constante et sa modification indique des modifications importantes des propriétés biologiques de l’hémoglobine. Si la courbe se déplace vers la gauche et que sa courbure diminue, cela indique une augmentation de l'affinité de l'hémoglobine pour l'oxygène, une diminution du processus inverse - dissociation de l'oxyhémoglobine. Au contraire, le déplacement de cette courbe vers la droite (et une augmentation de la flexion) indique le schéma opposé - une baisse de l'affinité de l'hémoglobine pour l'oxygène et un meilleur retour des tissus. Il est clair que le déplacement de la courbe à gauche est conseillé pour piéger l'oxygène dans les poumons et à droite pour le restituer aux tissus.

La courbe de dissociation de l'oxyhémoglobine varie avec le pH et la température. Plus le pH est bas (passage du côté acide) et plus la température est élevée, plus l'oxygène est capturé par l'hémoglobine, mais il est mieux administré aux tissus lors de la dissociation de l'oxyhémoglobine. D'où la conclusion: dans une atmosphère chaude, la saturation du sang en oxygène se produit de manière inefficace, mais avec l'augmentation de la température corporelle, la libération d'oxyhémoglobine par l'oxygène est très active.

Les globules rouges ont également leur propre dispositif de régulation. Il s’agit de l’acide 2,3-diphosphoglycérique, qui se forme lors de la dégradation du glucose. L '"attitude" de l'hémoglobine envers l'oxygène dépend également de cette substance. Lorsque l'acide 2,3-diphosphoglycérique s'accumule dans les érythrocytes, il réduit l'affinité de l'hémoglobine pour l'oxygène et contribue à sa libération dans les tissus. Si cela ne suffit pas, l'image est inversée.

Des événements intéressants se produisent dans les capillaires. À l'extrémité artérielle du capillaire, la diffusion de l'oxygène se produit perpendiculairement au mouvement du sang (du sang dans la cellule). Le mouvement a lieu dans le sens de la différence des pressions partielles d’oxygène, c’est-à-dire dans les cellules.

La préférence des cellules est donnée à l'oxygène physiquement dissous, et il est utilisé en premier. Dans le même temps, l'oxyhémoglobine est également déchargée de son fardeau. Plus le corps travaille intensément, plus il a besoin d'oxygène. Lorsque l'oxygène est libéré, les tentacules de l'hémoglobine sont libérés. En raison de l'absorption d'oxygène par les tissus, la teneur en oxyhémoglobine dans le sang veineux passe de 97 à 65-75%.

Le déchargement de l'oxyhémoglobine facilite simultanément le transport du dioxyde de carbone. Ces derniers, formés dans les tissus en tant que produit final de la combustion de substances carbonées, pénètrent dans la circulation sanguine et peuvent entraîner une diminution significative du pH du milieu (acidification) incompatible avec la vie. En fait, le pH du sang artériel et veineux peut fluctuer dans une plage extrêmement étroite (pas plus de 0,1). Pour cela, il est nécessaire de neutraliser le dioxyde de carbone et de l'éliminer des tissus jusqu'aux poumons.

Fait intéressant, l'accumulation de dioxyde de carbone dans les capillaires et une légère diminution du pH du milieu contribuent à la libération d'oxygène par l'oxyhémoglobine (la courbe de dissociation se déplace vers la droite et la courbure en S augmente). L'hémoglobine, qui joue le rôle de système tampon sanguin, neutralise le dioxyde de carbone. Cela forme des bicarbonates. Une partie du dioxyde de carbone est liée à l'hémoglobine elle-même (il en résulte la formation de carbhémoglobine). On estime que l'hémoglobine participe directement ou indirectement au transport des tissus vers les poumons jusqu'à 90% du dioxyde de carbone. Des processus inverses se produisent dans les poumons car l'oxygénation de l'hémoglobine entraîne une augmentation de ses propriétés acides et la libération d'ions hydrogène dans l'environnement. Ces derniers, s’associant aux bicarbonates, forment de l’acide carbonique qui est clivé par l’enzyme anhydrase carbonique en dioxyde de carbone et eau. Le dioxyde de carbone est libéré par les poumons et l'oxyhémoglobine, en reliant des cations (au lieu de séparer les ions hydrogène), se déplace dans les capillaires des tissus périphériques. Un lien aussi étroit entre l’alimentation en oxygène des tissus et l’élimination du dioxyde de carbone des tissus dans les poumons nous rappelle que lorsqu’on utilise de l’oxygène à des fins thérapeutiques, il ne faut pas oublier une autre fonction de l’hémoglobine - libérer le corps de l’excès de dioxyde de carbone.

