Πώς λειτουργεί ο μεταβολισμός μέσα σε ένα άτομο;

2024 Συγγραφέας: Seth Attwood | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-16 16:02

Το πρώτο κύτταρο δεν θα μπορούσε να επιβιώσει αν δεν υπήρχε το ιδιαίτερο «κλίμα» ζωής που δημιουργεί η θάλασσα. Ομοίως, καθένα από τα εκατοντάδες τρισεκατομμύρια κύτταρα που αποτελούν το ανθρώπινο σώμα θα πέθαινε χωρίς αίμα και λέμφο. Κατά τη διάρκεια των εκατομμυρίων ετών από την εμφάνιση της ζωής, η φύση έχει αναπτύξει ένα εσωτερικό σύστημα μεταφοράς που είναι αμέτρητα πιο πρωτότυπο, αποτελεσματικό και πιο καθαρά ελεγχόμενο από οποιοδήποτε μέσο μεταφοράς που δημιουργήθηκε ποτέ από τον άνθρωπο.

Στην πραγματικότητα, το αίμα αποτελείται από μια ποικιλία συστημάτων μεταφοράς. Το πλάσμα, για παράδειγμα, χρησιμεύει ως όχημα για τα σωματίδια, συμπεριλαμβανομένων των ερυθροκυττάρων, των λευκοκυττάρων και των αιμοπεταλίων, τα οποία μετακινούνται σε διαφορετικά μέρη του σώματος ανάλογα με τις ανάγκες. Με τη σειρά τους, τα ερυθρά αιμοσφαίρια είναι ένα μέσο μεταφοράς οξυγόνου στα κύτταρα και διοξειδίου του άνθρακα από τα κύτταρα.

Το υγρό πλάσμα μεταφέρει σε διαλυμένη μορφή πολλές άλλες ουσίες, καθώς και τα δικά του συστατικά, τα οποία είναι εξαιρετικά σημαντικά για τις ζωτικές διαδικασίες του σώματος. Εκτός από τα θρεπτικά συστατικά και τα απόβλητα, το πλάσμα μεταφέρει θερμότητα, συσσωρεύοντας ή απελευθερώνοντάς την ανάλογα με τις ανάγκες και διατηρώντας έτσι ένα φυσιολογικό καθεστώς θερμοκρασίας στο σώμα. Αυτό το περιβάλλον φέρει πολλές από τις κύριες προστατευτικές ουσίες που προστατεύουν το σώμα από ασθένειες, καθώς και ορμόνες, ένζυμα και άλλες πολύπλοκες χημικές και βιοχημικές ουσίες που παίζουν μεγάλη ποικιλία ρόλων.

Η σύγχρονη ιατρική έχει αρκετά ακριβείς πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο το αίμα εκτελεί τις αναφερόμενες λειτουργίες μεταφοράς. Όσο για άλλους μηχανισμούς, εξακολουθούν να παραμένουν αντικείμενο θεωρητικής εικασίας και ορισμένοι, αναμφίβολα, δεν έχουν ακόμη ανακαλυφθεί.

Είναι ευρέως γνωστό ότι κάθε μεμονωμένο κύτταρο πεθαίνει χωρίς συνεχή και άμεση παροχή βασικών υλικών και όχι λιγότερο επείγουσα διάθεση τοξικών αποβλήτων. Αυτό σημαίνει ότι η «μεταφορά» αίματος πρέπει να βρίσκεται σε άμεση επαφή με όλα αυτά τα πολλά τρισεκατομμύρια «πελάτες», ικανοποιώντας τις ανάγκες του καθενός από αυτούς. Το τεράστιο μέγεθος αυτού του έργου αψηφά πραγματικά την ανθρώπινη φαντασία!

Στην πράξη, η φόρτωση και η εκφόρτωση σε αυτόν τον μεγάλο οργανισμό μεταφορών πραγματοποιείται μέσω μικροκυκλοφορίας - τριχοειδών συστημάτων … Αυτά τα μικροσκοπικά αγγεία διαπερνούν κυριολεκτικά κάθε ιστό του σώματος και πλησιάζουν τα κύτταρα σε απόσταση όχι μεγαλύτερη από 0, 125 χιλιοστά. Έτσι, κάθε κύτταρο του σώματος έχει τη δική του πρόσβαση στο Ποτάμι της Ζωής.

Η πιο επείγουσα και συνεχής ανάγκη του οργανισμού είναι το οξυγόνο. Ένα άτομο, ευτυχώς, δεν χρειάζεται να τρώει συνεχώς, επειδή τα περισσότερα από τα θρεπτικά συστατικά που είναι απαραίτητα για το μεταβολισμό μπορούν να συσσωρευτούν σε διάφορους ιστούς. Η κατάσταση είναι διαφορετική με το οξυγόνο. Αυτή η ζωτική ουσία συσσωρεύεται στον οργανισμό σε αμελητέες ποσότητες και η ανάγκη για αυτήν είναι συνεχής και επείγουσα. Επομένως, ένα άτομο δεν μπορεί να σταματήσει να αναπνέει για περισσότερο από λίγα λεπτά - διαφορετικά θα προκαλέσει τις πιο σοβαρές συνέπειες και θάνατο.

