เมแทบอลิซึมทำงานภายในคนอย่างไร?

2024 ผู้เขียน: Seth Attwood | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-16 16:17

เซลล์แรกไม่สามารถอยู่รอดได้หากไม่ใช่เพราะ "ภูมิอากาศ" พิเศษของชีวิตที่สร้างขึ้นโดยทะเล ในทำนองเดียวกัน เซลล์หลายร้อยล้านล้านเซลล์ที่ประกอบกันเป็นร่างกายมนุษย์ก็จะตายโดยไม่มีเลือดและน้ำเหลือง กว่าล้านปีนับตั้งแต่ชีวิตปรากฏขึ้น ธรรมชาติได้พัฒนาระบบขนส่งภายในที่มีความเป็นต้นฉบับ มีประสิทธิภาพ และควบคุมได้ชัดเจนกว่าวิธีการขนส่งใดๆ ที่มนุษย์สร้างขึ้น

อันที่จริง เลือดประกอบด้วยระบบขนส่งที่หลากหลาย ตัวอย่างเช่น พลาสมาทำหน้าที่เป็นพาหะของเม็ดโลหิต ซึ่งรวมถึงเม็ดเลือดแดง เม็ดเลือดขาว และเกล็ดเลือด ซึ่งเคลื่อนไปยังส่วนต่างๆ ของร่างกายตามความจำเป็น ในทางกลับกัน เซลล์เม็ดเลือดแดงเป็นวิธีการขนส่งออกซิเจนไปยังเซลล์และคาร์บอนไดออกไซด์จากเซลล์

พลาสมาเหลวมีสารอื่น ๆ ที่ละลายอยู่ในรูปแบบ เช่นเดียวกับส่วนประกอบของมันเอง ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อกระบวนการสำคัญของร่างกาย นอกจากสารอาหารและของเสียแล้ว พลาสม่ายังนำความร้อน สะสมหรือปลดปล่อยออกมาได้ตามต้องการ และรักษาอุณหภูมิในร่างกายให้เป็นปกติ สภาพแวดล้อมนี้มีสารป้องกันหลักหลายชนิดที่ปกป้องร่างกายจากโรค เช่นเดียวกับฮอร์โมน เอนไซม์ และสารเคมีที่ซับซ้อนอื่นๆ และสารชีวเคมีที่มีบทบาทที่หลากหลาย

ยาแผนปัจจุบันมีข้อมูลที่ถูกต้องพอสมควรเกี่ยวกับวิธีที่เลือดทำหน้าที่ขนส่งตามรายการ สำหรับกลไกอื่นๆ กลไกเหล่านั้นยังคงเป็นเป้าหมายของการเก็งกำไรทางทฤษฎี และบางอย่างก็ยังไม่ถูกค้นพบอย่างไม่ต้องสงสัย

เป็นที่ทราบกันดีว่าเซลล์ใดเซลล์หนึ่งตายโดยปราศจากการจัดหาวัสดุที่จำเป็นโดยตรงและสม่ำเสมอ และไม่มีการกำจัดของเสียที่เป็นพิษอย่างเร่งด่วน ซึ่งหมายความว่า "การขนส่ง" ของเลือดจะต้องสัมผัสโดยตรงกับ "ลูกค้า" หลายล้านล้านราย ซึ่งตอบสนองความต้องการของแต่ละคน ความยิ่งใหญ่ของงานนี้ท้าทายจินตนาการของมนุษย์อย่างแท้จริง!

ในทางปฏิบัติ การขนถ่ายในองค์กรการขนส่งที่ยิ่งใหญ่นี้ดำเนินการผ่านจุลภาค - ระบบเส้นเลือดฝอย … เรือขนาดเล็กเหล่านี้เจาะทะลุทุกเนื้อเยื่อของร่างกายอย่างแท้จริง และเข้าใกล้เซลล์ในระยะไม่เกิน 0, 125 มม. ดังนั้นแต่ละเซลล์ของร่างกายจึงสามารถเข้าถึงแม่น้ำแห่งชีวิตได้

ร่างกายต้องการออกซิเจนอย่างเร่งด่วนและต่อเนื่องที่สุด โชคดีที่คนไม่ต้องกินต่อเนื่องเพราะสารอาหารส่วนใหญ่ที่จำเป็นสำหรับการเผาผลาญสามารถสะสมในเนื้อเยื่อต่างๆ สถานการณ์จะแตกต่างกับออกซิเจน สารสำคัญนี้สะสมในร่างกายในปริมาณเล็กน้อยและความต้องการอย่างต่อเนื่องและเร่งด่วน ดังนั้นบุคคลไม่สามารถหยุดหายใจได้นานกว่าสองสามนาที - มิฉะนั้นจะทำให้เกิดผลร้ายแรงและเสียชีวิต

เพื่อตอบสนองความต้องการเร่งด่วนในการจัดหาออกซิเจนอย่างต่อเนื่อง เลือดได้พัฒนาระบบการนำส่งที่มีประสิทธิภาพและเฉพาะทางซึ่งใช้ เม็ดเลือดแดง, หรือ เซลล์เม็ดเลือดแดง … ระบบจะขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่น่าทึ่ง เฮโมโกลบิน เพื่อดูดซับในปริมาณมากแล้วปล่อยออกซิเจนทันทีอันที่จริง ฮีโมโกลบินในเลือดมีปริมาณออกซิเจนที่สามารถละลายได้ในส่วนที่เป็นของเหลวของเลือดถึงหกสิบเท่า หากปราศจากสารสีที่มีธาตุเหล็กนี้ เลือดประมาณ 350 ลิตรจะส่งออกซิเจนไปยังเซลล์ของเรา!