La différence artério-veineuse ou la pression différentielle d'oxygène le long du capillaire (de l'extrémité artérielle à l'extrémité veineuse) donne une idée des besoins en oxygène des tissus. La longueur du flux capillaire d'oxyhémoglobine varie selon les organes (et leurs besoins en oxygène ne sont pas les mêmes). Par conséquent, par exemple, dans le cerveau, la tension de l'oxygène diminue moins que dans le myocarde.

Ici, cependant, il est nécessaire de faire une réservation et de rappeler que le myocarde et d’autres tissus musculaires sont dans des conditions spéciales. Dans les cellules musculaires, il existe un système actif pour capter l'oxygène du sang qui circule. Cette fonction est assurée par la myoglobine, qui a la même structure et fonctionne selon le même principe que l’hémoglobine. Seule la myoglobine possède une chaîne protéique (et non quatre, comme l'hémoglobine) et, respectivement, un hème. La myoglobine est comme un quart d'hémoglobine et ne capture qu'une molécule d'oxygène.

L'unicité de la structure de la myoglobine, qui n'est limitée que par le niveau d'organisation tertiaire de sa molécule protéique, est liée à l'interaction avec l'oxygène. La myoglobine se lie à l'oxygène cinq fois plus rapidement que l'hémoglobine (qui a une forte affinité pour l'oxygène). La courbe de saturation de la myoglobine (ou la dissociation de l'oxymyoglobine) avec l'oxygène se présente sous la forme d'une hyperbole plutôt que d'une forme en S. C’est là un sens biologique important, car la myoglobine, située au plus profond du tissu musculaire (où la pression partielle en oxygène est faible), saisit l’oxygène avec impatience même dans des conditions de tension basse. Une réserve d'oxygène est créée pour ainsi dire, qui est utilisée, si nécessaire, pour la formation d'énergie dans les mitochondries. Par exemple, dans le muscle cardiaque, où il y a beaucoup de myoglobine, au cours de la période de diastole, une réserve d'oxygène se forme dans les cellules sous forme d'oxymyoglobine qui, lors de la systole, répond aux besoins du tissu musculaire.

Apparemment, le travail mécanique constant des organes musculaires nécessitait des dispositifs supplémentaires pour piéger et réserver de l'oxygène. La nature l'a créé sous forme de myoglobine. Peut-être que dans les cellules non musculaires, il existe un mécanisme encore inconnu pour capturer l'oxygène du sang.

En général, l’utilité de l’hémoglobine des érythrocytes est déterminée par la capacité de transfert de la molécule d’oxygène vers la cellule et le transfert de molécules d’oxygène et d’élimination du dioxyde de carbone accumulé dans les capillaires des tissus. Malheureusement, ce travailleur ne travaille parfois pas pleinement et sans faute de sa part: la libération d'oxygène de l'oxyhémoglobine dans le capillaire dépend des possibilités de réactions biochimiques des cellules pour consommer de l'oxygène. Si peu d'oxygène est consommé, il «stagne» pour ainsi dire et, du fait de sa faible solubilité dans le milieu liquide, il ne provient plus du lit artériel. Les médecins observent une diminution de la différence artérioveineuse en oxygène. Il s'avère que l'hémoglobine est inutile pour transporter une partie de l'oxygène et, en outre, elle extrait moins de dioxyde de carbone. La situation ne vient pas d'agréable.

La connaissance des schémas de fonctionnement du système de transport d'oxygène dans des conditions naturelles permet au médecin de tirer un certain nombre de conclusions utiles pour l'utilisation appropriée de l'oxygénothérapie. Il va sans dire qu’il est nécessaire d’utiliser, en association avec l’oxygène, des moyens stimulant la spectropoïèse, augmentant le flux sanguin dans le corps touché et facilitant l’utilisation de l’oxygène dans les tissus corporels.

Dans le même temps, il est nécessaire de savoir clairement à quelles fins l'oxygène est consommé dans les cellules, assurant ainsi leur existence normale.

En se rendant sur le lieu de la participation à des réactions d'échange à l'intérieur des cellules, l'oxygène surmonte de nombreuses formations structurelles. Les plus importants d'entre eux sont les membranes biologiques.

