"ქიმიის უწყებანი" ტომი:2, ნომერი:1, 12-14 გვ.

მჟავურ-ფუძური ბალანსი - ჰომეოსტაზი სისხლში

ვაჟა ღავთაძე

ქიმიის პედაგოგი, ჭიათურის რაიონის სოფ.წირქვალის სკოლა 551267283

რეზიუმე: სისხლის მჟავიანობისა და სიბლანტის შეცვლა შეიძლება გამოიწვიოს სუნთქვის სტილის შეცვლამ ან საკვებმა პროდუქტებმა. როგორც ირკვევა, საკვებ პროდუქტებზე მეტად საშიში არის სუნთქვის დარღვევა, რადგანაც ამ დროს სისხლში მიმდინარეობს მთელი რიგი არასასურველი მოვლენები, რომელთა წარმოშობის მიზეზების საფუძვლიანი შესწავლა ქიმიის, ბიოლოგიისა და ფიზიკის ერთობლივ ცოდნას, გაანალიზებას და სინთეზს მოითხოვს.

საკვანძო სიტყვები: სისხლი, კოლოიდური ხსნარი, ჰომეოსტაზი, აციდოზი, ალკალოზი, ჰიპერვენტილაცია, ჰიპოვენტილაცია

სისხლი განიხილება როგორც თხევადი ქსოვილი. ის ურთულესი, მრავალკომპონენტიანი ნარევია. სისხლი კოლოიდური ხსნარია, რომელიც შედგება 55% ლიმფისაგან და 45% ფორმიანი ელემენტებისაგან. ლიმფის 90% არის წყალი, დანარჩენი კი არის მასში გახსნილი მარილები, ნახშირწყლები, ცილები, ცხიმები, აირები (ჟანგბადი, ნახშირორჟანგი, აზოტი). სისხლის სიბლანტე წყალთან შედარებით 3-4 ჯერ მეტია. სისხლს ახასიათებს კოლოიდური ხსნარების მთავარი თვისება - არასტაბილურობა. სისხლის შემადგენლობის სტაბილურობის შენარჩუნებას ორგანიზმში ემსახურება მთელი რიგი პროცესების ერთობლიობა. დამატებით სირთულეს ქმნის ის ფაქტიც, რომ სისხლი მუდმივად განიცდის განახლებას და ეს განახლება უნდა ხდებოდეს ისე, რომ ძირეულად არ შეიცვალოს ისეთი მახასიათებლები, როგორიცაა მჟავიანობა და სიბლანტე. სხვადასხვა მიზეზის გამო შეიძლება მოხდეს სისხლის მჟავიანობის ან სიბლანტის შეცვლა დასაშვებ ზღვარზე მეტად, რაც პათოლოგიებს და ხშირად ფატალურ შედეგებს იწვევს.

სისხლის მჟავიანობისა და სიბლანტის შეცვლა შეიძლება გამოიწვიოს სუნთქვის სტილის შეცვლამ ან საკვებმა პროდუქტებმა. როგორც ირკვევა, საკვებ პროდუქტებზე მეტად საშიში არის სუნთქვის დარღვევა, რადგანაც ამ დროს სისხლში მიმდინარეობს მთელი რიგი არასასურველი მოვლენები, რომელთა წარმოშობის მიზეზების საფუძვლიანი შესწავლა ქიმიის, ბიოლოგიისა და ფიზიკის ერთობლივ ცოდნას, გაანალიზებას და სინთეზს მოითხოვს.

როგორც ცნობილია, ადამიანს სიცოცხლისათვის ჟანგბადი ესაჭიროება. ის ფილტვის ალვეოლების გავლით სისხლში იხსნება და მისი მეშვეობით უჯრედებს და ქსოვილებს მიეწოდება, მონაწილეობს ჟანგვა-აღდგენის რეაქციებში, გარდაიქმნება ნახშირორჟანგად და უკან ისევ სისხლის მეშვეობით ალვეოლების გავლით ფილტვში გადადის და საბოლოოდ მას ამოვისუნთქავთ.

ხშირად სისხლში ნახშირორჟანგი მხოლოდ მავნე ნივთიერებად წარმოისახება. რეალურად კი, როგორც ირკვევა, ნახშირორჟანგის გარკვეული რაოდენობა აუცილებლად უნდა დარჩეს სისხლში/ მას მეტად მნიშვნელოვანი ფუნქცია აკისრია - სისხლში მჟავურ-ტუტოვანი ბალანსი - ჰომეოსტაზი უნდა უზრუნველყოს, რითაც სისხლი შეძლებს სტაბილურობის შენარჩუნებას. ნახშირორჟანგის ზედმეტი რაოდენობა ან ნაკლებობა სისხლში იწვევს მჟავურ-ტუტოვანი ბალანსის დარღვევას, შესაბამისად აციდოზს ან ალკალოზს, რომელთაგანაც ორივე მეტად საშიშია ორგანიზმისათვის, რადგანაც ამ დროს ძირეული ცვლილებები ხდება სისხლში, იცვლება მისი სიბლანტე, შემცველობა, ცილები განიცდიან ცვლილებებს.