แต่คุณสมบัติพิเศษของการดูดซับและถ่ายโอนออกซิเจนปริมาณมากจากปอดไปยังเนื้อเยื่อทั้งหมดเป็นเพียงด้านเดียวของการสนับสนุนอันล้ำค่าอย่างแท้จริงที่เฮโมโกลบินมอบให้กับการทำงานของระบบขนส่งเลือด เฮโมโกลบินยังขนส่งคาร์บอนไดออกไซด์ปริมาณมากจากเนื้อเยื่อไปยังปอด ดังนั้นจึงมีส่วนร่วมในขั้นตอนเริ่มต้นและขั้นสุดท้ายของการเกิดออกซิเดชัน

เมื่อแลกเปลี่ยนออกซิเจนเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ ร่างกายจะใช้คุณสมบัติเฉพาะของของเหลวที่มีทักษะที่น่าทึ่ง ของเหลวและก๊าซในลักษณะนี้มีลักษณะเหมือนของเหลว มักจะเคลื่อนจากบริเวณที่มีความกดอากาศสูงไปยังบริเวณที่มีความกดอากาศต่ำ หากก๊าซอยู่ที่ทั้งสองด้านของเมมเบรนที่มีรูพรุนและด้านหนึ่งมีความดันสูงกว่าอีกด้านหนึ่ง จากนั้นก๊าซจะแทรกซึมผ่านรูพรุนจากบริเวณความกดอากาศสูงไปยังด้านที่ความดันต่ำ และในทำนองเดียวกัน ก๊าซจะละลายในของเหลวก็ต่อเมื่อความดันของก๊าซนี้ในบรรยากาศโดยรอบสูงกว่าความดันของก๊าซในของเหลวเท่านั้น หากความดันของแก๊สในของเหลวสูงขึ้น แก๊สจะพุ่งออกจากของเหลวสู่บรรยากาศ เช่น เมื่อเปิดขวดแชมเปญหรือน้ำอัดลม

แนวโน้มของของเหลวที่จะเคลื่อนไปยังบริเวณที่มีความดันต่ำควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษ เพราะมันเกี่ยวข้องกับแง่มุมอื่นๆ ของระบบขนส่งเลือด และยังมีบทบาทในกระบวนการอื่นๆ จำนวนหนึ่งที่เกิดขึ้นในร่างกายมนุษย์

เป็นเรื่องที่น่าสนใจที่จะติดตามเส้นทางของออกซิเจนตั้งแต่วินาทีที่เราหายใจเข้า อากาศที่หายใจเข้าซึ่งอุดมไปด้วยออกซิเจนและมีคาร์บอนไดออกไซด์ในปริมาณเล็กน้อยจะเข้าสู่ปอดและไปถึงระบบถุงเล็กๆ ที่เรียกว่า ถุงลม … ผนังของถุงลมเหล่านี้บางมาก ประกอบด้วยเส้นใยจำนวนน้อยและเครือข่ายของเส้นเลือดฝอยที่ดีที่สุด

ในเส้นเลือดฝอยที่ประกอบเป็นผนังของถุงลมนั้นเลือดดำจะไหลเข้าสู่ปอดจากหัวใจด้านขวา เลือดนี้มีสีเข้ม เฮโมโกลบินซึ่งเกือบจะขาดออกซิเจน อิ่มตัวด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งมาจากของเสียจากเนื้อเยื่อของร่างกาย

การแลกเปลี่ยนสองครั้งที่น่าทึ่งเกิดขึ้นเมื่ออากาศที่อุดมไปด้วยออกซิเจนและเกือบจะปราศจากคาร์บอนไดออกไซด์ในถุงลมสัมผัสกับอากาศที่อุดมไปด้วยคาร์บอนไดออกไซด์และเกือบจะไม่มีออกซิเจน เนื่องจากความดันของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดสูงกว่าในถุงลม ก๊าซนี้จึงเข้าสู่ถุงลมของปอดผ่านทางผนังของเส้นเลือดฝอย ซึ่งเมื่อหายใจออก ก๊าซนี้จะขับออกสู่บรรยากาศ ความดันออกซิเจนในถุงลมนั้นสูงกว่าในเลือด ดังนั้นก๊าซแห่งชีวิตจึงแทรกซึมผ่านผนังของเส้นเลือดฝอยในทันทีและสัมผัสกับเลือด ซึ่งฮีโมโกลบินจะดูดซับมันอย่างรวดเร็ว

เลือดซึ่งมีสีแดงสดเนื่องจากออกซิเจน ซึ่งขณะนี้ทำให้ฮีโมโกลบินอิ่มตัวในเซลล์เม็ดเลือดแดง กลับสู่ครึ่งซ้ายของหัวใจและสูบฉีดเข้าสู่ระบบไหลเวียนเลือดจากที่นั่น ทันทีที่มันเข้าสู่เส้นเลือดฝอย เซลล์เม็ดเลือดแดง "ที่ด้านหลังศีรษะ" อย่างแท้จริงจะบีบผ่านรูที่แคบของพวกมัน พวกมันเคลื่อนที่ไปตามเซลล์และของเหลวในเนื้อเยื่อ ซึ่งในช่วงชีวิตปกติได้ใช้ออกซิเจนไปจนหมด และขณะนี้มีคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีความเข้มข้นค่อนข้างสูง ออกซิเจนถูกแลกเปลี่ยนเป็นคาร์บอนไดออกไซด์อีกครั้ง แต่ตอนนี้อยู่ในลำดับที่กลับกัน

