Ինչպե՞ս է նյութափոխանակությունն աշխատում մարդու ներսում:

2024 Հեղինակ: Seth Attwood | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-16 16:07

Առաջին բջիջը չէր կարող գոյատևել, եթե չլիներ ծովի կողմից ստեղծված կյանքի հատուկ «կլիման»։ Նմանապես, մարդկային մարմինը կազմող հարյուրավոր տրիլիոն բջիջներից յուրաքանչյուրը կմահանա առանց արյան և լիմֆի։ Կյանքի ի հայտ գալուց ի վեր միլիոնավոր տարիների ընթացքում բնությունը մշակել է ներքին տրանսպորտային համակարգ, որն անչափ ավելի օրիգինալ, արդյունավետ և ավելի հստակ վերահսկվող է, քան մարդու կողմից երբևէ ստեղծված ցանկացած փոխադրամիջոց:

Իրականում արյունը կազմված է տրանսպորտային տարբեր համակարգերից։ Պլազման, օրինակ, ծառայում է որպես միջուկների, ներառյալ էրիթրոցիտների, լեյկոցիտների և թրոմբոցիտների փոխադրամիջոց, որոնք անհրաժեշտության դեպքում շարժվում են դեպի մարմնի տարբեր մասեր: Իր հերթին, կարմիր արյան բջիջները թթվածինը բջիջներ և ածխաթթու գազը բջիջներից տեղափոխելու միջոց են:

Հեղուկ պլազման լուծարված ձեւով կրում է բազմաթիվ այլ նյութեր, ինչպես նաև իր սեփական բաղադրիչները, որոնք չափազանց կարևոր են մարմնի կենսական գործընթացների համար: Բացի սննդանյութերից և թափոններից, պլազման ջերմություն է կրում՝ անհրաժեշտության դեպքում կուտակելով կամ ազատելով այն և այդպիսով պահպանելով օրգանիզմում նորմալ ջերմաստիճանային ռեժիմ: Այս միջավայրը պարունակում է հիմնական պաշտպանիչ նյութերից շատերը, որոնք պաշտպանում են մարմինը հիվանդություններից, ինչպես նաև հորմոններ, ֆերմենտներ և այլ բարդ քիմիական և կենսաքիմիական նյութեր, որոնք խաղում են տարբեր դերեր:

Ժամանակակից բժշկությունը բավականին ճշգրիտ տեղեկատվություն ունի այն մասին, թե ինչպես է արյունը կատարում թվարկված տրանսպորտային գործառույթները։ Ինչ վերաբերում է այլ մեխանիզմներին, դրանք դեռևս մնում են տեսական շահարկումների առարկա, իսկ որոշները, անկասկած, դեռ պետք է բացահայտվեն։

Հայտնի է, որ ցանկացած առանձին բջիջ մահանում է առանց հիմնական նյութերի մշտական և անմիջական մատակարարման և թունավոր թափոնների ոչ պակաս հրատապ հեռացման: Սա նշանակում է, որ արյան «տրանսպորտը» պետք է անմիջական կապի մեջ լինի բոլոր այս բազմաթիվ տրիլիոն «հաճախորդների» հետ՝ բավարարելով նրանցից յուրաքանչյուրի կարիքները։ Այս առաջադրանքի ահռելիությունը իսկապես հակասում է մարդկային երևակայությանը:

Գործնականում այս մեծ տրանսպորտային կազմակերպությունում բեռնումն ու բեռնաթափումն իրականացվում է միկրոշրջանառության միջոցով. մազանոթային համակարգեր … Այս փոքրիկ անոթները թափանցում են մարմնի բառացիորեն բոլոր հյուսվածքները և մոտենում բջիջներին ոչ ավելի, քան 0,125 միլիմետր հեռավորության վրա: Այսպիսով, մարմնի յուրաքանչյուր բջիջ ունի իր սեփական մուտքը դեպի Կյանքի գետ:

Մարմնի ամենահրատապ և մշտական կարիքը թթվածինն է: Մարդը, բարեբախտաբար, ստիպված չէ անընդհատ ուտել, քանի որ նյութափոխանակության համար անհրաժեշտ սննդանյութերի մեծ մասը կարող է կուտակվել տարբեր հյուսվածքներում։ Թթվածնի հետ կապված իրավիճակը տարբեր է. Այս կենսական նյութը օրգանիզմում կուտակվում է չնչին քանակությամբ, և դրա կարիքը մշտական և հրատապ է։ Հետեւաբար, մարդը չի կարող դադարեցնել շնչառությունը մի քանի րոպեից ավելի, հակառակ դեպքում դա կհանգեցնի ամենալուրջ հետեւանքների եւ մահվան:

