Oksygen (O2) er viktig for mennesker. Oksygen opptak fra luften vi puster foregår i lungene. Derfra, den oksygen-rik blod transporteres til cellene. Disse trenger oksygen som en del av intern cellulær respirasjon for energiproduksjon.
Hva er oksygenopptak?
Oksygen (O2) er viktig for mennesker. Oksygenopptak fra luften vi puster inn, oppstår i lungene. Med hver innånding, luften vi puster inn i lungene gjennom nese, munn og hals, luftrør og bronkier. Lungene inneholder de såkalte alveolene, luftsekkene i lungene. Alveolene er ordnet som druer. Mennesket lunge anslås å bestå av 300 millioner alveoler. Det er her gassutveksling foregår og dermed oksygenopptak. Rundt hver alveol er kapillærer, små blod fartøy. Grunnlaget for utveksling av stoffer i lungene er diffusjon. Diffusjon er en fysisk prosess som fører til en balansert blanding av to forskjellige stoffer. Oksygenfattig blod, som kommer fra hele kroppen og ble pumpet inn i lungene av høyre hjerte, strømmer gjennom fartøy rundt alveolene. Etter innånding, det er mye oksygen i alveolene. Dermed beveger oksygen seg fra det høye stedet konsentrasjon, som er alveolene, til stedet med lavere konsentrasjon, som er blodet i kapillærene. I forbindelse med gasser blir diffusjon også referert til som delvis trykk. Hver gass utøver et delvis trykk. Deltrykket beskriver andelen en gass har av det totale trykket i en gassblanding. Forskjellige partielle trykk virker nå i lungene. I lunge alveoler, er det et høyt partialtrykk av oksygen, mens partielt trykk av O2 i kapillærene er ganske lavt. Dermed passerer oksygen inn i lungekapillærene. Denne utvekslingen etablerer en likevekt mellom partielt trykk av O2 i alveolene og partielt trykk av O2 i det omkringliggende fartøy. For karbon dioksid (CO2), er det en delvis trykkforskjell i motsatt retning. Dermed diffunderer CO2 fra lungekapillærene til alveolene og pustes deretter ut. I blodet binder oksygenet seg til hemoglobin av de røde blodcellene. Fra lungene beveger det oksygenrike blodet seg til venstre hjerte og er fordelt i hele kroppen. Deltrykket spiller også en rolle i oksygenopptaket til de enkelte cellene. Det er et lavere partialtrykk av O2 i kroppens celler enn i de små blodkarene som forsyner cellene. Akkurat som i lungene diffunderer oksygen nå fra det oksygenrike blodet til de oksygenutarmede cellene.
Funksjon og formål
Mennesker kan ikke eksistere uten oksygen, så oksygentransport og opptak er avgjørende for livet. Oksygen i seg selv inneholder ikke energi, men det skaper forholdene for energiproduksjon i kroppens celler. Denne prosessen er også kjent som aerob respirasjon eller cellulær respirasjon. Det foregår i mitokondrier av cellen. mitokondrier er celleorganeller. På grunn av deres funksjon blir de også kalt kraftverkene til cellen. For å produsere energi, er mitokondrier trenger oksygen og glukose, Dvs. sukker. Gjennom ulike metabolske prosesser i mitokondrie matrisen, blir energi hentet fra sukker og oksygen i form av adenosin trifosfat (ATP). Cellular respirasjon fortsetter i fire trinn: glykolyse, oksidativ dekarboksylering, sitratsyklus og respirasjonskjede. Bortsett fra glykolyse, krever alle prosesser oksygen for jevn drift. ATP er en universell og fremfor alt umiddelbar energibærer. I hver celle i kroppen er anslagsvis 10 millioner ATP molekyler forbrukes per sekund. Biprodukter fra cellulær respirasjon er Vann og karbon dioksid. Omtrent 32 ATP molekyler kan fås fra ett molekyl av glukose under påvirkning av oksygen. Energi i form av ATP kan også oppnås under anaerobe forhold. Derimot, laktat blir dannet der som et avfallsprodukt. Dette kan føre til tegn på tretthet, spesielt i muskelvev. i tillegg balansere eller 2 molekyler av ATP pr glukose molekylet er ganske dårlig.
Sykdommer og plager
I kronisk lunge sykdom, er oksygenopptak i lungene sterkt begrenset. Konsekvensen av kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS) er ofte emfysem. Kronisk obstruksjon av luftveiene fører til at luft forblir i alveolene når pasienten puster ut. Dette til slutt fører til overinflasjon av alveolene. Skilleveggene mellom de enkelte alveolene blir ødelagt og det dannes et stort luftrom i lungene. Gassutveksling kan ikke lenger finne sted her, og oksygenopptak forhindres følgelig. Pasienter med emfysem lider av kortpustethet og cyanose, dvs. en blå misfarging av hud og slimhinner. Hvis den funksjonelle lunge vev gjennomgår bindevev ombygging, er dette referert til som lungefibrose. Dette kan være forårsaket av autoimmune sykdommer eller eksponering for asbest, for eksempel. Bindevev dannes mellom alveolene og lungekapillærene. Dette hindrer oksygenopptaket. Symptomer på lungefibrose inkluderer kortpustethet, lav treningstoleranse og konstant hoste. Alvorlig lungesykdommer slik som avansert fibrose eller avansert emfysem kan kreve oksygen terapi for å kompensere for oksygenunderskuddet. Imidlertid, selv med sunne lunger, normalt innånding og et normalt oksygeninnhold i luften vi puster inn, kan oksygenmangel oppstå. Årsaken her er mangel på absorpsjon kapasiteten til de røde blodcellene pga anemi. Selv om oksygen når blodet fra alveolene, kan det ikke binde seg til de røde blodcellene. Det samme gjelder karbon monoksidforgiftning. Gassen binder seg til hemoglobin, blokkerer plassen oksygenmolekyler vil okkupere. Karbonmonoksidforgiftning kan være dødelig på veldig kort tid.