เนื่องจากความดันออกซิเจนในเซลล์เหล่านี้ต่ำกว่าในเลือด เฮโมโกลบินจึงปล่อยออกซิเจนออกไปอย่างรวดเร็ว ซึ่งจะแทรกซึมผ่านผนังของเส้นเลือดฝอยไปยังของเหลวในเนื้อเยื่อแล้วจึงเข้าสู่เซลล์ ในเวลาเดียวกัน คาร์บอนไดออกไซด์แรงดันสูงจะเคลื่อนจากเซลล์เข้าสู่กระแสเลือดการแลกเปลี่ยนเกิดขึ้นราวกับว่าออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์เคลื่อนที่ไปในทิศทางที่ต่างกันผ่านประตูหมุน

ในระหว่างกระบวนการขนส่งและการแลกเปลี่ยน เลือดจะไม่ปล่อยออกซิเจนทั้งหมดหรือคาร์บอนไดออกไซด์ทั้งหมดในเลือด แม้แต่เลือดดำก็ยังเก็บออกซิเจนไว้ได้เพียงเล็กน้อย และคาร์บอนไดออกไซด์ก็มักอยู่ในเลือดแดงที่มีออกซิเจน แม้ว่าจะมีปริมาณเล็กน้อยก็ตาม

แม้ว่าคาร์บอนไดออกไซด์เป็นผลพลอยได้จากการเผาผลาญของเซลล์ แต่ก็จำเป็นต่อการดำรงชีวิตด้วย ก๊าซนี้ละลายในพลาสมาจำนวนเล็กน้อยซึ่งส่วนหนึ่งเกี่ยวข้องกับเฮโมโกลบินและบางส่วนเมื่อรวมกับโซเดียมจะสร้างโซเดียมไบคาร์บอเนต

โซเดียมไบคาร์บอเนตซึ่งทำให้กรดเป็นกลาง ผลิตโดย "อุตสาหกรรมเคมี" ของสิ่งมีชีวิตเองและไหลเวียนอยู่ในเลือดเพื่อรักษาสมดุลกรดเบสที่สำคัญ ในระหว่างที่เจ็บป่วยหรืออยู่ภายใต้อิทธิพลของสารระคายเคือง ความเป็นกรดในร่างกายมนุษย์จะเพิ่มขึ้น เลือดจะเพิ่มปริมาณโซเดียมไบคาร์บอเนตที่ไหลเวียนโดยอัตโนมัติเพื่อคืนสมดุลที่ต้องการ

ระบบขนส่งออกซิเจนในเลือดแทบไม่เคยใช้งานเลย อย่างไรก็ตามควรมีการกล่าวถึงการละเมิดหนึ่งข้อซึ่งอาจเป็นอันตรายอย่างยิ่ง: เฮโมโกลบินรวมกับออกซิเจนได้ง่าย แต่จะดูดซับคาร์บอนมอนอกไซด์ได้เร็วกว่าซึ่งไม่มีคุณค่าต่อกระบวนการที่สำคัญในเซลล์

หากออกซิเจนและคาร์บอนมอนอกไซด์ในอากาศมีปริมาตรเท่ากัน เฮโมโกลบินสำหรับออกซิเจนส่วนหนึ่งที่ร่างกายต้องการมากจะดูดซับคาร์บอนมอนอกไซด์ที่ไร้ประโยชน์จำนวน 250 ส่วน ดังนั้น แม้ว่าจะมีปริมาณคาร์บอนมอนอกไซด์ในบรรยากาศค่อนข้างต่ำ พาหนะของเฮโมโกลบินก็อิ่มตัวอย่างรวดเร็วด้วยก๊าซที่ไร้ประโยชน์นี้ ซึ่งจะทำให้ร่างกายขาดออกซิเจน เมื่อปริมาณออกซิเจนลดลงต่ำกว่าระดับที่จำเป็นสำหรับเซลล์ในการอยู่รอด ความตายก็เกิดขึ้นจากสิ่งที่เรียกว่าเหนื่อยหน่าย

นอกเหนือจากอันตรายภายนอกนี้ ซึ่งแม้แต่คนที่มีสุขภาพสมบูรณ์ก็ไม่ได้รับการประกัน ระบบขนส่งออกซิเจนที่ใช้เฮโมโกลบินจากมุมมองของประสิทธิภาพก็ดูเหมือนจะเป็นจุดสุดยอดของความสมบูรณ์แบบ แน่นอนว่าสิ่งนี้ไม่ได้ยกเว้นความเป็นไปได้ของการปรับปรุงในอนาคต ไม่ว่าจะผ่านการคัดเลือกโดยธรรมชาติอย่างต่อเนื่อง หรือผ่านความพยายามของมนุษย์อย่างมีสติสัมปชัญญะและมีจุดมุ่งหมาย ในท้ายที่สุด ธรรมชาติอาจต้องใช้เวลาอย่างน้อยหนึ่งพันล้านปีของความผิดพลาดและความล้มเหลวก่อนที่มันจะสร้างเฮโมโกลบิน และเคมีในฐานะวิทยาศาสตร์ก็มีมาเพียงไม่กี่ศตวรรษ!