Թթվածնի մշտական մատակարարման այս հրատապ կարիքը բավարարելու համար արյունը մշակել է չափազանց արդյունավետ և մասնագիտացված առաքման համակարգ, որն օգտագործում է. էրիթրոցիտներ, կամ կարմիր արյան բջիջները … Համակարգը հիմնված է զարմանալի հատկության վրա հեմոգլոբին կլանել մեծ քանակությամբ, իսկ հետո անմիջապես հրաժարվել թթվածնից։Փաստորեն, արյան հեմոգլոբինը վաթսուն անգամ ավելի շատ է կրում թթվածնի քանակից, որը կարող է լուծվել արյան հեղուկ մասում։ Առանց այս երկաթ պարունակող պիգմենտի, մեր բջիջներին թթվածին մատակարարելու համար կպահանջվեր մոտ 350 լիտր արյուն։

Բայց թոքերից բոլոր հյուսվածքներին մեծ ծավալներով թթվածին կլանելու և փոխանցելու այս եզակի հատկությունը միայն մի կողմն է այն իսկապես անգնահատելի ներդրման, որ հեմոգլոբինը կատարում է արյան փոխադրման համակարգի գործառնական աշխատանքի մեջ: Հեմոգլոբինը նաև հյուսվածքներից թոքեր է տեղափոխում մեծ քանակությամբ ածխաթթու գազ և այդպիսով մասնակցում է օքսիդացման թե՛ սկզբնական, թե՛ վերջին փուլերին:

Թթվածինը ածխածնի երկօքսիդի հետ փոխանակելիս օրգանիզմը զարմանալի հմտությամբ օգտագործում է հեղուկների բնորոշ հատկանիշները։ Ցանկացած հեղուկ և գազ այս առումով իրեն հեղուկի նման է պահում, հակված է բարձր ճնշման շրջանից տեղափոխվել ցածր ճնշման շրջան: Եթե գազը գտնվում է ծակոտկեն թաղանթի երկու կողմերում, իսկ մի կողմում ճնշումն ավելի բարձր է, քան մյուսում, ապա այն ծակոտիների միջով թափանցում է բարձր ճնշման շրջանից դեպի այն կողմը, որտեղ ճնշումն ավելի ցածր է։ Եվ նմանապես, գազը հեղուկում լուծվում է միայն այն դեպքում, եթե շրջակա մթնոլորտում այս գազի ճնշումը գերազանցում է հեղուկի գազի ճնշումը: Եթե հեղուկում գազի ճնշումն ավելի բարձր է, գազը հեղուկից դուրս է թափվում մթնոլորտ, ինչպես դա տեղի է ունենում, օրինակ, երբ շամպայնի կամ գազավորված ջրի շիշը բացվում է:

Հեղուկների ավելի ցածր ճնշման տարածք տեղափոխվելու միտումը հատուկ ուշադրության է արժանի, քանի որ այն կապված է արյան փոխադրման համակարգի այլ ասպեկտների հետ, ինչպես նաև դեր է խաղում մարդու մարմնում տեղի ունեցող մի շարք այլ գործընթացներում:

Հետաքրքիր է հետևել թթվածնի ուղին այն պահից, երբ մենք շնչում ենք: Ներշնչված օդը, որը հարուստ է թթվածնով և պարունակում է փոքր քանակությամբ ածխաթթու գազ, մտնում է թոքեր և հասնում մի փոքրիկ պարկերի համակարգ, որը կոչվում է. ալվեոլներ … Այս ալվեոլների պատերը չափազանց բարակ են։ Դրանք բաղկացած են փոքր քանակությամբ մանրաթելից և լավագույն մազանոթային ցանցից։

Ալվեոլների պատերը կազմող մազանոթներում երակային արյունը հոսում է՝ սրտի աջ կեսից մտնելով թոքեր։ Այս արյունը մուգ գույնի է, նրա հեմոգլոբինը, գրեթե զուրկ թթվածնից, հագեցած է ածխածնի երկօքսիդով, որը թափոն է դուրս եկել մարմնի հյուսվածքներից։

Հատկանշական կրկնակի փոխանակում է տեղի ունենում այն պահին, երբ թթվածնով հարուստ և ածխածնի երկօքսիդից գրեթե զերծ օդը ալվեոլներում շփվում է ածխածնի երկօքսիդով հարուստ և գրեթե թթվածնից զուրկ օդի հետ: Քանի որ արյան մեջ ածխաթթու գազի ճնշումն ավելի բարձր է, քան ալվեոլներում, այդ գազը մազանոթների պատերով ներթափանցում է թոքերի ալվեոլներ, որոնք արտաշնչելիս այն դուրս են բերում մթնոլորտ։ Ալվեոլներում թթվածնի ճնշումն ավելի բարձր է, քան արյան մեջ, ուստի կենսական գազը ակնթարթորեն թափանցում է մազանոթների պատերով և շփվում արյան հետ, որի հեմոգլոբինը արագ կլանում է այն։