Toute cellule a une membrane plasmique (ou externe) et une variété bizarre d'autres structures membranaires qui lient des particules subcellulaires (organoïdes). Les membranes ne sont pas simplement des cloisons, mais des formations remplissant des fonctions spéciales (transport, désintégration et synthèse de substances, formation d'énergie, etc.), qui sont déterminées par leur organisation et la composition de leurs biomolécules. Malgré la variabilité des formes et des tailles de membranes, celles-ci sont principalement constituées de protéines et de lipides. Les substances restantes présentes également dans les membranes (par exemple, les glucides) sont liées par des liaisons chimiques avec des lipides ou des protéines.

Nous ne nous attarderons pas sur les détails de l'organisation des molécules protéines-lipides dans les membranes. Il est important de noter que tous les modèles de structure de biomembranes («sandwich», «mosaïque», etc.) suggèrent la présence dans les membranes d'un film lipidique bimoléculaire, scellé avec des molécules de protéines.

La couche membranaire lipidique est un film liquide constamment en mouvement. Grâce à sa bonne solubilité dans les graisses, l'oxygène pénètre dans la double membrane membranaire lipidique et pénètre dans les cellules. Une partie de l'oxygène est transférée dans l'environnement interne des cellules par le biais de transporteurs de type myoglobine. On pense que l'oxygène est soluble dans la cellule. Probablement, il se dissout plus dans les formations lipidiques et moins dans les formations hydrophiles. Rappelons que la structure de l'oxygène répond parfaitement aux critères d'un agent oxydant utilisé comme piège à électrons. On sait que la principale concentration de réactions oxydatives se produit dans des organoïdes spéciaux - les mitochondries. Les comparaisons figuratives avec lesquelles les biochimistes ont doté les mitochondries suggèrent la désignation de ces petites particules (de 0,5 à 2 microns). Elles sont appelées «centrales électriques» et «centrales électriques» de la cellule, soulignant ainsi leur rôle de premier plan dans la formation de composés riches en énergie.

Ici, probablement, il convient de faire une petite digression. Comme vous le savez, l'un des signes fondamentaux de la vie est l'extraction efficace de l'énergie. Le corps humain utilise des sources d'énergie externes - nutriments (glucides, lipides et protéines) qui, avec l'aide d'enzymes hydrolytiques du tractus gastro-intestinal, sont broyés en morceaux plus petits (monomères). Ces derniers sont absorbés et délivrés aux cellules. Seules les substances contenant de l'hydrogène, qui contient une grande quantité d'énergie gratuite, ont une valeur énergétique. La tâche principale de la cellule, et plus précisément des enzymes qu’elle contient, est de traiter les substrats de manière à en détacher l’hydrogène.

Presque tous les systèmes enzymatiques jouant un rôle similaire sont localisés dans les mitochondries. Ici, un fragment de glucose (acide pyruvique), d’acides gras et de squelettes carbonés d’acides aminés est oxydé. Après le traitement final, les résidus d'hydrogène sont «débarrassés» de ces substances.

L'hydrogène, qui se détache des substances combustibles à l'aide d'enzymes spéciales (déshydrogénases), n'est pas sous forme libre, mais en relation avec des transporteurs spéciaux - les coenzymes. Ils sont des dérivés de la nicotinamide (vitamine RR) - NAD (nicotinamide adénine dinucléotide), du NADP (nicotinamide adénine dinucléotide phosphate) et des dérivés de la riboflavine (vitamine B).2) - FMN (flavine mononucléotide) et FAD (flavine adénine dinucléotide).

L'hydrogène ne brûle pas immédiatement, mais progressivement, par portions. Sinon, la cellule ne pourrait pas utiliser son énergie, car l'interaction de l'hydrogène avec l'oxygène provoquerait une explosion, ce qui est facilement démontré par des expériences de laboratoire. Pour que l’hydrogène libère en partie l’énergie qui lui est inhérente, il existe dans la membrane interne des mitochondries une chaîne de porteurs d’électrons et de protons, également appelée chaîne respiratoire. Dans une certaine partie de cette chaîne, les chemins des électrons et des protons divergent; les électrons sautent à travers les cytochromes (composés de protéines et d’hèmes, comme l’hémoglobine), et les protons s’échappent dans l’environnement. Au point final de la chaîne respiratoire, où se trouve la cytochrome oxydase, les électrons "glissent" en oxygène. Dans ce cas, l'énergie des électrons est complètement éteinte et l'oxygène, en se liant aux protons, est réduit à une molécule d'eau. L'eau n'a aucune valeur énergétique pour l'organisme.