Για να καλύψει αυτή την επείγουσα ανάγκη για συνεχή παροχή οξυγόνου, το αίμα έχει αναπτύξει ένα εξαιρετικά αποτελεσματικό και εξειδικευμένο σύστημα παροχής που χρησιμοποιεί ερυθροκύτταρα, ή ερυθρά αιμοσφαίρια … Το σύστημα βασίζεται σε μια εκπληκτική ιδιότητα αιμοσφαιρίνη να απορροφηθεί σε μεγάλες ποσότητες και στη συνέχεια να εγκαταλείψει αμέσως το οξυγόνο. Στην πραγματικότητα, η αιμοσφαιρίνη του αίματος μεταφέρει εξήντα φορές περισσότερο από την ποσότητα οξυγόνου που μπορεί να διαλυθεί στο υγρό μέρος του αίματος. Χωρίς αυτή τη χρωστική ουσία που περιέχει σίδηρο, θα χρειάζονταν περίπου 350 λίτρα αίματος για να τροφοδοτήσει με οξυγόνο τα κύτταρά μας!

Αλλά αυτή η μοναδική ιδιότητα της απορρόφησης και της μεταφοράς μεγάλων όγκων οξυγόνου από τους πνεύμονες σε όλους τους ιστούς είναι μόνο η μία πλευρά της πραγματικά ανεκτίμητης συμβολής της αιμοσφαιρίνης στο λειτουργικό έργο του συστήματος μεταφοράς αίματος. Η αιμοσφαιρίνη μεταφέρει επίσης μεγάλες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα από τους ιστούς στους πνεύμονες και έτσι συμμετέχει τόσο στο αρχικό όσο και στο τελικό στάδιο της οξείδωσης.

Κατά την ανταλλαγή οξυγόνου με διοξείδιο του άνθρακα, το σώμα χρησιμοποιεί τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα των υγρών με εκπληκτική δεξιοτεχνία. Οποιοδήποτε υγρό - και αέρια από αυτή την άποψη συμπεριφέρονται σαν υγρά - τείνουν να μετακινούνται από μια περιοχή υψηλής πίεσης σε μια περιοχή χαμηλής πίεσης. Εάν το αέριο βρίσκεται και στις δύο πλευρές της πορώδους μεμβράνης και στη μία πλευρά της η πίεση είναι υψηλότερη από την άλλη, τότε διεισδύει μέσω των πόρων από την περιοχή υψηλής πίεσης στην πλευρά όπου η πίεση είναι χαμηλότερη. Και ομοίως, ένα αέριο διαλύεται σε ένα υγρό μόνο εάν η πίεση αυτού του αερίου στην περιβάλλουσα ατμόσφαιρα υπερβαίνει την πίεση του αερίου στο υγρό. Εάν η πίεση του αερίου στο υγρό είναι υψηλότερη, το αέριο βγαίνει ορμητικά από το υγρό στην ατμόσφαιρα, όπως συμβαίνει, για παράδειγμα, όταν ένα μπουκάλι σαμπάνιας ή ανθρακούχο νερό είναι ξεφλουδισμένο.

Η τάση των υγρών να μετακινούνται σε περιοχή χαμηλότερης πίεσης αξίζει ιδιαίτερης προσοχής, επειδή σχετίζεται με άλλες πτυχές του συστήματος μεταφοράς αίματος και επίσης παίζει ρόλο σε μια σειρά από άλλες διεργασίες που συμβαίνουν στο ανθρώπινο σώμα.

Είναι ενδιαφέρον να εντοπίσουμε τη διαδρομή του οξυγόνου από τη στιγμή που εισπνέουμε. Ο εισπνεόμενος αέρας, πλούσιος σε οξυγόνο και περιέχει μικρή ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα, εισέρχεται στους πνεύμονες και φτάνει σε ένα σύστημα μικροσκοπικών σάκων που ονομάζεται κυψελίδες … Τα τοιχώματα αυτών των κυψελίδων είναι εξαιρετικά λεπτά. Αποτελούνται από μικρό αριθμό ινών και το λεπτότερο τριχοειδές δίκτυο.

Στα τριχοειδή αγγεία που αποτελούν τα τοιχώματα των κυψελίδων, ρέει φλεβικό αίμα, εισερχόμενο στους πνεύμονες από το δεξί μισό της καρδιάς. Αυτό το αίμα έχει σκούρο χρώμα, η αιμοσφαιρίνη του, σχεδόν στερημένη από οξυγόνο, είναι κορεσμένη με διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο προήλθε ως απόβλητο από τους ιστούς του σώματος.

Μια αξιοσημείωτη διπλή ανταλλαγή συμβαίνει τη στιγμή που ο αέρας, πλούσιος σε οξυγόνο και σχεδόν χωρίς διοξείδιο του άνθρακα, στις κυψελίδες έρχεται σε επαφή με αέρα πλούσιο σε διοξείδιο του άνθρακα και σχεδόν χωρίς οξυγόνο. Δεδομένου ότι η πίεση του διοξειδίου του άνθρακα στο αίμα είναι υψηλότερη από ό,τι στις κυψελίδες, αυτό το αέριο εισέρχεται στις κυψελίδες των πνευμόνων μέσω των τοιχωμάτων των τριχοειδών αγγείων, τα οποία, όταν εκπνέονται, το απομακρύνουν στην ατμόσφαιρα. Η πίεση του οξυγόνου στις κυψελίδες είναι υψηλότερη από ό,τι στο αίμα, έτσι το αέριο της ζωής διεισδύει αμέσως μέσα από τα τοιχώματα των τριχοειδών αγγείων και έρχεται σε επαφή με το αίμα, η αιμοσφαιρίνη του οποίου το απορροφά γρήγορα.