Արյունը, որը թթվածնի շնորհիվ ունի վառ կարմիր գույն, որն այժմ հագեցնում է կարմիր գնդիկների հեմոգլոբինը, վերադառնում է սրտի ձախ կես և այնտեղից մղվում համակարգային շրջանառություն։ Հենց այն մտնում է մազանոթներ, կարմիր արյան բջիջները բառացիորեն «գլխի հետևի մասում» սեղմվում են իրենց նեղ լույսի միջով: Նրանք շարժվում են բջիջների և հյուսվածքային հեղուկների երկայնքով, որոնք նորմալ կյանքի ընթացքում արդեն սպառել են իրենց թթվածնի պաշարը և այժմ պարունակում են ածխաթթու գազի համեմատաբար բարձր կոնցենտրացիան։ Թթվածինը կրկին փոխանակվում է ածխածնի երկօքսիդի հետ, բայց այժմ հակառակ հերթականությամբ:

Քանի որ այս բջիջներում թթվածնի ճնշումն ավելի ցածր է, քան արյան մեջ, հեմոգլոբինը արագորեն հրաժարվում է իր թթվածնից, որը մազանոթների պատերով ներթափանցում է հյուսվածքային հեղուկների մեջ, այնուհետև բջիջների մեջ: Միևնույն ժամանակ, բարձր ճնշման ածխաթթու գազը բջիջներից տեղափոխվում է արյուն։Փոխանակումը տեղի է ունենում այնպես, կարծես թթվածինն ու ածխաթթու գազը պտտվող դռներով շարժվում են տարբեր ուղղություններով:

Տրանսպորտի և փոխանակման այս գործընթացի ընթացքում արյունը երբեք չի ազատում իր ամբողջ թթվածինը կամ ամբողջ ածխաթթու գազը: Նույնիսկ երակային արյունը փոքր քանակությամբ թթվածին է պահում, իսկ ածխաթթու գազը միշտ առկա է թթվածնով հագեցած զարկերակային արյան մեջ, թեև աննշան քանակությամբ:

Չնայած ածխաթթու գազը բջջային նյութափոխանակության կողմնակի արդյունք է, այն ինքնին անհրաժեշտ է նաև կյանքը պահպանելու համար: Այս գազի մի փոքր քանակությունը լուծվում է պլազմայում, դրա մի մասը կապված է հեմոգլոբինի հետ, իսկ որոշակի մասը նատրիումի հետ միասին կազմում է նատրիումի բիկարբոնատ։

Նատրիումի բիկարբոնատը, որը չեզոքացնում է թթուները, արտադրվում է հենց օրգանիզմի «քիմիական արդյունաբերության» կողմից և շրջանառվում է արյան մեջ՝ պահպանելով կենսական թթու-բազային հավասարակշռությունը։ Եթե հիվանդության ժամանակ կամ ինչ-որ գրգռիչի ազդեցության տակ մարդու օրգանիզմում թթվայնությունը բարձրանում է, ապա արյունը ավտոմատ կերպով ավելացնում է շրջանառվող նատրիումի բիկարբոնատի քանակը՝ վերականգնելու ցանկալի հավասարակշռությունը:

Արյան թթվածնի փոխադրման համակարգը գրեթե երբեք պարապ չի լինում։ Սակայն պետք է նշել մեկ խախտում, որը կարող է չափազանց վտանգավոր լինել. հեմոգլոբինը հեշտությամբ միանում է թթվածնի հետ, բայց նույնիսկ ավելի արագ է ներծծում ածխածնի օքսիդը, որը բացարձակապես արժեք չունի բջիջներում կենսական գործընթացների համար։

Եթե օդում կա թթվածնի և ածխածնի մոնօքսիդի հավասար ծավալ, ապա հեմոգլոբինը մարմնին շատ անհրաժեշտ թթվածնի մի մասի համար կյուրացնի 250 բոլորովին անպետք ածխածնի երկօքսիդի 250 մասեր: Հետևաբար, նույնիսկ մթնոլորտում ածխածնի երկօքսիդի համեմատաբար ցածր պարունակության դեպքում, հեմոգլոբինի փոխադրամիջոցները արագորեն հագեցվում են այս անօգուտ գազով, դրանով իսկ զրկելով մարմինը թթվածնից: Երբ թթվածնի մատակարարումը իջնում է բջիջների գոյատևման համար անհրաժեշտ մակարդակից, մահը տեղի է ունենում այսպես կոչված այրվածքից:

Բացի այս արտաքին վտանգից, որից ապահովագրված չէ անգամ բացարձակապես առողջ մարդը, իր արդյունավետության տեսանկյունից հեմոգլոբին օգտագործող թթվածնի փոխադրման համակարգը կարծես կատարելության գագաթնակետն է։ Իհարկե, դա չի բացառում ապագայում դրա բարելավման հնարավորությունը՝ կա՛մ շարունակական բնական ընտրության, կա՛մ մարդու գիտակցված և նպատակաուղղված ջանքերի միջոցով։ Ի վերջո, բնությունը հավանաբար առնվազն միլիարդ տարի տևեց սխալ և ձախողում, նախքան հեմոգլոբին ստեղծելը: Իսկ քիմիան որպես գիտություն գոյություն ունի ընդամենը մի քանի դար։