L'énergie fournie par les électrons qui sautent dans la chaîne respiratoire est convertie en énergie des liaisons chimiques de l'adénosine triphosphate - ATP, qui sert de principal accumulateur d'énergie dans les organismes vivants. Puisque deux actes sont combinés ici: l’oxydation et la formation de liaisons phosphate riches en énergie (présentes dans l’ATP), le processus de formation d’énergie dans la chaîne respiratoire est appelé phosphorylation oxydative.

Comment se fait la combinaison du mouvement des électrons dans la chaîne respiratoire et de la capture au cours de ce mouvement d'énergie? Ce n'est pas tout à fait clair. Entre-temps, l’action des convertisseurs d’énergie biologiques permettrait de résoudre de nombreux problèmes liés au sauvetage des cellules du corps touchées par le processus pathologique, en règle générale aux prises avec une faim énergétique. Selon les experts, la divulgation des secrets du mécanisme de formation d'énergie chez les êtres vivants conduira à la création de générateurs d'énergie plus prometteurs sur le plan technique.

Ce sont des perspectives. Dans l'intervalle, il est connu que la capture de l'énergie électronique se produit dans trois parties de la chaîne respiratoire et que, par conséquent, lors de la combustion de deux atomes d'hydrogène, trois molécules d'ATP sont formées. L'efficacité d'un tel transformateur d'énergie approche les 50%. Étant donné que la part d'énergie fournie à la cellule au cours de l'oxydation de l'hydrogène dans la chaîne respiratoire est d'au moins 70–90%, les comparaisons colorées avec lesquelles les mitochondries sont attribuées deviennent compréhensibles.

L'énergie ATP est utilisée dans une grande variété de processus: assembler des structures complexes (par exemple, protéines, lipides, glucides, acides nucléiques) à partir du développement de protéines, effectuer des activités mécaniques (contraction musculaire), travailler électriquement (émergence et propagation d'influx nerveux), transporter et accumuler des substances dans les cellules, etc. En bref, la vie sans énergie est impossible, et dès qu’un déficit important se produit, les êtres vivants meurent.

Revenons à la question de la place de l’oxygène dans la génération d’énergie. À première vue, la participation directe de l'oxygène à ce processus vital semble être déguisée. Il conviendra probablement de comparer la combustion d’hydrogène (et, accessoirement, la formation d’énergie) avec la chaîne de production, bien que la chaîne respiratoire ne soit pas une chaîne pour l’assemblage, mais pour le «désassemblage» d’une substance.

L'hydrogène est à la source de la chaîne respiratoire. De là, un courant d'électrons se précipite jusqu'au point final: l'oxygène. En l'absence d'oxygène ou en cas de pénurie, la chaîne de production s'arrête ou ne fonctionne pas à pleine charge, car il n'y a personne pour la décharger ou l'efficacité de la décharge est limitée. Pas de flux d'électrons - pas d'énergie. Selon la définition pertinente du biochimiste exceptionnel A. Saint-Gierdy, la vie est contrôlée par un flux d'électrons, dont le mouvement est donné par une source d'énergie externe - le Soleil. Il est tentant de poursuivre cette pensée et d’ajouter que, puisque la vie est contrôlée par le flux d’électrons, la continuité de ce flux d’oxygène

Est-il possible de remplacer l'oxygène par un autre accepteur d'électrons, de soulager la chaîne respiratoire et de restaurer la formation d'énergie? En principe, c'est possible. Ceci est facilement démontré par des expériences de laboratoire. Pour un organisme, choisir un accepteur d'électrons tel que l'oxygène est une tâche incompréhensible, de sorte qu'il puisse être facilement transporté, pénètre dans toutes les cellules et participe aux réactions d'oxydo-réduction.

Ainsi, l'oxygène, tout en maintenant la continuité du flux d'électrons dans la chaîne respiratoire, contribue dans des conditions normales à la formation constante d'énergie à partir de substances entrant dans la mitochondrie.

Bien entendu, la situation présentée ci-dessus est quelque peu simplifiée et nous l’avons fait pour montrer plus clairement le rôle de l’oxygène dans la régulation des processus énergétiques. L’efficacité d’une telle régulation est déterminée par le travail de l’appareil pour transformer l’énergie des électrons en mouvement (courant électrique) en énergie chimique des liaisons ATP. Si les nutriments même en présence d'oxygène. ils sont «gaspillés» dans les mitochondries, l’énergie thermique dégagée au cours de ce processus est inutile pour le corps et une faim énergétique peut survenir, avec toutes les conséquences qui en découlent. Toutefois, de tels cas extrêmes de phosphorylation altérée lors du transfert d'électrons dans les mitochondries tissulaires sont difficilement possibles et n'ont pas été rencontrés dans la pratique.