* * *

การขนส่งสารอาหาร - ผลิตภัณฑ์เคมีของการย่อย - โดยเลือดมีความสำคัญพอ ๆ กับการขนส่งออกซิเจน หากไม่มีมัน กระบวนการเผาผลาญที่หล่อเลี้ยงชีวิตจะหยุดลง ทุกเซลล์ในร่างกายของเราเป็นพืชเคมีชนิดหนึ่งที่ต้องการการเติมวัตถุดิบอย่างต่อเนื่อง การหายใจให้ออกซิเจนไปยังเซลล์ อาหารมีผลิตภัณฑ์เคมีพื้นฐาน ได้แก่ กรดอะมิโน น้ำตาล ไขมันและกรดไขมัน เกลือแร่ และวิตามิน

สารทั้งหมดเหล่านี้ รวมทั้งออกซิเจนที่รวมกันในกระบวนการเผาไหม้ภายในเซลล์ เป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของกระบวนการเมแทบอลิซึม

อย่างที่ทราบกันดีว่า เมแทบอลิซึม หรือเมตาบอลิซึมประกอบด้วยสองกระบวนการหลัก: แอแนบอลิซึม และ แคแทบอลิซึม, การสร้างและทำลายสารในร่างกาย ในกระบวนการ anabolic ผลิตภัณฑ์ย่อยอาหารอย่างง่ายจะเข้าสู่เซลล์ ผ่านกระบวนการทางเคมีและเปลี่ยนเป็นสารที่จำเป็นต่อร่างกาย เช่น เลือด เซลล์ใหม่ กระดูก กล้ามเนื้อ และสารอื่นๆ ที่จำเป็นสำหรับชีวิต สุขภาพ และการเติบโต

Catabolism เป็นกระบวนการทำลายเนื้อเยื่อของร่างกาย เซลล์และเนื้อเยื่อที่ได้รับผลกระทบและเสื่อมสภาพที่สูญเสียคุณค่าไป ไร้ประโยชน์ ถูกแปรรูปเป็นสารเคมีอย่างง่ายพวกมันจะถูกสะสมและนำไปใช้อีกครั้งในรูปแบบเดียวกันหรือคล้ายกัน เช่นเดียวกับที่ธาตุเหล็กของเฮโมโกลบินถูกใช้อีกครั้งเพื่อสร้างเซลล์เม็ดเลือดแดงใหม่ หรือพวกมันจะถูกทำลายและขับออกจากร่างกายเป็นของเสีย

พลังงานจะถูกปล่อยออกมาระหว่างกระบวนการออกซิเดชันและกระบวนการแคแทบอลิซึมอื่นๆ มันเป็นพลังงานที่ทำให้หัวใจเต้นทำให้บุคคลสามารถหายใจและเคี้ยวอาหารวิ่งตามรถรางที่ออกไปและดำเนินการทางกายภาพมากมาย

ดังที่เห็นได้จากคำอธิบายสั้นๆ นี้ เมแทบอลิซึมเป็นปรากฏการณ์ทางชีวเคมีของชีวิต การขนส่งสารที่เกี่ยวข้องในกระบวนการนี้หมายถึงการทำงานของเลือดและของเหลวที่เกี่ยวข้อง

ก่อนที่สารอาหารจากอาหารที่เรากินเข้าไปจะไปถึงส่วนต่างๆ ของร่างกาย จะต้องถูกย่อยสลายไปตามกระบวนการก่อน การย่อย ไปจนถึงโมเลกุลที่เล็กที่สุดที่สามารถผ่านรูพรุนของเยื่อหุ้มลำไส้ได้ น่าแปลกที่ระบบทางเดินอาหารไม่ถือว่าเป็นส่วนหนึ่งของสภาพแวดล้อมภายในร่างกาย อันที่จริงมันเป็นท่อขนาดใหญ่และอวัยวะที่เกี่ยวข้องซึ่งล้อมรอบไปด้วยร่างกายของเรา สิ่งนี้อธิบายได้ว่าทำไมกรดที่ทรงพลังจึงทำงานในทางเดินอาหาร ในขณะที่สภาพแวดล้อมภายในร่างกายต้องเป็นด่าง หากกรดเหล่านี้อยู่ในสภาพแวดล้อมภายในของบุคคลจริงๆ พวกเขาจะเปลี่ยนแปลงมันมากจนอาจนำไปสู่ความตายได้

ในระหว่างกระบวนการย่อยอาหาร คาร์โบไฮเดรตในอาหารจะถูกเปลี่ยนเป็นน้ำตาลอย่างง่าย เช่น กลูโคส และไขมันจะถูกย่อยสลายเป็นกลีเซอรีนและกรดไขมันอย่างง่าย โปรตีนที่ซับซ้อนที่สุดจะถูกแปลงเป็นส่วนประกอบของกรดอะมิโนซึ่งเรารู้จักประมาณ 25 สปีชีส์แล้ว อาหารที่แปรรูปในลักษณะนี้เป็นโมเลกุลที่ง่ายที่สุดเหล่านี้พร้อมสำหรับการเจาะเข้าสู่สภาพแวดล้อมภายในของร่างกาย