მედიცინაში ნორმალურ სუნთქვად ითვლება ნელი, მსუბუქი სუნთქვა - 10-12 ჩასუნთვა-ამოსუნთქვის ციკლი წუთში. დაახლოებით 70 კგ წონის მქონე ადამიანისათვის იგი წარმოადგენს საშუალოდ 5-8 ლიტრს წუთში. სხვადასხვა დაავადების, ფიზიკური დატვირთვის, ფილტვის ალვეოლების სხვადასხვა მიზეზებით დაზიანების შემთხვევაში ხშირად სუნთქვის რიტმი და 1 წთ-ში ჩასუნთქული აირის მოცულობა მკვეთრად იცვლება. მაგალითად, ჩასუნთქული ჰაერის რაოდენობა წუთში შეიძლება გადააჭარბოს 10 ლიტრს, ხოლო ჩასუნქვათა რაოდენობამ კი 18. ასეთ გახშირებულ ღრმა სუნთქვას ჰიპერვენტილაცია ეწოდება. ჰიპერვენტილაციის საწინაღმდეგო მოვლენას კი ჰიპოვენტილაცია ეწოდება. აღნიშნული დარღვევები ფილტვის ალვეოლებში მიმდინარე გაზთა ცვლაზე უარყოფითად მოქმედებს, სწრაფი და გახშირებული ჩასუნთქვისას სისხლიდან ნახშირორჟანგი სწრაფად ტოვებს ფილტვის ალვეოლებს, სისხლი ღარიბდება ნახშირორჟანგით, ნახშირმჟავას კონცენტრაცია მცირდება და ტუტიანობა იმატებს, ჩნდება ალკალოზი - ჰიპოკაპნიის (ნახშირორჟანგის ნაკლებობა სისხლში) მიზეზით.

სისხლში გახსნილი ნახშირორჟანგი სხვა ბუფერულ სისტემებთან (დიჰიდროფოსფატურ/ ჰიდროფოსფატური ბუფერი, ზოგიერთი ცილა) ერთად ერთ-ერთ მძლავრ, ნახშირმჟავა-ბიკარბონატულ ბუფერულ სისტემას ქმნის, რომელიც სისხლის მჟავიანობას აკონტროლებს და ასტაბილურებს სისხლში მჟავა ან ტუტე ბუნების ნივთიერებების სხვადასხვა გზით მოხვედრისას. სისხლის მჟავიანობა ორგანიზმის ნორმალური ფუნქციონირების მდგომარეობაში pH 7.35-7.45 ინტერვალში იცვლება. თუ სისხლის pH 7-ზე ნაკლები ან 7.8 -ზე მეტი აღმოჩნდა ადამიანი იღუპება.

ნახშირორჟანგი სისხლში ქიმიურ წონასწორობას ქმნის ბიკარბონატ-იონსა და პროტონთან ერთად. აღნიშნული წონასწორული რეაქცია ემორჩილება ლე-შატელიეს პრინციპს. თუ სისხლში წყალბადიონთა კონცენტრაცია გაიზარდა, ლე-შატელიეს პრინციპის თანახმად ეს გამოიწვევს ბიკარბონატ-იონთან ასოციაციას, წონასწორობა გადაინაცვლებს მარცხნივ ნახშირორჟანგის წარმოქმნის მიმართულებით, წარმოქმნილი ნახშირორჟანგის დიდი რაოდენობა ჰიპერვენტილაციის მოვლენის მიზეზით სწრაფად დატოვებს ალვეოლების გავლით ფილტვს. ეს გაგრძელდება მანამ, სანამ მჟავიანობა ნორმას არ მიაღწევს.

ისმის კითხვა, ფილტვის ალვეოლებში აირთა ცვლა რა მექანიზმით ხდება? როგორ გადადის ჟანგბადი ფილტვის ალვეოლიდან სისხლში და პირიქით ნახშირორჟანგი სისხლიდან ჰაერში? ეს პროცესები ღრმად რომ გავიაზროთ ალვეოლების სტრუქტურა კარგად უნდა წარმოვიდგინოთ და გარკვეულწილად ფიზიკაც გავიხსენოთ.