Des cas beaucoup plus fréquents de dérégulation de la formation d'énergie associée à un apport insuffisant d'oxygène dans les cellules. Est-ce que cela signifie la mort immédiate? Il s'avère non. L’évolution a été judicieusement décrétée, laissant une certaine réserve de force énergétique aux tissus humains. Il fournit un moyen anoxique (anaérobie) de former de l'énergie à partir de glucides. Son efficacité est toutefois relativement faible, car l'oxydation des mêmes nutriments en présence d'oxygène fournit 15 à 18 fois plus d'énergie que sans lui. Cependant, dans des situations critiques, les tissus du corps conservent leur viabilité précisément à cause de la formation anaérobie d'énergie (par la glycolyse et la glycogénolyse).

Il s'agit d'une petite digression qui évoque le potentiel de formation d'énergie et l'existence d'un organisme sans oxygène, preuve supplémentaire que l'oxygène est le régulateur le plus important des processus de la vie et que sans lui, l'existence est impossible.

Cependant, la participation de l'oxygène non seulement dans l'énergie, mais également dans les processus plastiques, n'est pas moins importante. Ce côté de l'oxygène a été indiqué en 1897 par notre distingué compatriote, A.N. Bach, et le scientifique allemand, K.Engler, qui ont mis au point la disposition «sur l'oxydation lente de substances par l'oxygène activé». Pendant longtemps, ces dispositions sont restées dans l'oubli en raison du trop grand intérêt des chercheurs pour le problème de la participation de l'oxygène aux réactions énergétiques. Ce n'est que dans les années 60 de notre siècle que la question du rôle de l'oxygène dans l'oxydation de nombreux composés naturels et étrangers a été soulevée. Il s’est avéré que ce processus n’a rien à voir avec la formation d’énergie.

Le foie est le principal organe qui utilise l'oxygène pour l'introduire dans la molécule de substance oxydable. De cette manière, la neutralisation de nombreux composés étrangers se produit dans les cellules du foie. Et si le foie est appelé à juste titre le laboratoire de neutralisation des médicaments et des poisons, l’oxygène dans ce processus occupe une place très honorable (sinon dominante).

Brièvement sur la localisation et le dispositif de l'appareil pour la consommation d'oxygène avec des cibles en plastique. Dans les membranes du réticulum endoplasmique, pénétrant dans le cytoplasme des cellules du foie, il existe une courte chaîne de transfert d'électrons. Elle diffère de la longue chaîne respiratoire (avec un grand nombre de porteurs). La source d'électrons et de protons dans cette chaîne est le NADP réduit, qui se forme dans le cytoplasme, par exemple, lors de l'oxydation du glucose dans le cycle du pentose phosphate (le glucose peut donc être appelé partenaire à part entière des substances détoxifiantes). Les électrons et les protons sont transférés dans une protéine spéciale contenant de la flavine (FAD), puis dans la dernière liaison - un cytochrome spécial appelé cytochrome P-450. En plus de l'hémoglobine et des cytochromes mitochondriaux, il s'agit d'une protéine contenant l'ourlet. Sa fonction est double: il lie une substance oxydable et participe à l'activation de l'oxygène. Le résultat final d'une telle fonction complexe du cytochrome P-450 est exprimé par le fait qu'un atome d'oxygène pénètre dans la molécule de la substance oxydée, le second dans la molécule d'eau. Les différences entre les actes finaux de consommation d’oxygène dans la formation d’énergie dans les mitochondries et dans l’oxydation de substances du réticulum endoplasmique sont évidentes. Dans le premier cas, l'oxygène est utilisé pour la formation d'eau et dans le second, pour la formation d'eau et d'un substrat oxydé. La proportion d'oxygène consommée dans le corps à des fins plastiques peut être comprise entre 10 et 30% (en fonction des conditions favorables au déroulement favorable de ces réactions).

Cela n'a pas de sens de poser une question (même purement théorique) sur la possibilité de remplacer l'oxygène par d'autres éléments. Compte tenu du fait que cette voie d'utilisation de l'oxygène est également nécessaire pour l'échange des composés naturels les plus importants - cholestérol, acides biliaires, hormones stéroïdiennes - il est facile de comprendre jusqu'où vont les fonctions de l'oxygène. Il s'avère qu'il régule la formation d'un certain nombre de composés endogènes importants et la détoxification de substances étrangères (ou, comme on les appelle maintenant, xénobiotiques).