ผลพลอยได้คล้ายต้นไม้ที่บางที่สุด ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเยื่อเมือกที่บุผิวด้านในของลำไส้เล็ก ส่งอาหารที่ย่อยแล้วไปยังเลือดและน้ำเหลือง ผลพลอยได้เล็ก ๆ เหล่านี้เรียกว่า villi ประกอบด้วยหลอดเลือดน้ำเหลืองที่อยู่ตรงกลางและห่วงของเส้นเลือดฝอย วิลลี่แต่ละอันถูกปกคลุมด้วยเซลล์ที่ผลิตเมือกเพียงชั้นเดียวซึ่งทำหน้าที่เป็นเกราะกั้นระหว่างระบบย่อยอาหารกับหลอดเลือดภายในวิลลี่ โดยรวมแล้วมีวิลลี่ประมาณ 5 ล้านตัว ตั้งอยู่ใกล้กันมากจนทำให้พื้นผิวด้านในของลำไส้ดูนุ่มนวล กระบวนการดูดซึมอาหารขึ้นอยู่กับหลักการพื้นฐานเดียวกันกับการดูดซึมออกซิเจนในปอด ความเข้มข้นและความดันของสารอาหารแต่ละชนิดในลำไส้จะสูงกว่าในเลือดและน้ำเหลืองที่ไหลผ่านวิลลี่ ดังนั้นโมเลกุลที่เล็กที่สุดที่อาหารของเราเปลี่ยนเป็นรูพรุนบนพื้นผิวของวิลลี่และเข้าไปในภาชนะขนาดเล็กที่อยู่ภายในนั้นได้อย่างง่ายดาย

กลูโคส กรดอะมิโน และไขมันบางส่วนจะแทรกซึมเข้าสู่กระแสเลือดของเส้นเลือดฝอย ไขมันที่เหลือจะเข้าสู่น้ำเหลือง ด้วยความช่วยเหลือของ villi เลือดจะดูดซึมวิตามินเกลืออนินทรีย์และองค์ประกอบขนาดเล็กเช่นเดียวกับน้ำ ส่วนหนึ่งของน้ำเข้าสู่กระแสเลือดและผ่านลำไส้

สารอาหารสำคัญที่ลำเลียงโดยกระแสเลือดเข้าสู่เส้นเลือดพอร์ทัลและส่งตรงไปยัง ตับ ต่อมที่ใหญ่ที่สุดและ "พืชเคมี" ที่ใหญ่ที่สุดของร่างกายมนุษย์ ที่นี่ผลิตภัณฑ์ของการย่อยอาหารจะถูกแปรรูปเป็นสารอื่น ๆ ที่จำเป็นสำหรับร่างกาย เก็บไว้ในสำรองหรือส่งไปยังเลือดอีกครั้งโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลง กรดอะมิโนแต่ละตัว เมื่ออยู่ในตับ จะถูกแปลงเป็นโปรตีนในเลือด เช่น อัลบูมินและไฟบริโนเจน บางชนิดถูกแปรรูปเป็นสารโปรตีนที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตหรือซ่อมแซมเนื้อเยื่อ ในขณะที่ส่วนที่เหลือในรูปแบบที่ง่ายที่สุดจะถูกส่งไปยังเซลล์และเนื้อเยื่อของร่างกาย ซึ่งจะหยิบขึ้นมาใช้ทันทีตามความต้องการ

ส่วนหนึ่งของกลูโคสที่เข้าสู่ตับจะถูกส่งไปยังระบบไหลเวียนเลือดโดยตรง ซึ่งนำมันไปในสถานะที่ละลายในพลาสมา ในรูปแบบนี้ น้ำตาลสามารถส่งไปยังเซลล์และเนื้อเยื่อที่ต้องการแหล่งพลังงาน กลูโคสซึ่งร่างกายไม่ต้องการในขณะนี้จะถูกแปรรูปในตับให้เป็นน้ำตาลที่ซับซ้อนมากขึ้น - ไกลโคเจนซึ่งเก็บไว้ในตับสำรอง ทันทีที่ปริมาณน้ำตาลในเลือดลดลงต่ำกว่าปกติ ไกลโคเจนจะถูกแปลงกลับเป็นกลูโคสและเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิต

ดังนั้น ด้วยปฏิกิริยาของตับต่อสัญญาณที่มาจากเลือด เนื้อหาของน้ำตาลที่เคลื่อนย้ายได้ในร่างกายจึงอยู่ในระดับที่ค่อนข้างคงที่

อินซูลินช่วยให้เซลล์ดูดซับกลูโคสและเปลี่ยนเป็นกล้ามเนื้อและพลังงานอื่นๆ ฮอร์โมนนี้เข้าสู่กระแสเลือดจากเซลล์ของตับอ่อน กลไกการทำงานของอินซูลินโดยละเอียดยังไม่ทราบ เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าการขาดเลือดมนุษย์หรือกิจกรรมไม่เพียงพอทำให้เกิดการเจ็บป่วยที่รุนแรง - โรคเบาหวานซึ่งมีลักษณะเฉพาะที่ร่างกายไม่สามารถใช้คาร์โบไฮเดรตเป็นแหล่งพลังงานได้