Το αίμα, που έχει έντονο κόκκινο χρώμα λόγω του οξυγόνου, το οποίο πλέον κορεσμό της αιμοσφαιρίνης των ερυθρών αιμοσφαιρίων, επιστρέφει στο αριστερό μισό της καρδιάς και από εκεί διοχετεύεται στη συστηματική κυκλοφορία. Μόλις εισέλθει στα τριχοειδή αγγεία, τα ερυθρά αιμοσφαίρια κυριολεκτικά «στο πίσω μέρος του κεφαλιού» συμπιέζονται μέσω του στενού αυλού τους. Κινούνται κατά μήκος κυττάρων και υγρών ιστών, τα οποία κατά τη διάρκεια της κανονικής ζωής έχουν ήδη εξαντλήσει την παροχή οξυγόνου και τώρα περιέχουν σχετικά υψηλή συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα. Το οξυγόνο ανταλλάσσεται με διοξείδιο του άνθρακα ξανά, αλλά τώρα με την αντίστροφη σειρά.

Δεδομένου ότι η πίεση οξυγόνου σε αυτά τα κύτταρα είναι χαμηλότερη από ό,τι στο αίμα, η αιμοσφαιρίνη εγκαταλείπει γρήγορα το οξυγόνο της, το οποίο διεισδύει μέσω των τοιχωμάτων των τριχοειδών αγγείων στα υγρά των ιστών και στη συνέχεια στα κύτταρα. Ταυτόχρονα, το διοξείδιο του άνθρακα υψηλής πίεσης μετακινείται από τα κύτταρα στο αίμα. Η ανταλλαγή πραγματοποιείται σαν να κινούνταν το οξυγόνο και το διοξείδιο του άνθρακα σε διαφορετικές κατευθύνσεις μέσω περιστρεφόμενων θυρών.

Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας μεταφοράς και ανταλλαγής, το αίμα δεν απελευθερώνει ποτέ όλο το οξυγόνο ή όλο το διοξείδιο του άνθρακα. Ακόμη και το φλεβικό αίμα διατηρεί μια μικρή ποσότητα οξυγόνου και το διοξείδιο του άνθρακα υπάρχει πάντα στο οξυγονωμένο αρτηριακό αίμα, αν και σε ασήμαντη ποσότητα.

Αν και το διοξείδιο του άνθρακα είναι υποπροϊόν του κυτταρικού μεταβολισμού, είναι επίσης απαραίτητο για τη διατήρηση της ζωής. Μια μικρή ποσότητα αυτού του αερίου διαλύεται στο πλάσμα, μέρος του συνδέεται με την αιμοσφαιρίνη και ένα ορισμένο μέρος σε συνδυασμό με το νάτριο σχηματίζει διττανθρακικό νάτριο.

Το διττανθρακικό νάτριο, που εξουδετερώνει τα οξέα, παράγεται από τη «χημική βιομηχανία» του ίδιου του οργανισμού και κυκλοφορεί στο αίμα για να διατηρήσει τη ζωτική οξεοβασική ισορροπία. Εάν, κατά τη διάρκεια μιας ασθένειας ή υπό την επίδραση κάποιου ερεθιστικού, η οξύτητα στο ανθρώπινο σώμα αυξάνεται, τότε το αίμα αυξάνει αυτόματα την ποσότητα του κυκλοφορούντος διττανθρακικού νατρίου για να αποκαταστήσει την επιθυμητή ισορροπία.

Το σύστημα μεταφοράς οξυγόνου του αίματος δεν είναι σχεδόν ποτέ αδρανές. Ωστόσο, πρέπει να αναφερθεί μια παραβίαση, η οποία μπορεί να είναι εξαιρετικά επικίνδυνη: η αιμοσφαιρίνη συνδυάζεται εύκολα με το οξυγόνο, αλλά ακόμη πιο γρήγορα απορροφά το μονοξείδιο του άνθρακα, το οποίο δεν έχει καμία απολύτως αξία για τις ζωτικές διεργασίες στα κύτταρα.

Εάν υπάρχει ίσος όγκος οξυγόνου και μονοξειδίου του άνθρακα στον αέρα, η αιμοσφαιρίνη για ένα μέρος του οξυγόνου που χρειάζεται το σώμα θα αφομοιώσει 250 μέρη εντελώς άχρηστου μονοξειδίου του άνθρακα. Επομένως, ακόμη και με σχετικά χαμηλή περιεκτικότητα σε μονοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, τα οχήματα αιμοσφαιρίνης κορεσμένα γρήγορα με αυτό το άχρηστο αέριο, στερώντας έτσι το σώμα από οξυγόνο. Όταν η παροχή οξυγόνου πέσει κάτω από το επίπεδο που είναι απαραίτητο για να επιβιώσουν τα κύτταρα, επέρχεται θάνατος από τη λεγόμενη επαγγελματική εξουθένωση.

Πέρα από αυτόν τον εξωτερικό κίνδυνο, από τον οποίο δεν είναι ασφαλισμένος ακόμη και ένας απολύτως υγιής άνθρωπος, το σύστημα μεταφοράς οξυγόνου που χρησιμοποιεί αιμοσφαιρίνη από την άποψη της αποτελεσματικότητάς του φαίνεται να είναι το αποκορύφωμα της τελειότητας. Αυτό βέβαια δεν αποκλείει τη δυνατότητα βελτίωσής του στο μέλλον, είτε μέσω της συνεχούς φυσικής επιλογής, είτε μέσω συνειδητών και σκόπιμων ανθρώπινων προσπαθειών. Στο τέλος, η φύση χρειάστηκε πιθανώς τουλάχιστον ένα δισεκατομμύριο χρόνια λάθους και αποτυχίας προτού δημιουργήσει αιμοσφαιρίνη. Και η χημεία ως επιστήμη υπάρχει μόνο λίγους αιώνες!

* * *

Η μεταφορά των θρεπτικών συστατικών - των χημικών προϊόντων της πέψης - από το αίμα είναι εξίσου σημαντική με τη μεταφορά του οξυγόνου. Χωρίς αυτό, οι μεταβολικές διεργασίες που τροφοδοτούν τη ζωή θα σταματούσαν. Κάθε κύτταρο στο σώμα μας είναι ένα είδος χημικού φυτού που χρειάζεται συνεχή αναπλήρωση πρώτων υλών. Η αναπνοή παρέχει οξυγόνο στα κύτταρα. Τα τρόφιμα τους προμηθεύουν με βασικά χημικά προϊόντα - αμινοξέα, σάκχαρα, λίπη και λιπαρά οξέα, μεταλλικά άλατα και βιταμίνες.

Όλες αυτές οι ουσίες, καθώς και το οξυγόνο με το οποίο συνδυάζονται στη διαδικασία της ενδοκυτταρικής καύσης, αποτελούν τα σημαντικότερα συστατικά της μεταβολικής διαδικασίας.

Ως γνωστόν, μεταβολισμός, ή μεταβολισμός, αποτελείται από δύο κύριες διαδικασίες: αναβολισμός και καταβολισμός, δημιουργία και καταστροφή ουσιών του σώματος. Στην αναβολική διαδικασία, τα απλά πεπτικά προϊόντα, που εισέρχονται στα κύτταρα, υφίστανται χημική επεξεργασία και μετατρέπονται σε ουσίες απαραίτητες για το σώμα - αίμα, νέα κύτταρα, οστά, μύες και άλλες ουσίες απαραίτητες για τη ζωή, την υγεία και την ανάπτυξη.

Ο καταβολισμός είναι η διαδικασία καταστροφής των ιστών του σώματος. Τα επηρεασμένα και φθαρμένα κύτταρα και ιστοί που έχουν χάσει την αξία τους, άχρηστοι, μεταποιούνται σε απλές χημικές ουσίες. Είτε συσσωρεύονται και μετά χρησιμοποιούνται ξανά στην ίδια ή παρόμοια μορφή -όπως ο σίδηρος της αιμοσφαιρίνης χρησιμοποιείται ξανά για τη δημιουργία νέων ερυθροκυττάρων- είτε καταστρέφονται και αποβάλλονται από το σώμα ως απόβλητα.

Η ενέργεια απελευθερώνεται κατά την οξείδωση και άλλες καταβολικές διεργασίες. Αυτή η ενέργεια είναι που κάνει την καρδιά να χτυπά, επιτρέπει σε ένα άτομο να πραγματοποιήσει τις διαδικασίες της αναπνοής και το μάσημα της τροφής, να τρέχει πίσω από το τραμ που απέρχεται και να κάνει αμέτρητες σωματικές ενέργειες.

Όπως φαίνεται ακόμη και από αυτή τη σύντομη περιγραφή, ο μεταβολισμός είναι μια βιοχημική εκδήλωση της ίδιας της ζωής. η μεταφορά ουσιών που εμπλέκονται σε αυτή τη διαδικασία αναφέρεται στη λειτουργία του αίματος και των σχετικών υγρών.

Προτού τα θρεπτικά συστατικά από τα τρόφιμα που τρώμε φτάσουν στα διάφορα μέρη του σώματος, πρέπει να διασπαστούν μέσω της διαδικασίας πέψη στα μικρότερα μόρια που μπορούν να περάσουν από τους πόρους των εντερικών μεμβρανών. Παραδόξως, το πεπτικό σύστημα δεν θεωρείται μέρος του εσωτερικού περιβάλλοντος του σώματος. Στην πραγματικότητα, είναι ένα τεράστιο σύμπλεγμα σωλήνων και συναφών οργάνων, που περιβάλλεται από το σώμα μας. Αυτό εξηγεί γιατί τα ισχυρά οξέα λειτουργούν στον πεπτικό σωλήνα, ενώ το εσωτερικό περιβάλλον του σώματος πρέπει να είναι αλκαλικό. Εάν αυτά τα οξέα βρίσκονταν πραγματικά στο εσωτερικό περιβάλλον ενός ατόμου, θα το άλλαζαν τόσο πολύ που θα μπορούσε να οδηγήσει σε θάνατο.

Κατά τη διαδικασία της πέψης, οι υδατάνθρακες στα τρόφιμα μετατρέπονται σε απλά σάκχαρα, όπως η γλυκόζη, και τα λίπη διασπώνται σε γλυκερίνη και απλά λιπαρά οξέα. Οι πιο πολύπλοκες πρωτεΐνες μετατρέπονται σε συστατικά αμινοξέων, από τα οποία περίπου 25 είδη μας είναι ήδη γνωστά. Η τροφή που επεξεργάζεται με αυτόν τον τρόπο σε αυτά τα πιο απλά μόρια είναι έτοιμη για διείσδυση στο εσωτερικό περιβάλλον του σώματος.

Οι πιο λεπτές εκφύσεις που μοιάζουν με δέντρα, που αποτελούν μέρος της βλεννογόνου μεμβράνης που επενδύει την εσωτερική επιφάνεια του λεπτού εντέρου, μεταφέρουν χωνεμένες τροφές στο αίμα και τη λέμφο. Αυτές οι μικροσκοπικές εκβολές, που ονομάζονται λάχνες, αποτελούνται από ένα μοναχικό λεμφικό αγγείο που βρίσκεται στο κέντρο και έναν τριχοειδή βρόχο. Κάθε λάχνη καλύπτεται με ένα μόνο στρώμα κυττάρων που παράγουν βλέννα που χρησιμεύουν ως φράγμα μεταξύ του πεπτικού συστήματος και των αγγείων στο εσωτερικό των λαχνών. Συνολικά, υπάρχουν περίπου 5 εκατομμύρια λάχνες, που βρίσκονται τόσο κοντά η μία στην άλλη που δίνουν στην εσωτερική επιφάνεια του εντέρου μια βελούδινη εμφάνιση. Η διαδικασία αφομοίωσης της τροφής βασίζεται στις ίδιες βασικές αρχές με την αφομοίωση του οξυγόνου στους πνεύμονες. Η συγκέντρωση και η πίεση κάθε θρεπτικού συστατικού στο έντερο είναι υψηλότερη από ό,τι στο αίμα και τη λέμφο που ρέει μέσω των λαχνών. Επομένως, τα μικρότερα μόρια στα οποία μετατρέπεται η τροφή μας διεισδύουν εύκολα μέσα από τους πόρους στην επιφάνεια των λαχνών και εισέρχονται στα μικρά αγγεία που βρίσκονται στο εσωτερικό τους.

Η γλυκόζη, τα αμινοξέα και μέρος των λιπών διεισδύουν στο αίμα των τριχοειδών αγγείων. Τα υπόλοιπα λίπη εισέρχονται στη λέμφο. Με τη βοήθεια των λαχνών, το αίμα αφομοιώνει βιταμίνες, ανόργανα άλατα και μικροστοιχεία, καθώς και νερό. μέρος του νερού εισέρχεται στην κυκλοφορία του αίματος και μέσω του παχέος εντέρου.

Τα απαραίτητα θρεπτικά συστατικά που μεταφέρονται από την κυκλοφορία του αίματος εισέρχονται στην πυλαία φλέβα και παραδίδονται απευθείας συκώτι, ο μεγαλύτερος αδένας και το μεγαλύτερο «χημικό φυτό» του ανθρώπινου σώματος. Εδώ, τα προϊόντα της πέψης μεταποιούνται σε άλλες ουσίες απαραίτητες για το σώμα, αποθηκεύονται σε απόθεμα ή στέλνονται ξανά στο αίμα χωρίς αλλαγές. Τα μεμονωμένα αμινοξέα, μόλις εισέλθουν στο ήπαρ, μετατρέπονται σε πρωτεΐνες του αίματος όπως η αλβουμίνη και το ινωδογόνο. Άλλες μεταποιούνται σε πρωτεϊνικές ουσίες απαραίτητες για την ανάπτυξη ή την επισκευή των ιστών, ενώ οι υπόλοιπες στην απλούστερη μορφή τους αποστέλλονται στα κύτταρα και τους ιστούς του σώματος, τα οποία τα μαζεύουν και τα χρησιμοποιούν αμέσως ανάλογα με τις ανάγκες τους.

Μέρος της γλυκόζης που εισέρχεται στο ήπαρ αποστέλλεται απευθείας στο κυκλοφορικό σύστημα, το οποίο τη μεταφέρει σε κατάσταση διαλυμένη στο πλάσμα. Σε αυτή τη μορφή, η ζάχαρη μπορεί να παραδοθεί σε οποιοδήποτε κύτταρο και ιστό που χρειάζεται μια πηγή ενέργειας. Η γλυκόζη, την οποία το σώμα δεν χρειάζεται αυτή τη στιγμή, μετατρέπεται στο συκώτι σε ένα πιο σύνθετο σάκχαρο - γλυκογόνο, το οποίο αποθηκεύεται στο συκώτι ως αποθεματικό. Μόλις η ποσότητα του σακχάρου στο αίμα πέσει κάτω από το φυσιολογικό, το γλυκογόνο μετατρέπεται ξανά σε γλυκόζη και εισέρχεται στο κυκλοφορικό σύστημα.

Έτσι, χάρη στην αντίδραση του ήπατος στα σήματα που προέρχονται από το αίμα, η περιεκτικότητα του μεταφερόμενου σακχάρου στον οργανισμό διατηρείται σε σχετικά σταθερά επίπεδα.

Η ινσουλίνη βοηθά τα κύτταρα να απορροφήσουν τη γλυκόζη και να τη μετατρέψουν σε μυϊκή και άλλη ενέργεια. Αυτή η ορμόνη εισέρχεται στην κυκλοφορία του αίματος από τα κύτταρα του παγκρέατος. Ο λεπτομερής μηχανισμός δράσης της ινσουλίνης είναι ακόμη άγνωστος. Είναι γνωστό μόνο ότι η απουσία του στο ανθρώπινο αίμα ή η ανεπαρκής δραστηριότητα προκαλεί μια σοβαρή ασθένεια - σακχαρώδη διαβήτη, η οποία χαρακτηρίζεται από την αδυναμία του σώματος να χρησιμοποιήσει υδατάνθρακες ως πηγές ενέργειας.

Περίπου το 60% του αφομοιωμένου λίπους εισέρχεται στο συκώτι με το αίμα, το υπόλοιπο πηγαίνει στο λεμφικό σύστημα. Αυτές οι λιπαρές ουσίες αποθηκεύονται ως αποθέματα ενέργειας και χρησιμοποιούνται σε μερικές από τις πιο κρίσιμες διαδικασίες στο ανθρώπινο σώμα. Ορισμένα μόρια λίπους, για παράδειγμα, εμπλέκονται στο σχηματισμό βιολογικά σημαντικών ουσιών όπως οι ορμόνες του φύλου.

Το λίπος φαίνεται να είναι το πιο σημαντικό όχημα για την αποθήκευση ενέργειας. Περίπου 30 γραμμάρια λίπους μπορούν να παράγουν διπλάσια ενέργεια από ό,τι ίση ποσότητα υδατανθράκων ή πρωτεϊνών. Για το λόγο αυτό, η περίσσεια ζάχαρης και πρωτεΐνης που δεν αποβάλλεται από τον οργανισμό μετατρέπεται σε λίπος και αποθηκεύεται ως απόθεμα.

Συνήθως το λίπος εναποτίθεται σε ιστούς που ονομάζονται λιποαποθήκες. Καθώς απαιτείται πρόσθετη ενέργεια, το λίπος από την αποθήκη εισέρχεται στην κυκλοφορία του αίματος και μεταφέρεται στο συκώτι, όπου μετατρέπεται σε ουσίες που μπορούν να μετατραπούν σε ενέργεια. Με τη σειρά τους, αυτές οι ουσίες από το ήπαρ εισέρχονται στην κυκλοφορία του αίματος, το οποίο τις μεταφέρει στα κύτταρα και τους ιστούς, όπου χρησιμοποιούνται.

Μία από τις κύριες διαφορές μεταξύ ζώων και φυτών είναι η ικανότητα των ζώων να αποθηκεύουν αποτελεσματικά ενέργεια με τη μορφή πυκνού λίπους. Δεδομένου ότι το πυκνό λίπος είναι πολύ πιο ελαφρύ και λιγότερο ογκώδες από τους υδατάνθρακες (η κύρια αποθήκη ενέργειας στα φυτά), τα ζώα είναι πιο κατάλληλα για κίνηση - μπορούν να περπατούν, να τρέχουν, να σέρνονται, να κολυμπούν ή να πετούν. Τα περισσότερα από τα φυτά που λυγίζουν κάτω από το βάρος των αποθεμάτων είναι αλυσοδεμένα σε ένα μέρος λόγω των πηγών ενέργειας χαμηλής δραστηριότητάς τους και ορισμένων άλλων παραγόντων. Υπάρχουν βέβαια και εξαιρέσεις, οι περισσότερες από τις οποίες αναφέρονται σε μικροσκοπικά μικρά θαλάσσια φυτά.

Μαζί με τα θρεπτικά συστατικά, το αίμα μεταφέρει διάφορα χημικά στοιχεία στα κύτταρα, καθώς και τις μικρότερες ποσότητες ορισμένων μετάλλων. Όλα αυτά τα ιχνοστοιχεία και οι ανόργανες χημικές ουσίες παίζουν κρίσιμο ρόλο στη ζωή. Έχουμε ήδη μιλήσει για σίδηρο. Αλλά ακόμα και χωρίς χαλκό, που παίζει ρόλο καταλύτη, η παραγωγή αιμοσφαιρίνης θα ήταν δύσκολη. Χωρίς κοβάλτιο στο σώμα, η ικανότητα του μυελού των οστών να παράγει ερυθρά αιμοσφαίρια θα μπορούσε να μειωθεί σε επικίνδυνα επίπεδα. Όπως γνωρίζετε, ο θυρεοειδής αδένας χρειάζεται ιώδιο, τα οστά χρειάζονται ασβέστιο και ο φώσφορος είναι απαραίτητος για την εργασία των δοντιών και των μυών.

Το αίμα μεταφέρει επίσης ορμόνες. Αυτά τα ισχυρά χημικά αντιδραστήρια εισέρχονται στο κυκλοφορικό σύστημα απευθείας από τους ενδοκρινείς αδένες, οι οποίοι τα κατασκευάζουν από πρώτες ύλες που λαμβάνονται από το αίμα.

Κάθε ορμόνη (το όνομα αυτό προέρχεται από το ελληνικό ρήμα που σημαίνει «διεγείρω, προκαλώ»), προφανώς, παίζει ιδιαίτερο ρόλο στη διαχείριση μιας από τις ζωτικές λειτουργίες του σώματος. Ορισμένες ορμόνες σχετίζονται με την ανάπτυξη και τη φυσιολογική ανάπτυξη, ενώ άλλες επηρεάζουν τις ψυχικές και σωματικές διεργασίες, ρυθμίζουν το μεταβολισμό, τη σεξουαλική δραστηριότητα και την ικανότητα του ατόμου να αναπαραχθεί.

Οι ενδοκρινείς αδένες τροφοδοτούν το αίμα με τις απαραίτητες δόσεις των ορμονών που παράγουν, οι οποίες μέσω του κυκλοφορικού συστήματος φτάνουν στους ιστούς που τις χρειάζονται. Εάν υπάρχει διακοπή στην παραγωγή ορμονών ή υπάρχει περίσσεια ή ανεπάρκεια τέτοιων ισχυρών ουσιών στο αίμα, αυτό προκαλεί διάφορα είδη ανωμαλιών και συχνά οδηγεί σε θάνατο.

Η ανθρώπινη ζωή εξαρτάται επίσης από την ικανότητα του αίματος να απομακρύνει τα προϊόντα αποσύνθεσης από το σώμα. Εάν το αίμα δεν ανταπεξήλθε σε αυτή τη λειτουργία, το άτομο θα πέθαινε από αυτοδηλητηρίαση.

Όπως έχουμε σημειώσει, το διοξείδιο του άνθρακα, ένα υποπροϊόν της διαδικασίας οξείδωσης, αποβάλλεται από το σώμα μέσω των πνευμόνων. Άλλα απόβλητα απορροφώνται από το αίμα στα τριχοειδή αγγεία και μεταφέρονται σε νεφρά που λειτουργούν σαν τεράστιοι σταθμοί φίλτρων. Οι νεφροί έχουν περίπου 130 χιλιόμετρα σωλήνων που μεταφέρουν αίμα. Κάθε μέρα, τα νεφρά φιλτράρουν περίπου 170 λίτρα υγρού, διαχωρίζοντας την ουρία και άλλα χημικά απόβλητα από το αίμα. Τα τελευταία συγκεντρώνονται σε περίπου 2,5 λίτρα ούρων που απεκκρίνονται την ημέρα και απομακρύνονται από τον οργανισμό. (Μικρές ποσότητες γαλακτικού οξέος καθώς και ουρίας απεκκρίνονται μέσω των ιδρωτοποιών αδένων.) Το υπόλοιπο φιλτραρισμένο υγρό, περίπου 467 λίτρα την ημέρα, επιστρέφει στο αίμα. Αυτή η διαδικασία φιλτραρίσματος του υγρού μέρους του αίματος επαναλαμβάνεται πολλές φορές. Επιπλέον, τα νεφρά λειτουργούν ως ρυθμιστής της περιεκτικότητας σε μεταλλικά άλατα στο αίμα, διαχωρίζοντας και απορρίπτοντας κάθε περίσσεια.

Είναι επίσης ζωτικής σημασίας για την υγεία και τη ζωή του ανθρώπου διατήρηση της υδατικής ισορροπίας του σώματος … Ακόμη και υπό κανονικές συνθήκες, το σώμα εκκρίνει συνεχώς νερό μέσω των ούρων, του σάλιου, του ιδρώτα, της αναπνοής και άλλων οδών. Στη συνήθη και κανονική θερμοκρασία και υγρασία, περίπου 1 χιλιοστόγραμμα νερού απελευθερώνεται κάθε δέκα λεπτά ανά 1 τετραγωνικό εκατοστό δέρματος. Στις ερήμους της Αραβικής Χερσονήσου ή στο Ιράν, για παράδειγμα, ένας άνθρωπος χάνει περίπου 10 λίτρα νερό κάθε μέρα με τη μορφή ιδρώτα. Για να αντισταθμιστεί αυτή η συνεχής απώλεια νερού, το υγρό πρέπει να ρέει συνεχώς στο σώμα, το οποίο θα μεταφερθεί μέσω του αίματος και της λέμφου και έτσι συμβάλλει στην εδραίωση της απαραίτητης ισορροπίας μεταξύ του υγρού των ιστών και του κυκλοφορούντος υγρού.

Οι ιστοί που χρειάζονται νερό αναπληρώνουν τα αποθέματά τους λαμβάνοντας νερό από το αίμα ως αποτέλεσμα της διαδικασίας όσμωσης. Με τη σειρά του, το αίμα, όπως είπαμε, συνήθως λαμβάνει νερό για μεταφορά από τον πεπτικό σωλήνα και μεταφέρει ένα έτοιμο προς χρήση απόθεμα που ξεδιψάει τον οργανισμό. Εάν, κατά τη διάρκεια μιας ασθένειας ή ατυχήματος, ένα άτομο χάσει μεγάλη ποσότητα αίματος, το αίμα προσπαθεί να αντικαταστήσει την απώλεια ιστού σε βάρος του νερού.

Η λειτουργία του αίματος για την παροχή και τη διανομή του νερού σχετίζεται στενά με σύστημα ελέγχου θερμότητας σώματος … Η μέση θερμοκρασία σώματος είναι 36,6 ° C. Σε διαφορετικές ώρες της ημέρας μπορεί να διαφέρει ελαφρώς σε άτομα και ακόμη και στο ίδιο άτομο. Για κάποιο άγνωστο λόγο, η θερμοκρασία του σώματος νωρίς το πρωί μπορεί να είναι ενάμιση με ενάμιση βαθμό χαμηλότερη από τη βραδινή. Ωστόσο, η κανονική θερμοκρασία οποιουδήποτε ατόμου παραμένει σχετικά σταθερή και οι απότομες αποκλίσεις της από τον κανόνα συνήθως χρησιμεύουν ως σήμα κινδύνου.

Οι μεταβολικές διεργασίες που συμβαίνουν συνεχώς στα ζωντανά κύτταρα συνοδεύονται από την απελευθέρωση θερμότητας. Εάν συσσωρευτεί στο σώμα και δεν αφαιρεθεί από αυτό, τότε η εσωτερική θερμοκρασία του σώματος μπορεί να γίνει πολύ υψηλή για κανονική λειτουργία. Ευτυχώς, την ίδια στιγμή που συσσωρεύεται θερμότητα, το σώμα χάνει και ένα μέρος της. Δεδομένου ότι η θερμοκρασία του αέρα είναι συνήθως κάτω από 36,6 ° C, δηλαδή, η θερμοκρασία του σώματος, η θερμότητα, διεισδύοντας μέσω του δέρματος στην περιβάλλουσα ατμόσφαιρα, φεύγει από το σώμα. Εάν η θερμοκρασία του αέρα είναι υψηλότερη από τη θερμοκρασία του σώματος, η περίσσεια θερμότητας απομακρύνεται από το σώμα μέσω της εφίδρωσης.

Συνήθως, ένα άτομο κατά μέσο όρο εκκρίνει περίπου τρεις χιλιάδες θερμίδες την ημέρα. Αν μεταφέρει περισσότερες από τρεις χιλιάδες θερμίδες στο περιβάλλον, τότε η θερμοκρασία του σώματός του πέφτει. Εάν λιγότερες από τρεις χιλιάδες θερμίδες απελευθερωθούν στην ατμόσφαιρα, η θερμοκρασία του σώματος αυξάνεται. Η θερμότητα που παράγεται στο σώμα πρέπει να εξισορροπεί την ποσότητα θερμότητας που εκπέμπεται στο περιβάλλον. Η ρύθμιση της ανταλλαγής θερμότητας ανατίθεται εξ ολοκλήρου στο αίμα.