Cependant, il convient de noter que le système enzymatique du réticulum endoplasmique, qui utilise l'oxygène pour oxyder les xénobiotiques, a certains coûts, qui sont les suivants. Parfois, lorsque de l'oxygène est introduit dans une substance, il se forme un composé plus toxique que l'original. Dans de tels cas, l'oxygène agit comme un complice en empoisonnant le corps avec des composés inoffensifs. Ces coûts prennent une tournure grave, par exemple lorsque des agents cancérigènes sont formés à partir de procarcinogènes avec de l'oxygène. En particulier, le composant bien connu du benzpyrène de la fumée de tabac, considéré comme une substance cancérigène, acquiert effectivement ces propriétés lors de l'oxydation dans l'organisme pour former de l'hydroxybenzpyrène.

Ces faits vous incitent à examiner attentivement les processus enzymatiques dans lesquels l’oxygène est utilisé comme matériau de construction. Dans certains cas, il est nécessaire de développer des mesures préventives contre cette méthode de consommation d’oxygène. Cette tâche est très difficile, mais il est nécessaire de rechercher des approches, à l'aide de diverses techniques, pour diriger les pouvoirs régulateurs de l'oxygène dans la bonne direction pour le corps.

Ce dernier aspect est particulièrement important dans le cas de l'utilisation d'oxygène dans un processus «non contrôlé» tel que l'oxydation par peroxydation (ou radical libre) d'acides gras insaturés. Les acides gras insaturés font partie des divers lipides des membranes biologiques. L'architecture des membranes, leur perméabilité et les fonctions des protéines enzymatiques qui composent les membranes sont largement déterminées par le rapport des différents lipides. La peroxydation lipidique se produit avec ou sans enzymes. La seconde option ne diffère pas de l'oxydation radicalaire des lipides dans les systèmes chimiques conventionnels et nécessite la présence d'acide ascorbique. La participation de l'oxygène à la peroxydation des lipides n'est évidemment pas le meilleur moyen d'appliquer ses précieuses propriétés biologiques. La nature radicalaire de ce processus, dont l'initiateur peut être du fer bivalent (centre de la formation de radicaux), permet en peu de temps d'entraîner la désintégration du squelette lipidique des membranes et, par voie de conséquence, la mort cellulaire.

Une telle catastrophe dans des conditions naturelles ne se produit toutefois pas. Les cellules contiennent des antioxydants naturels (vitamine E, sélénium, certaines hormones) qui rompent la chaîne de la peroxydation lipidique, empêchant ainsi la formation de radicaux libres. Néanmoins, comme le pensent certains chercheurs, l'utilisation de l'oxygène dans la peroxydation des lipides présente des aspects positifs. Dans des conditions biologiques, la peroxydation lipidique est nécessaire pour l’auto-renouvellement des membranes, car les peroxydes lipidiques sont des composés plus solubles dans l’eau et sont plus facilement sécrétés par la membrane. Elles sont remplacées par de nouvelles molécules lipidiques hydrophobes. Seule l'excès de ce processus conduit à l'effondrement des membranes et à des modifications pathologiques dans le corps.

Il est temps de faire le point. Ainsi, l'oxygène est le régulateur le plus important des processus vitaux utilisés par les cellules du corps en tant que composant nécessaire à la formation d'énergie dans la chaîne respiratoire des mitochondries. Les besoins en oxygène de ces processus ne sont pas fournis de manière uniforme et dépendent de nombreuses conditions (de la capacité du système enzymatique, de la richesse du substrat et de la disponibilité de l'oxygène lui-même), mais la part du lion de l'oxygène est toujours dépensée en processus énergétiques. Par conséquent, le «minimum de subsistance» et les fonctions des tissus et des organes présentant un manque aigu d'oxygène sont déterminés par les réserves d'oxygène endogènes et la capacité de la voie sans oxygène pour la formation d'énergie.

Cependant, il est tout aussi important de fournir de l'oxygène et d'autres processus plastiques, même si cela nécessite une partie de celui-ci. Outre un certain nombre de synthèses naturelles indispensables (cholestérol, acides biliaires, prostaglandines, hormones stéroïdiennes, produits métaboliques biologiquement actifs des acides aminés), la présence d’oxygène est particulièrement nécessaire pour la neutralisation des médicaments et des poisons. En cas d'empoisonnement avec des substances étrangères, il est peut-être possible de permettre une importance vitale de l'oxygène pour le plastique plutôt que pour l'énergie. En cas d'intoxication, ce côté de l'action ne trouve qu'une application pratique. Et dans un cas seulement, le médecin doit réfléchir à la manière de mettre un obstacle à la consommation d'oxygène dans les cellules. Nous parlons de l'inhibition de l'utilisation de l'oxygène dans la peroxydation des lipides.