ไขมันที่ย่อยได้ประมาณ 60% จะเข้าสู่ตับพร้อมกับเลือด ส่วนที่เหลือจะเข้าสู่ระบบน้ำเหลือง สารไขมันเหล่านี้ถูกเก็บไว้เป็นพลังงานสำรองและถูกใช้ในกระบวนการที่สำคัญที่สุดบางอย่างในร่างกายมนุษย์ โมเลกุลไขมันบางชนิดมีส่วนเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของสารสำคัญทางชีววิทยา เช่น ฮอร์โมนเพศ

ไขมันดูเหมือนจะเป็นพาหนะที่สำคัญที่สุดในการจัดเก็บพลังงาน ไขมันประมาณ 30 กรัมสามารถสร้างพลังงานได้มากเป็นสองเท่าของคาร์โบไฮเดรตหรือโปรตีนในปริมาณที่เท่ากัน ด้วยเหตุผลนี้ น้ำตาลและโปรตีนส่วนเกินที่ไม่ได้ขับออกจากร่างกายจะถูกเปลี่ยนเป็นไขมันและเก็บไว้สำรอง

โดยปกติไขมันจะสะสมอยู่ในเนื้อเยื่อที่เรียกว่าคลังเก็บไขมัน เมื่อจำเป็นต้องใช้พลังงานเพิ่มเติม ไขมันจากคลังเก็บจะเข้าสู่กระแสเลือดและถ่ายโอนไปยังตับ ซึ่งจะถูกแปรรูปเป็นสารที่สามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานได้ ในทางกลับกัน สารเหล่านี้จากตับจะเข้าสู่กระแสเลือดซึ่งจะพาไปยังเซลล์และเนื้อเยื่อซึ่งถูกใช้

ความแตกต่างที่สำคัญอย่างหนึ่งระหว่างสัตว์และพืชคือความสามารถของสัตว์ในการจัดเก็บพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพในรูปของไขมันหนาแน่น เนื่องจากไขมันหนาแน่นนั้นเบากว่าและเทอะทะน้อยกว่าคาร์โบไฮเดรตมาก (แหล่งสะสมพลังงานหลักในพืช) สัตว์จึงเหมาะกับการเคลื่อนไหวมากกว่า พวกมันสามารถเดิน วิ่ง คลาน ว่ายน้ำ หรือบินได้ พืชส่วนใหญ่ที่โค้งงอภายใต้ภาระของเงินสำรองจะถูกล่ามโซ่ไว้ที่เดียวเนื่องจากแหล่งพลังงานที่มีกิจกรรมต่ำและปัจจัยอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่ง แน่นอนว่ามีข้อยกเว้นซึ่งส่วนใหญ่หมายถึงพืชทะเลขนาดเล็กที่มีกล้องจุลทรรศน์

นอกจากสารอาหารแล้ว เลือดยังนำองค์ประกอบทางเคมีต่างๆ ไปยังเซลล์ ตลอดจนโลหะบางชนิดในปริมาณที่น้อยที่สุด ธาตุและสารเคมีอนินทรีย์ทั้งหมดเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในชีวิต เราได้พูดถึงเหล็กแล้ว แต่ถึงแม้จะไม่มีทองแดงซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา การผลิตฮีโมโกลบินก็เป็นเรื่องยาก หากปราศจากโคบอลต์ในร่างกาย ความสามารถของไขกระดูกในการผลิตเซลล์เม็ดเลือดแดงจะลดลงสู่ระดับที่เป็นอันตราย ดังที่คุณทราบ ต่อมไทรอยด์ต้องการไอโอดีน กระดูกต้องการแคลเซียม และฟอสฟอรัสจำเป็นสำหรับการทำงานของฟันและกล้ามเนื้อ

เลือดยังมีฮอร์โมน สารเคมีที่มีศักยภาพเหล่านี้เข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิตโดยตรงจากต่อมไร้ท่อ ซึ่งผลิตจากวัตถุดิบที่ได้จากเลือด

ฮอร์โมนแต่ละตัว (ชื่อนี้มาจากกริยาภาษากรีก แปลว่า "กระตุ้น, กระตุ้น") ดูเหมือนจะมีบทบาทพิเศษในการจัดการหน้าที่ที่สำคัญอย่างหนึ่งของร่างกายฮอร์โมนบางชนิดเกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตและการพัฒนาตามปกติ ในขณะที่ฮอร์โมนบางชนิดส่งผลต่อกระบวนการทางร่างกายและจิตใจ ควบคุมการเผาผลาญ กิจกรรมทางเพศ และความสามารถในการสืบพันธุ์ของบุคคล

ต่อมไร้ท่อส่งเลือดในปริมาณที่จำเป็นของฮอร์โมนที่ผลิต ซึ่งผ่านระบบไหลเวียนโลหิตไปยังเนื้อเยื่อที่ต้องการ หากมีการหยุดชะงักในการผลิตฮอร์โมน หรือมีส่วนเกินหรือขาดสารที่มีศักยภาพดังกล่าวในเลือด จะทำให้เกิดความผิดปกติประเภทต่างๆ และมักจะนำไปสู่ความตาย

ชีวิตมนุษย์ยังขึ้นอยู่กับความสามารถของเลือดในการกำจัดผลิตภัณฑ์ที่เน่าเปื่อยออกจากร่างกาย หากเลือดไม่สามารถรับมือกับการทำงานนี้ คนๆ นั้นก็จะเสียชีวิตจากการเป็นพิษในตัวเอง

ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว คาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากกระบวนการออกซิเดชัน ถูกขับออกจากร่างกายทางปอด ของเสียอื่นๆ จะถูกดูดเข้าไปโดยเลือดในเส้นเลือดฝอยและขนส่งไปยัง ไต ที่ทำหน้าที่เหมือนสถานีกรองขนาดใหญ่ ไตมีท่อส่งเลือดประมาณ 130 กิโลเมตร ทุกๆ วัน ไตจะกรองของเหลวประมาณ 170 ลิตร โดยแยกยูเรียและสารเคมีอื่นๆ ออกจากเลือด หลังมีความเข้มข้นในปัสสาวะประมาณ 2.5 ลิตรที่ขับออกมาต่อวันและถูกขับออกจากร่างกาย (กรดแลคติกและยูเรียจำนวนเล็กน้อยจะถูกขับออกทางต่อมเหงื่อ) ของเหลวที่กรองแล้วที่เหลือประมาณ 467 ลิตรต่อวันจะถูกส่งกลับเข้าสู่กระแสเลือด กระบวนการกรองส่วนของเหลวในเลือดนี้ซ้ำหลายครั้ง นอกจากนี้ ไตยังทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมเนื้อหาของเกลือแร่ในเลือด แยกและทิ้งส่วนเกินใดๆ

ยังมีความสำคัญต่อสุขภาพและชีวิตของมนุษย์อีกด้วย รักษาสมดุลน้ำของร่างกาย … แม้ในสภาวะปกติ ร่างกายจะขับน้ำออกทางปัสสาวะ น้ำลาย เหงื่อ ลมหายใจ และช่องทางอื่นๆ อย่างต่อเนื่อง ที่อุณหภูมิและความชื้นปกติและปกติ น้ำประมาณ 1 มิลลิกรัมจะถูกปล่อยออกทุก ๆ สิบนาทีต่อผิว 1 ตารางเซนติเมตร ตัวอย่างเช่น ในทะเลทรายของคาบสมุทรอาหรับหรือในอิหร่าน บุคคลสูญเสียน้ำประมาณ 10 ลิตรทุกวันในรูปของเหงื่อ เพื่อชดเชยการสูญเสียน้ำอย่างต่อเนื่องนี้ ของเหลวจะต้องไหลเข้าสู่ร่างกายอย่างต่อเนื่อง ซึ่งจะถูกส่งผ่านเลือดและน้ำเหลือง และด้วยเหตุนี้จึงมีส่วนช่วยในการสร้างสมดุลที่จำเป็นระหว่างของเหลวในเนื้อเยื่อและของเหลวที่ไหลเวียน

เนื้อเยื่อที่ต้องการน้ำจะเติมน้ำสำรองโดยรับน้ำจากเลือดจากกระบวนการออสโมซิส ในทางกลับกัน ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว เลือดมักจะได้รับน้ำสำหรับการขนส่งจากทางเดินอาหารและมีเสบียงพร้อมใช้ที่ช่วยดับกระหายของร่างกาย หากในระหว่างการเจ็บป่วยหรืออุบัติเหตุ คนเสียเลือดจำนวนมาก เลือดจะพยายามทดแทนการสูญเสียเนื้อเยื่อโดยเสียน้ำ

หน้าที่ของเลือดในการส่งและกระจายน้ำมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับ ระบบควบคุมความร้อนในร่างกาย … อุณหภูมิร่างกายเฉลี่ยอยู่ที่ 36.6 ° C ในช่วงเวลาต่างๆ ของวัน อุณหภูมิของร่างกายอาจแตกต่างกันเล็กน้อยในแต่ละคนและแม้แต่ในบุคคลเดียวกัน ด้วยเหตุผลบางอย่างที่ไม่ทราบสาเหตุ อุณหภูมิของร่างกายในช่วงเช้าตรู่อาจต่ำกว่าอุณหภูมิตอนเย็นได้หนึ่งถึงหนึ่งองศาครึ่ง อย่างไรก็ตามอุณหภูมิปกติของบุคคลใด ๆ ยังคงค่อนข้างคงที่และการเบี่ยงเบนอย่างกะทันหันจากบรรทัดฐานมักจะทำหน้าที่เป็นสัญญาณอันตราย

กระบวนการเผาผลาญที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตนั้นมาพร้อมกับการปล่อยความร้อน ถ้ามันสะสมในร่างกายและไม่ถูกกำจัดออกไป อุณหภูมิร่างกายภายในอาจสูงเกินไปสำหรับการทำงานปกติ โชคดีที่ร่างกายสูญเสียความร้อนบางส่วนไปพร้อมกับความร้อน เนื่องจากอุณหภูมิของอากาศมักจะต่ำกว่า 36.6 ° C นั่นคืออุณหภูมิร่างกาย ความร้อน ที่ซึมผ่านผิวหนังเข้าสู่บรรยากาศโดยรอบจึงออกจากร่างกายหากอุณหภูมิของอากาศสูงกว่าอุณหภูมิของร่างกาย ความร้อนส่วนเกินจะถูกลบออกจากร่างกายผ่านทางเหงื่อ

โดยปกติคนโดยเฉลี่ยขับประมาณสามพันแคลอรีต่อวัน ถ้าเขาถ่ายเทพลังงานมากกว่าสามพันแคลอรีไปสู่สิ่งแวดล้อม อุณหภูมิร่างกายของเขาจะลดลง หากปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศน้อยกว่าสามพันแคลอรี อุณหภูมิของร่างกายก็จะสูงขึ้น ความร้อนที่เกิดขึ้นในร่างกายต้องสมดุลปริมาณความร้อนที่ปล่อยสู่สิ่งแวดล้อม การควบคุมการแลกเปลี่ยนความร้อนนั้นมอบหมายให้เลือดทั้งหมด