Όπως τα αέρια μετακινούνται από μια περιοχή υψηλής πίεσης σε μια περιοχή χαμηλής πίεσης, η θερμική ενέργεια κατευθύνεται από μια θερμή περιοχή σε μια ψυχρή περιοχή. Έτσι, η ανταλλαγή θερμότητας του σώματος με το περιβάλλον λαμβάνει χώρα μέσω φυσικών διεργασιών όπως η ακτινοβολία και η μεταφορά.

Το αίμα απορροφά και απομακρύνει την περίσσεια θερμότητας με τον ίδιο τρόπο που το νερό στο ψυγείο ενός αυτοκινήτου απορροφά και απομακρύνει την υπερβολική θερμότητα του κινητήρα. Το σώμα εκτελεί αυτή την ανταλλαγή θερμότητας αλλάζοντας τον όγκο του αίματος που ρέει μέσα από τα αγγεία του δέρματος. Σε μια ζεστή μέρα, αυτά τα αγγεία διαστέλλονται και μεγαλύτερος όγκος αίματος ρέει στο δέρμα από το συνηθισμένο. Αυτό το αίμα μεταφέρει τη θερμότητα μακριά από τα εσωτερικά όργανα ενός ατόμου και καθώς περνά μέσα από τα αγγεία του δέρματος, η θερμότητα ακτινοβολείται σε μια πιο δροσερή ατμόσφαιρα.

Σε κρύο καιρό, τα αγγεία του δέρματος συστέλλονται, μειώνοντας έτσι τον όγκο του αίματος που παρέχεται στην επιφάνεια του σώματος και μειώνεται η μεταφορά θερμότητας από τα εσωτερικά όργανα. Αυτό συμβαίνει σε εκείνα τα μέρη του σώματος που είναι κρυμμένα κάτω από τα ρούχα και προστατεύονται από το κρύο. Ωστόσο, τα αγγεία των εκτεθειμένων περιοχών του δέρματος, όπως το πρόσωπο και τα αυτιά, διαστέλλονται για να τα προστατεύσουν από το κρύο με επιπλέον θερμότητα.

Δύο άλλοι μηχανισμοί αίματος εμπλέκονται επίσης στη ρύθμιση της θερμοκρασίας του σώματος. Τις ζεστές μέρες, ο σπλήνας συστέλλεται, απελευθερώνοντας ένα επιπλέον μέρος αίματος στο κυκλοφορικό σύστημα. Ως αποτέλεσμα, περισσότερο αίμα ρέει στο δέρμα. Την κρύα εποχή, ο σπλήνας επεκτείνεται, αυξάνοντας τα αποθέματα αίματος και με αυτόν τον τρόπο μειώνοντας την ποσότητα αίματος στο κυκλοφορικό σύστημα, έτσι λιγότερη θερμότητα μεταφέρεται στην επιφάνεια του σώματος.

Η ακτινοβολία και η μεταφορά ως μέσο ανταλλαγής θερμότητας δρουν μόνο σε εκείνες τις περιπτώσεις που το σώμα εκπέμπει θερμότητα σε ψυχρότερο περιβάλλον. Τις πολύ ζεστές μέρες, όταν η θερμοκρασία του αέρα υπερβαίνει την κανονική θερμοκρασία του σώματος, αυτές οι μέθοδοι μεταφέρουν θερμότητα μόνο από ένα ζεστό περιβάλλον σε ένα λιγότερο θερμαινόμενο σώμα. Σε αυτές τις συνθήκες, η εφίδρωση μας σώζει από την υπερβολική υπερθέρμανση του σώματος.

Μέσω της διαδικασίας της εφίδρωσης και της αναπνοής, το σώμα εκπέμπει θερμότητα στο περιβάλλον μέσω της εξάτμισης των υγρών. Και στις δύο περιπτώσεις, το αίμα παίζει βασικό ρόλο στην παροχή υγρών για εξάτμιση. Το αίμα που θερμαίνεται από τα εσωτερικά όργανα του σώματος δίνει μέρος του νερού του στους επιφανειακούς ιστούς. Έτσι εμφανίζεται η εφίδρωση, ο ιδρώτας απελευθερώνεται μέσω των πόρων του δέρματος και εξατμίζεται από την επιφάνειά του.

Ανάλογη εικόνα παρατηρείται και στους πνεύμονες. Τις πολύ ζεστές μέρες, το αίμα, περνώντας από τις κυψελίδες, μαζί με το διοξείδιο του άνθρακα, τους δίνει μέρος του νερού του. Αυτό το νερό απελευθερώνεται κατά την εκπνοή και εξατμίζεται, γεγονός που βοηθά στην απομάκρυνση της υπερβολικής θερμότητας από το σώμα.

Με αυτούς και πολλούς άλλους τρόπους, που δεν μας είναι ακόμη απολύτως σαφείς, η μεταφορά του Ποταμού της Ζωής εξυπηρετεί έναν άνθρωπο. Χωρίς τις ενεργητικές και εξαιρετικά οργανωμένες υπηρεσίες του, τα πολλά τρισεκατομμύρια κύτταρα που αποτελούν το ανθρώπινο σώμα θα μπορούσαν να αποσυντεθούν, να χαθούν και τελικά να αφανιστούν.