* * *

Արյան միջոցով սննդանյութերի՝ մարսողության քիմիական արգասիքների տեղափոխումը նույնքան կարևոր է, որքան թթվածնի տեղափոխումը: Առանց դրա, նյութափոխանակության գործընթացները, որոնք կերակրում են կյանքը, կդադարեն: Մեր մարմնի յուրաքանչյուր բջիջ մի տեսակ քիմիական բույս է, որը մշտական հումքի համալրման կարիք ունի: Շնչառությունը թթվածին է մատակարարում բջիջներին: Սնունդը նրանց մատակարարում է հիմնական քիմիական արտադրանք՝ ամինաթթուներ, շաքարներ, ճարպեր և ճարպաթթուներ, հանքային աղեր և վիտամիններ:

Այս բոլոր նյութերը, ինչպես նաև թթվածինը, որի հետ դրանք միանում են ներբջջային այրման գործընթացում, նյութափոխանակության գործընթացի կարևորագույն բաղադրիչներն են։

Ինչպես հայտնի է, նյութափոխանակությունը կամ նյութափոխանակությունը բաղկացած է երկու հիմնական գործընթացներից. անաբոլիզմ և կատաբոլիզմ, մարմնի նյութերի ստեղծում և ոչնչացում: Անաբոլիկ գործընթացում մարսողական պարզ արտադրանքները, մտնելով բջիջներ, ենթարկվում են քիմիական վերամշակման և վերածվում օրգանիզմին անհրաժեշտ նյութերի՝ արյան, նոր բջիջների, ոսկորների, մկանների և կյանքի, առողջության և աճի համար անհրաժեշտ այլ նյութերի:

Կատաբոլիզմը մարմնի հյուսվածքների քայքայման գործընթացն է։ Ազդեցված և մաշված բջիջներն ու հյուսվածքները, որոնք կորցրել են իրենց արժեքը, անօգուտ, վերամշակվում են պարզ քիմիական նյութերի:Նրանք կա՛մ կուտակվում են, ապա նորից օգտագործվում նույն կամ նման ձևով, ինչպես հեմոգլոբինի երկաթը նորից օգտագործվում է նոր կարմիր բջիջներ ստեղծելու համար, կա՛մ ոչնչացվում և արտազատվում են մարմնից որպես թափոններ:

Էներգիան ազատվում է օքսիդացման և կատաբոլիկ այլ գործընթացների ժամանակ։ Հենց այդ էներգիան է ստիպում սիրտը բաբախել, թույլ է տալիս մարդուն իրականացնել շնչառության և սնունդը ծամելու գործընթացները, վազել ելքային տրամվայի հետևից և կատարել անթիվ ֆիզիկական գործողություններ։

Ինչպես երևում է նույնիսկ այս հակիրճ նկարագրությունից, նյութափոխանակությունը բուն կյանքի կենսաքիմիական դրսևորումն է. Այս գործընթացում ներգրավված նյութերի տեղափոխումը վերաբերում է արյան և հարակից հեղուկների գործառույթին:

Նախքան մեր կերած սննդի սննդանյութերը հասնեն մարմնի տարբեր մասեր, դրանք պետք է քայքայվեն գործընթացի ընթացքում: մարսողություն դեպի ամենափոքր մոլեկուլները, որոնք կարող են անցնել աղիքային թաղանթների ծակոտիներով: Տարօրինակ կերպով, մարսողական տրակտը չի համարվում մարմնի ներքին միջավայրի մաս: Իրականում դա խողովակների և հարակից օրգանների հսկայական համալիր է, որը շրջապատված է մեր մարմնով: Սա բացատրում է, թե ինչու են հզոր թթուները գործում մարսողական համակարգում, մինչդեռ մարմնի ներքին միջավայրը պետք է լինի ալկալային: Եթե այս թթուներն իսկապես լինեին մարդու ներքին միջավայրում, այնքան կփոխեին այն, որ դա կարող էր հանգեցնել մահվան։

Մարսողության ընթացքում սննդի մեջ պարունակվող ածխաջրերը վերածվում են պարզ շաքարների, օրինակ՝ գլյուկոզայի, իսկ ճարպերը տրոհվում են գլիցերինի և պարզ ճարպաթթուների։ Ամենաբարդ սպիտակուցները վերածվում են ամինաթթուների բաղադրիչների, որոնցից մեզ արդեն հայտնի է մոտ 25 տեսակ։ Այս եղանակով մշակված այս ամենապարզ մոլեկուլների մեջ ստացված սնունդը պատրաստ է ներթափանցելու մարմնի ներքին միջավայր:

Ծառի նման ամենաբարակ ելքերը, որոնք բարակ աղիքի ներքին մակերեսը պատող լորձաթաղանթի մի մասն են կազմում, մարսված սնունդը հասցնում են արյան և ավշի: Այս փոքրիկ ելքերը, որոնք կոչվում են վիլլիներ, կազմված են կենտրոնում տեղակայված միայնակ լիմֆատիկ անոթից և մազանոթ հանգույցից: Յուրաքանչյուր վիլլի ծածկված է լորձ արտադրող բջիջների մեկ շերտով, որոնք ծառայում են որպես խոչընդոտ մարսողական համակարգի և վիլլի ներսում գտնվող անոթների միջև: Ընդհանուր առմամբ, կա մոտ 5 միլիոն վիլի, որոնք այնքան մոտ են միմյանց, որ աղիների ներքին մակերեսին տալիս են թավշյա տեսք: Սննդի յուրացման գործընթացը հիմնված է նույն հիմնական սկզբունքների վրա, ինչ թոքերում թթվածնի յուրացումը։ Յուրաքանչյուր սննդանյութի կոնցենտրացիան և ճնշումը աղիներում ավելի բարձր են, քան արյան և ավշի մեջ, որոնք հոսում են վիլլիով: Հետևաբար, ամենափոքր մոլեկուլները, որոնց վերածվում է մեր սնունդը, հեշտությամբ թափանցում են վիլլի մակերեսի ծակոտիների միջով և մտնում դրանց ներսում գտնվող փոքր անոթները։

Գլյուկոզան, ամինաթթուները և ճարպերի մի մասը ներթափանցում են մազանոթների արյան մեջ։ Մնացած ճարպերը մտնում են ավիշ: Վիլլիի օգնությամբ արյունը յուրացնում է վիտամինները, անօրգանական աղերը և միկրոտարրերը, ինչպես նաև ջուրը; ջրի մի մասը մտնում է արյան մեջ և հաստ աղիքի միջոցով:

Արյան հոսքով տեղափոխվող հիմնական սննդանյութերը ներթափանցում են պորտալար և առաքվում անմիջապես լյարդ, ամենամեծ գեղձը և մարդու մարմնի ամենամեծ «քիմիական բույսը»։ Այստեղ մարսողության արգասիքները վերամշակվում են օրգանիզմին անհրաժեշտ այլ նյութերի, պահվում են պահուստում կամ նորից առանց փոփոխության ուղարկվում արյուն։ Առանձին ամինաթթուները լյարդում հայտնվելուց հետո վերածվում են արյան սպիտակուցների, ինչպիսիք են ալբումինը և ֆիբրինոգենը: Մյուսները վերամշակվում են սպիտակուցային նյութերի, որոնք անհրաժեշտ են հյուսվածքների աճի կամ վերականգնման համար, իսկ մնացածը ամենապարզ ձևով ուղարկվում են մարմնի բջիջներ և հյուսվածքներ, որոնք վերցնում են դրանք և անմիջապես օգտագործում՝ ըստ իրենց կարիքների:

Լյարդ մտնող գլյուկոզայի մի մասն ուղղակիորեն ուղարկվում է շրջանառության համակարգ, որն այն տեղափոխում է պլազմայի մեջ լուծարված վիճակում։ Այս ձևով շաքարը կարող է փոխանցվել էներգիայի աղբյուրի կարիք ունեցող ցանկացած բջիջ և հյուսվածք: Գլյուկոզան, որի կարիքն այս պահին օրգանիզմը չունի, լյարդում վերամշակվում է ավելի բարդ շաքարի՝ գլիկոգենի, որը պահվում է լյարդում ռեզերվով։ Հենց որ արյան մեջ շաքարի քանակը իջնում է նորմայից, գլիկոգենը նորից վերածվում է գլյուկոզայի և մտնում է շրջանառու համակարգ։

Այսպիսով, արյունից եկող ազդանշաններին լյարդի արձագանքի շնորհիվ մարմնում տեղափոխվող շաքարի պարունակությունը պահպանվում է համեմատաբար հաստատուն մակարդակի վրա։

Ինսուլինը օգնում է բջիջներին կլանել գլյուկոզան և այն վերածել մկանների և այլ էներգիայի: Այս հորմոնը արյան մեջ ներթափանցում է ենթաստամոքսային գեղձի բջիջներից: Ինսուլինի գործողության մանրամասն մեխանիզմը դեռևս անհայտ է: Հայտնի է միայն, որ դրա բացակայությունը մարդու արյան մեջ կամ անբավարար ակտիվությունն առաջացնում է լուրջ հիվանդություն՝ շաքարային դիաբետ, որը բնութագրվում է ածխաջրերը որպես էներգիայի աղբյուր օգտագործելու օրգանիզմի անկարողությամբ:

Մարսված ճարպի մոտ 60%-ը լյարդ է մտնում արյան հետ, մնացածը՝ լիմֆատիկ համակարգ։ Այս ճարպային նյութերը պահվում են որպես էներգիայի պաշարներ և օգտագործվում են մարդու օրգանիզմի ամենակարևոր գործընթացներում: Որոշ ճարպային մոլեկուլներ, օրինակ, ներգրավված են կենսաբանորեն կարևոր նյութերի ձևավորման մեջ, ինչպիսիք են սեռական հորմոնները:

Ճարպը, ըստ երևույթին, էներգիայի պահպանման ամենակարևոր միջոցն է: Մոտ 30 գրամ ճարպը կարող է երկու անգամ ավելի շատ էներգիա արտադրել, քան նույն քանակությամբ ածխաջրեր կամ սպիտակուցներ: Այդ իսկ պատճառով, շաքարի և սպիտակուցի ավելցուկը, որը չի արտազատվում օրգանիզմից, վերածվում է ճարպի և պահվում որպես ռեզերվ։

Սովորաբար ճարպը կուտակվում է հյուսվածքներում, որոնք կոչվում են ճարպային պահեստներ: Քանի որ լրացուցիչ էներգիա է պահանջվում, պահեստից ճարպը մտնում է արյան մեջ և տեղափոխվում լյարդ, որտեղ այն վերամշակվում է նյութերի, որոնք կարող են վերածվել էներգիայի: Իր հերթին, այս նյութերը լյարդից մտնում են արյան մեջ, որը դրանք տեղափոխում է բջիջներ և հյուսվածքներ, որտեղ դրանք օգտագործվում են:

Կենդանիների և բույսերի հիմնական տարբերություններից մեկը կենդանիների կարողությունն է արդյունավետորեն էներգիա կուտակելու խիտ ճարպի տեսքով: Քանի որ խիտ ճարպը շատ ավելի թեթև է և ավելի քիչ ծավալուն, քան ածխաջրերը (բույսերի էներգիայի հիմնական պահեստը), կենդանիները ավելի հարմար են շարժման համար. նրանք կարող են քայլել, վազել, սողալ, լողալ կամ թռչել: Պաշարների բեռի տակ թեքված բույսերի մեծ մասը շղթայված է մեկ տեղում՝ իրենց ցածր ակտիվ էներգիայի աղբյուրների և մի շարք այլ գործոնների պատճառով։ Կան, իհարկե, բացառություններ, որոնց մեծ մասը վերաբերում է մանրադիտակային փոքր ծովային բույսերին։

Արյունը սննդանյութերի հետ մեկտեղ բջիջներ է տեղափոխում տարբեր քիմիական տարրեր, ինչպես նաև որոշակի մետաղների ամենափոքր քանակությունը։ Այս բոլոր հետքի տարրերը և անօրգանական քիմիկատները կարևոր դեր են խաղում կյանքում: Մենք արդեն խոսել ենք երկաթի մասին։ Բայց նույնիսկ առանց պղնձի, որը կատալիզատորի դեր է խաղում, հեմոգլոբինի արտադրությունը դժվար կլիներ։ Առանց մարմնում կոբալտի, ոսկրածուծի կարողությունը կարմիր արյան բջիջներ արտադրելու կարող է կրճատվել մինչև վտանգավոր մակարդակ: Ինչպես գիտեք, վահանաձև գեղձին անհրաժեշտ է յոդ, ոսկորներին՝ կալցիում, իսկ ֆոսֆորը՝ ատամների և մկանների աշխատանքի համար:

Արյունը նաև հորմոններ է կրում։ Այս հզոր քիմիական ռեակտիվները ներթափանցում են շրջանառության համակարգ անմիջապես էնդոկրին գեղձերից, որոնք դրանք արտադրում են արյունից ստացված հումքից:

Յուրաքանչյուր հորմոն (այս անունը գալիս է հունարեն բայից, որը նշանակում է «հուզել, դրդել»), ըստ երևույթին, հատուկ դեր է խաղում մարմնի կենսական գործառույթներից մեկի կառավարման մեջ:Որոշ հորմոններ կապված են աճի և նորմալ զարգացման հետ, իսկ մյուսները ազդում են մտավոր և ֆիզիկական գործընթացների վրա, կարգավորում են նյութափոխանակությունը, սեռական ակտիվությունը և մարդու վերարտադրման կարողությունը:

Էնդոկրին գեղձերը արյունը մատակարարում են իրենց արտադրած հորմոնների անհրաժեշտ չափաբաժիններով, որոնք արյան շրջանառության համակարգի միջոցով հասնում են դրանց կարիք ունեցող հյուսվածքներին։ Եթե առկա է հորմոնների արտադրության ընդհատում, կամ արյան մեջ նման հզոր նյութերի ավելցուկ կամ պակասություն կա, դա առաջացնում է տարբեր տեսակի անոմալիաներ և հաճախ հանգեցնում մահվան:

Մարդու կյանքը կախված է նաև արյան կարողությունից՝ մարմնից քայքայվող արգասիքները հեռացնելու կարողությունից: Եթե արյունը չհաղթահարեր այս ֆունկցիան, մարդը կմահանար ինքնաթունավորումից։