เช่นเดียวกับที่ก๊าซเคลื่อนจากบริเวณที่มีความกดอากาศสูงไปยังบริเวณที่มีความกดอากาศต่ำ พลังงานความร้อนจะถูกส่งตรงจากบริเวณที่อบอุ่นไปยังบริเวณที่มีอากาศเย็น ดังนั้นการแลกเปลี่ยนความร้อนของร่างกายกับสิ่งแวดล้อมจึงเกิดขึ้นผ่านกระบวนการทางกายภาพ เช่น การแผ่รังสีและการพาความร้อน

เลือดดูดซับและนำความร้อนส่วนเกินออกไปในลักษณะเดียวกับที่น้ำในหม้อน้ำรถยนต์ดูดซับและนำความร้อนส่วนเกินของเครื่องยนต์ออกไป ร่างกายทำการแลกเปลี่ยนความร้อนนี้โดยการเปลี่ยนปริมาตรของเลือดที่ไหลผ่านหลอดเลือดที่ผิวหนัง ในวันที่อากาศร้อน หลอดเลือดเหล่านี้จะขยายตัวและปริมาณเลือดจะไหลไปยังผิวหนังมากกว่าปกติ เลือดนี้นำความร้อนออกจากอวัยวะภายในของบุคคล และเมื่อมันไหลผ่านหลอดเลือดของผิวหนัง ความร้อนจะแผ่ออกไปในบรรยากาศที่เย็นกว่า

ในสภาพอากาศหนาวเย็นหลอดเลือดของผิวหนังจะหดตัวซึ่งจะช่วยลดปริมาณเลือดที่ส่งไปยังพื้นผิวของร่างกายและการถ่ายเทความร้อนจากอวัยวะภายในจะลดลง สิ่งนี้เกิดขึ้นในส่วนต่าง ๆ ของร่างกายที่ซ่อนอยู่ภายใต้เสื้อผ้าและป้องกันจากความหนาวเย็น อย่างไรก็ตาม หลอดเลือดในบริเวณที่เปิดเผยของผิวหนัง เช่น ใบหน้าและหู จะขยายออกเพื่อป้องกันความหนาวเย็นด้วยความร้อนเพิ่มเติม

กลไกเลือดอื่น ๆ อีกสองอย่างเกี่ยวข้องกับการควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย ในวันที่อากาศร้อน ม้ามจะหดตัวและปล่อยเลือดส่วนเพิ่มเติมเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิต ส่งผลให้เลือดไหลเวียนไปที่ผิวหนังมากขึ้น ในฤดูหนาว ม้ามจะขยายตัว เพิ่มการสำรองเลือด และทำให้ปริมาณเลือดในระบบไหลเวียนโลหิตลดลง ความร้อนจึงถูกถ่ายเทไปยังผิวกายน้อยลง

การแผ่รังสีและการพาความร้อนเป็นวิธีการแลกเปลี่ยนความร้อนเฉพาะในกรณีที่ร่างกายปล่อยความร้อนออกสู่สภาพแวดล้อมที่เย็นกว่า ในวันที่อากาศร้อนจัด เมื่ออุณหภูมิของอากาศสูงกว่าอุณหภูมิปกติของร่างกาย วิธีการเหล่านี้จะถ่ายเทความร้อนจากสภาพแวดล้อมที่ร้อนไปยังร่างกายที่ร้อนน้อยกว่าเท่านั้น ในสภาวะเหล่านี้ เหงื่อออกช่วยเราไม่ให้ร่างกายร้อนเกินไป

โดยกระบวนการของเหงื่อออกและการหายใจ ร่างกายจะปล่อยความร้อนสู่สิ่งแวดล้อมผ่านการระเหยของของเหลว ไม่ว่าในกรณีใด เลือดมีบทบาทสำคัญในการส่งของเหลวเพื่อการระเหย เลือดที่ร้อนจากอวัยวะภายในของร่างกายทำให้น้ำบางส่วนไหลไปยังเนื้อเยื่อผิว นี่คือสาเหตุที่ทำให้เหงื่อออก เหงื่อออกทางรูขุมขนของผิวหนังและระเหยออกจากผิว

มีการสังเกตภาพที่คล้ายกันในปอด ในวันที่อากาศร้อนจัด เลือดจะไหลผ่านถุงลมพร้อมกับคาร์บอนไดออกไซด์ให้น้ำส่วนหนึ่ง น้ำนี้จะถูกปล่อยออกมาระหว่างการหายใจออกและระเหย ซึ่งช่วยขจัดความร้อนส่วนเกินออกจากร่างกาย

ด้วยวิธีเหล่านี้และอื่น ๆ อีกมากมายซึ่งยังไม่ชัดเจนสำหรับเราทั้งหมด การขนส่งของแม่น้ำแห่งชีวิตทำหน้าที่บุคคล หากปราศจากบริการที่กระฉับกระเฉงและมีการจัดระเบียบอย่างโดดเด่น เซลล์หลายล้านล้านเซลล์ที่ประกอบกันเป็นร่างกายมนุษย์สามารถสลายตัว สูญเปล่า และพินาศในที่สุด