ადამიანის წყვილ ფილტვში დაახლოებით 700 მილიონი ალვეოლია. ალვეოლი უწვრილესი ფოროვანი ბუშტუკებია და უწვრილესი სისხლის კაპილარებითაა გარემოცული. ამ კაპილარების ფორების გავლით აირები აღწევენ კაპილარებში და პირიქით. ეს კაპილარები ერთიანდებიან და ქმნიან ფილტვის ვენას და არტერიას. გაზთა ცვლა ალვეოლებიდან სისხლის კაპილარებში ალვეოლის ფორების გავლით დიფუზიით ხდება და მიმდინარე პროცესები აღიწერება ფიკის კანონით. აირთა დიფუზია ხდება კონცენტრაციის გრადიენტის შემცირების გამო აირის მოლეკულები მოძრაობენ მაღალი კონცენტრაციიდან დაბალი კონცენტრაციის მიმართულებით. ჰაერში ჟანგბადი დიდი რაოდენობითაა, სისხლში კი ცოტა. იქმნება კონცენტრაციული გრადიენტი. ამის გამო დიფუზიით ალვეოლების ფოროვანი სტრუქტურის გამო ჟანგბადი გადადის სისხლის კაპილარებში. ამავე მიზეზით ნახშირორჟანგი სისხლს ტოვებს.

ჰიპოკაპნია ნახშირორჟანგის ნაკლებობა სისხლში. მრავალი სამედიცინო წყაროს ცნობით, ჰიპოკაპნიის დროს ნახშირორჟანგის პარციალური წნევა ზღვის დონეზე არის 35 მმ. ვერცხლისწყლის სვეტით, ხოლო ნორმალური სუნთქვისას არტერიული ნახშირორჟანგის პარციალური წნევა არის 40 მმ. ვერცხლისწყლის სვეტით. ჰიპოკაპნია ალკალოზს იწვევს. ალკალოზის დროს სისხლში მცირდება თავისუფალი, იონური კალციუმის შემცველობა ტუტე არეში აბლუმინების კალციუმთან შეკავშირების გამო. ეს კი სისხლძარღვთა შევიწროებას - ვაზოკონსტრიქციას და კრუნჩხვებს იწვევს.

კვლევა უჩვენებს რომ 90% თანამედროვე ადამიანებს აქვთ სუნთქვის გარკვეული პრობლემები, როგორიცაა პირით სუნთქვა, ჰიპერვენტილაცია, ჰიპოვენტილაცია, მკერდით სუნთქვა.

როგორც კვლევებმა აჩვენა, ცხოვრების სტილი გავლენას ახდენს სუნთქვის რიტმსა და სიხშირეზე. არასწორმა ფიზიკურმა ვარჯიშმა, გადაჭარბებულად მუშაობამ, სტრესმა, გადაჭარბებულმა კვებამ, მწუხარებამ, გადახურებამ, გულაღმა ძილმა და სხვა მიზეზებმა შესაძლოა გამოიწვიოს ჰიპერვენტილაცია და ჰიპოკაპნია.

ორგანიზმში ძალზედ რთული რეაქციები, ძალიან იოლად და სწრაფად ხდება, ორგანოები მეტად მჭიდრო კავშირშია ერთმანეთთან, ფილტვის დაზიანება კარდიოვასკულარული სისტემის დაზიანებას იწვევს და პირიქით. დაავადების წარმოშობას და დამარცხებას ხშირად ქიმიური პროცესები სდევს თან, მათი ღრმა გაანალიზება ზუსტი დიაგნოზის დასმას, მკურნალობის პროცესს აიოლებს და შედეგიანს ხდის.

როგორც მოგეხსენებათ, საკმაოდ დიდი ხნის წინ მედიცინა ალქიმიის საფუძველზე განვითარდა, შემდეგ ის ცალკე გამოეყო ქიმიას და მეცნიერების ცალკე დარგად ჩამოყალიბდა. დამხმარე მეცნიერებებად ბიოლოგია, ფიზიკა და ქიმია აირჩია და მათი მიღწევების გამოყენებით მუდმივად განიცდის წინსვლას. ჩვენ კი ამ საგნების სპეციალისტებმა გარკვეული საკითხები იმგვარად უნდა წარმოვაჩინოთ მოსწავლეების თვალწინ, რომ მათ ნათლად დაინახონ თუ როგორი მჭიდროკავშირია ამ მეცნიერებებს შორის, რომ ჩვენი გზები საბოლოოდ ერთად იკვრება და მედიცინის ხაზს ქმნის.

ლიტერატურა :

1.http://www.merckmanuals.com/professional/pulmonary_disorders/tests_of_pulmonary_function_pft/measurement_of_gas_exchange.html

2. http://www.amazon.ca/Hyperventilation-Syndrome-Breathing-Disorders-Overcome/dp/0857830295

3. http://www.healthline.com/symptom/hyperventilation

4.http://www.chemistry.wustl.edu/~edudev/LabTutorials/Buffer/Buffer.html

5. http://www.normalbreathing.com/d/hypocapnia.php

6. http://www.normalbreathing.com/CO2-blood-pH-respiratory-alkalosis.php

 

გამოქვეყნებულია: 22-03-2015