Ինչպես նշեցինք, ածխաթթու գազը՝ օքսիդացման գործընթացի կողմնակի արտադրանքը, օրգանիզմից արտազատվում է թոքերի միջոցով։ Մնացած թափոնները վերցվում են մազանոթների արյունով և տեղափոխվում այնտեղ երիկամներ որոնք գործում են որպես հսկայական զտիչ կայաններ: Երիկամներն ունեն մոտավորապես 130 կիլոմետր երկարությամբ արյունատար խողովակներ: Ամեն օր երիկամները զտում են մոտ 170 լիտր հեղուկ՝ արյունից առանձնացնելով միզանյութը և այլ քիմիական թափոնները։ Վերջիններս խտանում են օրական արտազատվող մոտ 2,5 լիտր մեզի մեջ և դուրս են բերվում օրգանիզմից։ (Փոքր քանակությամբ կաթնաթթու, ինչպես նաև միզանյութ արտազատվում է քրտինքի գեղձերի միջոցով:) Մնացած ֆիլտրացված հեղուկը, մոտավորապես 467 լիտր օրական, վերադարձվում է արյուն: Արյան հեղուկ հատվածի զտման այս գործընթացը կրկնվում է բազմիցս։ Բացի այդ, երիկամները հանդես են գալիս որպես արյան մեջ հանքային աղերի պարունակության կարգավորիչ՝ առանձնացնելով և դեն նետելով ցանկացած ավելցուկ։

Այն նաև կարևոր է մարդու առողջության և կյանքի համար պահպանելով մարմնի ջրի հավասարակշռությունը … Նույնիսկ նորմալ պայմաններում մարմինը անընդհատ ջուր է արտազատում մեզի, թուքի, քրտինքի, շնչառության և այլ ուղիներով: Սովորական և նորմալ ջերմաստիճանի և խոնավության դեպքում մաշկի 1 քառակուսի սանտիմետրից տասը րոպեն մեկ բաց է թողնվում մոտ 1 միլիգրամ ջուր։ Արաբական թերակղզու անապատներում կամ, օրինակ, Իրանում, մարդն օրական մոտ 10 լիտր ջուր է կորցնում քրտինքի տեսքով։ Ջրի այս մշտական կորուստը փոխհատուցելու համար հեղուկը պետք է անընդհատ հոսի մարմին, որը կտեղափոխվի արյան և ավշի միջոցով և դրանով իսկ նպաստի հյուսվածքային հեղուկի և շրջանառվող հեղուկի միջև անհրաժեշտ հավասարակշռության հաստատմանը:

Ջրի կարիք ունեցող հյուսվածքները համալրում են իրենց պաշարները՝ արյունից ջուր ստանալով օսմոսի գործընթացի արդյունքում։ Իր հերթին արյունը, ինչպես ասացինք, սովորաբար ջուր է ստանում մարսողական տրակտից տրանսպորտի համար և կրում է պատրաստի պաշար, որը հագեցնում է օրգանիզմի ծարավը։ Եթե հիվանդության կամ դժբախտ պատահարի ժամանակ մարդը մեծ քանակությամբ արյուն է կորցնում, արյունը ջրի հաշվին փորձում է փոխարինել հյուսվածքի կորուստը։

Արյան գործառույթը ջրի առաքման և բաշխման համար սերտորեն կապված է մարմնի ջերմության կառավարման համակարգ … Մարմնի միջին ջերմաստիճանը 36,6 ° C է: Օրվա տարբեր ժամերին այն կարող է փոքր-ինչ տարբերվել անհատների և նույնիսկ նույն անձի մոտ: Անհայտ պատճառով վաղ առավոտյան մարմնի ջերմաստիճանը կարող է մեկից մեկուկես աստիճան ցածր լինել, քան երեկոյան ջերմաստիճանը։ Այնուամենայնիվ, ցանկացած մարդու նորմալ ջերմաստիճանը մնում է համեմատաբար հաստատուն, և դրա կտրուկ շեղումները նորմայից սովորաբար ծառայում են որպես վտանգի ազդանշան:

Կենդանի բջիջներում անընդհատ տեղի ունեցող նյութափոխանակության գործընթացները ուղեկցվում են ջերմության արտազատմամբ: Եթե այն կուտակվի մարմնում և չհեռացվի դրանից, ապա մարմնի ներքին ջերմաստիճանը կարող է չափազանց բարձր դառնալ նորմալ գործելու համար։ Բարեբախտաբար, ջերմության բարձրացման հետ միաժամանակ մարմինը կորցնում է դրա մի մասը: Քանի որ օդի ջերմաստիճանը սովորաբար ցածր է 36,6 ° C-ից, այսինքն, մարմնի ջերմաստիճանը, ջերմությունը, մաշկի միջով ներթափանցելով շրջակա մթնոլորտ, հեռանում է մարմնից:Եթե օդի ջերմաստիճանը մարմնի ջերմաստիճանից բարձր է, ապա ավելորդ ջերմությունը դուրս է գալիս մարմնից քրտինքի միջոցով:

Սովորաբար մարդն օրական միջինում արտազատում է մոտ երեք հազար կալորիա։ Եթե նա երեք հազարից ավելի կալորիա է փոխանցում շրջակա միջավայր, ապա նրա մարմնի ջերմաստիճանը նվազում է։ Եթե մթնոլորտ է արտանետվում երեք հազարից պակաս կալորիա, մարմնի ջերմաստիճանը բարձրանում է։ Մարմնում առաջացած ջերմությունը պետք է հավասարակշռի շրջակա միջավայրին տրվող ջերմության քանակը: Ջերմափոխանակության կարգավորումն ամբողջությամբ վստահված է արյանը։