Comme vous pouvez le constater, la connaissance des caractéristiques de l'accouchement et des modes de consommation d'oxygène dans le corps est la clé pour résoudre les troubles qui surviennent lors de diverses conditions hypoxiques et pour déterminer la tactique correcte d'utilisation thérapeutique de l'oxygène en clinique.

yuri_egorow

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Hypoxie

Hypoxie ou privation d'oxygène - faible teneur en oxygène dans le corps ou dans des organes et tissus individuels. L'hypoxie se produit lorsqu'il y a un manque d'oxygène dans l'air inhalé et dans le sang, en violation des processus biochimiques de la respiration des tissus. En raison de l'hypoxie, des modifications irréversibles se développent dans les organes vitaux. Les plus sensibles à la carence en oxygène sont le système nerveux central, le muscle cardiaque, les tissus rénaux et le foie.
Les manifestations de l'hypoxie sont une insuffisance respiratoire, un essoufflement; violation des fonctions d'organes et de systèmes.

Dommages causés à l'oxygène

Parfois, vous pouvez entendre que "l'oxygène est un agent oxydant qui accélère le vieillissement du corps".
Ici, à partir du bon message, la conclusion est fausse. Oui, l'oxygène est un agent oxydant. Ce n'est que grâce à lui que les nutriments contenus dans les aliments sont transformés en énergie du corps.
La peur de l'oxygène est associée à deux de ses propriétés exceptionnelles: les radicaux libres et les empoisonner par une pression excessive.

1. Que sont les radicaux libres?
Certaines des vastes quantités de réactions d’oxydation (génératrices d’énergie) et de régénération du corps qui circulent constamment ne se finissent pas, puis se forment des substances contenant des molécules instables qui possèdent des électrons non appariés aux niveaux électroniques externes, appelés «radicaux libres». Ils cherchent à capturer l'électron manquant d'une autre molécule. Devenue un radical libre, cette molécule vole un électron de la suivante, etc.
Pourquoi en as-tu besoin? Une certaine quantité de radicaux libres, ou oxydants, est vitale pour le corps. Tout d'abord - lutter contre les microorganismes nuisibles. Le système immunitaire utilise les radicaux libres comme «projectiles» contre les «envahisseurs». Normalement, dans le corps humain, 5% des substances formées au cours de réactions chimiques deviennent des radicaux libres.
Les scientifiques appellent stress émotionnel, gros effort physique, blessures et épuisement dû à la pollution de l'air, à la consommation d'aliments en conserve et technologiquement mal transformés, de légumes et de fruits cultivés à l'aide d'herbicides et de pesticides, ultraviolets et l'exposition aux radiations.

Ainsi, le vieillissement est un processus biologique de ralentissement de la division cellulaire, et les radicaux libres associés par erreur au vieillissement sont naturels et nécessaires aux mécanismes de défense de l'organisme et à leurs effets néfastes associés à la perturbation des processus naturels du corps par des facteurs environnementaux négatifs et le stress.

2. "L'oxygène est facile à empoisonner."
En effet, l'excès d'oxygène est dangereux. Un excès d'oxygène entraîne une augmentation de la quantité d'hémoglobine oxydée dans le sang et une diminution de la quantité d'hémoglobine rétablie. Et, comme c'est l'hémoglobine réduite qui élimine le dioxyde de carbone, son retard dans les tissus entraîne une hypercapnie - un empoisonnement au CO2.
Avec un excès d'oxygène, le nombre de métabolites de radicaux libres, les plus terribles "radicaux libres", qui ont une activité élevée, augmente en tant qu'agents oxydants pouvant endommager les membranes biologiques des cellules.

Horrible, non? Je veux juste arrêter de respirer. Heureusement, pour pouvoir vous empoisonner avec de l'oxygène, il est nécessaire d'augmenter la pression de l'oxygène, par exemple dans une chambre de pression (avec oxygénothérapie) ou lors de plongées avec des mélanges respiratoires spéciaux. Dans la vie ordinaire, de telles situations ne se produisent pas.

3. «Il y a peu d'oxygène dans les montagnes, mais beaucoup de longs foies! C'est à dire l'oxygène est nocif. "
En effet, en Union soviétique, un certain nombre de foies longs ont été enregistrés dans les régions montagneuses du Caucase et de Transcaucasie. Si vous regardez la liste des foies longs vérifiés (c'est-à-dire confirmés) du monde dans toute son histoire, le tableau ne sera plus aussi évident: les plus anciens foies longs enregistrés en France, aux États-Unis et au Japon ne vivaient pas à la montagne.

Au Japon, où vit et vit encore la plus vieille femme de la planète, Misao Okawa, âgée de plus de 116 ans, se trouve «l'île aux mors longs» d'Okinawa. L'espérance de vie moyenne chez les hommes est de 88 ans, chez les femmes - 92 ans; c'est 10 à 15 ans de plus que dans le reste du Japon. Sur l'île, des données sur plus de sept cents foies longs locaux plus de cent ans sont collectées. Ils disent que: "Contrairement aux montagnards du Caucase, aux hunzakuts du nord du Pakistan et aux autres nationalités qui se vantent de leur longévité, tous les actes de naissance à Okinawa depuis 1879 sont documentés dans le registre de la famille japonais - des kosacks." Les Okvinats eux-mêmes croient que le secret de leur longévité repose sur quatre piliers: régime alimentaire, mode de vie actif, autosuffisance et spiritualité. Les habitants ne mangent jamais trop, adhérant au principe du "hari hachi boo" - mange huit dixièmes. Ces "huit dixièmes" comprennent du porc, des algues et du tofu, des légumes, du daikon et du concombre amer local. Les Okinawaiens les plus âgés ne sont pas inactifs: ils travaillent activement sur le terrain et leur repos est actif: ils aiment avant tout jouer à la variété de croquet locale.: Okinawa est surnommée la plus belle des îles - il n’ya pas de stress et de stress propre aux grandes îles du Japon. Les habitants sont attachés à la philosophie de yimaru - «un travail d’équipe chaleureux et amical».
Il est intéressant de noter que, dès que les Okinawaiens ont émigré dans le pays, les foies longs ne sont plus retrouvés, ce qui a permis aux scientifiques qui étudient ce phénomène de découvrir que le facteur génétique ne joue pas un rôle dans la longévité des insulaires. Et nous estimons, de notre côté, qu’il est extrêmement important que les îles d’Okinawa soient situées dans la zone où soufflent les vents océaniques et que la teneur en oxygène de ces zones est fixée à 21,9 - 22% d’oxygène.

La propreté de l'air

"Mais après tout, l'air est sale à l'extérieur et l'oxygène emporte toutes les substances."
C'est pourquoi les systèmes OxyHaus ont installé un système de filtration à trois niveaux d'air entrant. Et l'air déjà épuré entre dans le tamis moléculaire zéolitique, qui sépare l'oxygène de l'air.

"Puis-je être empoisonné par l'oxygène?"

L’intoxication par l’oxygène, l’hyperoxie, est causée par l’inhalation de mélanges de gaz contenant de l’oxygène (air, nitrox) sous pression élevée. Une intoxication à l'oxygène peut survenir lors de l'utilisation d'un appareil à oxygène, d'un appareil de régénération, de l'utilisation de mélanges de gaz artificiels pour la respiration, lors de la recompression de l'oxygène, ainsi que du dépassement des doses thérapeutiques dans le processus d'oxygénothérapie. Lorsque l'intoxication par l'oxygène développe des troubles du système nerveux central, des organes respiratoires et circulatoires.

Comment l'oxygène agit-il sur le corps humain?


  • pendant 1 heure, une personne consomme de 15 à 20 litres d'oxygène;

  • la quantité d'oxygène consommée: pendant la veille augmente de 30 à 35%, lors d'une marche tranquille - de 100%, avec des travaux légers - de 200%, avec des travaux physiques pénibles - de 600% ou plus;

  • l'activité des processus respiratoires dépend directement de la capacité des poumons. Par exemple, chez les athlètes, il est 1-1,5 litres de plus que la norme, mais chez les nageurs professionnels, il peut atteindre 6 litres!

  • Plus la capacité pulmonaire est grande, plus la fréquence respiratoire est basse et plus la profondeur d'inhalation est grande. Un exemple illustratif: un athlète prend 6 à 10 respirations par minute, tandis qu'une personne ordinaire (non athlète) respire à une fréquence de 14 à 18 respirations par minute.

Alors pourquoi avez-vous besoin d'oxygène?


Il entre dans la composition des molécules de toutes les substances - lipides, protéines, glucides, acides nucléiques et composés de faible poids moléculaire. Oui, et la vie humaine serait tout simplement impensable sans cet élément important!