Ինչպես գազերը բարձր ճնշման տարածքից տեղափոխվում են ցածր ճնշման տարածք, այնպես էլ ջերմային էներգիան ուղղվում է տաք տարածքից սառը տարածք: Այսպիսով, մարմնի ջերմափոխանակությունը շրջակա միջավայրի հետ տեղի է ունենում այնպիսի ֆիզիկական գործընթացների միջոցով, ինչպիսիք են ճառագայթումը և կոնվեկցիան:

Արյունը կլանում և հեռացնում է ավելորդ ջերմությունը մոտավորապես այնպես, ինչպես մեքենայի ռադիատորի ջուրը կլանում և հեռացնում է շարժիչի ավելորդ ջերմությունը: Մարմինը կատարում է այս ջերմափոխանակությունը՝ փոխելով մաշկի անոթներով հոսող արյան ծավալը։ Շոգ օրերին այս անոթները լայնանում են, և սովորականից ավելի մեծ ծավալի արյուն է հոսում մաշկ։ Այս արյունը ջերմություն է տանում մարդու ներքին օրգաններից, և երբ այն անցնում է մաշկի անոթներով, ջերմությունը տարածվում է ավելի զով մթնոլորտ:

Ցուրտ եղանակին մաշկի անոթները կծկվում են՝ դրանով իսկ նվազեցնելով մարմնի մակերեսին մատակարարվող արյան ծավալը, իսկ ներքին օրգաններից ջերմության փոխանցումը նվազում է։ Դա տեղի է ունենում մարմնի այն մասերում, որոնք թաքնված են հագուստի տակ և պաշտպանված են ցրտից։ Այնուամենայնիվ, մաշկի բաց տարածքների անոթները, ինչպիսիք են դեմքը և ականջները, լայնանում են, որպեսզի պաշտպանեն դրանք ցրտից լրացուցիչ ջերմությամբ:

Արյան երկու այլ մեխանիզմներ նույնպես ներգրավված են մարմնի ջերմաստիճանի կարգավորման մեջ: Շոգ օրերին փայծաղը կծկվում է՝ արյան լրացուցիչ մասն արտազատելով շրջանառության համակարգ։ Արդյունքում ավելի շատ արյուն է հոսում մաշկ։ Ցուրտ սեզոնին փայծաղն ընդլայնվում է՝ մեծացնելով արյան պաշարը և դրանով իսկ նվազեցնելով արյան քանակությունը շրջանառության համակարգում, ուստի ավելի քիչ ջերմություն է փոխանցվում մարմնի մակերեսին։

Ճառագայթումը և կոնվեկցիան՝ որպես ջերմափոխանակման միջոց, գործում են միայն այն դեպքերում, երբ մարմինը ջերմություն է տալիս ավելի սառը միջավայր։ Շատ շոգ օրերին, երբ օդի ջերմաստիճանը գերազանցում է մարմնի նորմալ ջերմաստիճանը, այս մեթոդները միայն տաք միջավայրից ջերմություն են փոխանցում ավելի քիչ տաքացած մարմին: Այս պայմաններում քրտնարտադրությունը մեզ փրկում է օրգանիզմի ավելորդ գերտաքացումից։

Քրտինքի և շնչառության գործընթացի միջոցով մարմինը ջերմություն է հաղորդում շրջակա միջավայրին հեղուկների գոլորշիացման միջոցով: Երկու դեպքում էլ արյունը առանցքային դեր է խաղում գոլորշիացման համար հեղուկներ մատակարարելու գործում: Մարմնի ներքին օրգաններով տաքացած արյունը ջրի մի մասը տալիս է մակերեսային հյուսվածքներին։ Այսպես է առաջանում քրտինքը, քրտինքը դուրս է գալիս մաշկի ծակոտիներով և գոլորշիանում նրա մակերեսից։

Նման պատկեր է նկատվում նաև թոքերում։ Շատ շոգ օրերին արյունը, անցնելով ալվեոլներով, ածխածնի երկօքսիդի հետ միասին նրանց տալիս է իր ջրի մի մասը։ Այս ջուրն արտազատվում է արտաշնչման ժամանակ և գոլորշիանում, ինչն օգնում է մարմնից հեռացնել ավելորդ ջերմությունը։

Այս և շատ այլ ձևերով, որոնք դեռևս լիովին պարզ չեն մեզ, Կյանքի գետի տրանսպորտը ծառայում է մարդուն: Առանց նրա եռանդուն և գերազանց կազմակերպված ծառայությունների, մարդկային մարմինը կազմող բազմաթիվ տրիլիոն բջիջները կարող են քայքայվել, անհետանալ և, ի վերջո, ոչնչանալ: