Hapnik transport tähistab organismi füsioloogilist protsessi, kus hapnik kandub alveoolidest kõikidesse keharakkudesse. Selle protsessi käigus tekivad keerulised füüsikalised ja keemilised protsessid, mis on omavahel tihedalt seotud. Kui need protsessid on häiritud, võib keha alatoituda hapnik.
Mis on hapniku transport?
Hapnik transport tähistab organismi füsioloogilist protsessi, mille käigus hapnik kandub alveoolidest kõikidesse keharakkudesse. Süsivesikud, rasvad ja valgud on oksüdeerunud, et organismis energiat toota. Seda oksüdatsiooni nimetatakse ka põlemiseks ja see vajab reaktsioonipartnerina hapnikku. Kuid energia tootmiseks peab oksüdeerumine toimuma kõigis keharakkudes, seega on vaja transportida selleks vajalik hapnik õhust kopsu alveoolid ühtlaselt kõikidele kehapiirkondadele. Seda saab teha ainult hapniku transportimisega. Hapniku transport sõltub teatud füüsikalistest ja keemilistest parameetritest ja teguritest. Muuhulgas on kaks võimalikku transpordiliiki. Suurem osa hapnikust on pöörduvalt seotud hapnikuga raud aatom sisse hemoglobiin keerulise võlakirja kaudu. Vähemal määral võib hapnikku lahustada ka otse hapnikus veri plasma. Hapnik difundeerub kopsu alveoolid (õhukotid) veri plasma. Mida kõrgem on alveoolides osaline rõhk, seda rohkem hapnikku siseneb ka veri. Hapnikurikas veri voolab kõigepealt verre vasak vatsake ja sealt transporditakse arteriaalse verena arterite kaudu sihtorganitesse ja sihtrakkudesse. Mõlemad hapnikud on pöörduvalt seotud hemoglobiin ja vereplasmas vabalt lahustunud hapnik vabaneb seal ja siseneb üksikutesse rakkudesse. Seal põlemisprodukt süsinik moodustub dioksiid, mis koos tarbimata hapnikuga viiakse tagasi kopsu tuiksoon venoosse vere kaudu ringlus. Kopsudes, süsinik dioksiid vabaneb ja välja hingatakse, samal ajal kui veres leidub alveoolide kaudu uut hapnikku.
Funktsioon ja eesmärk
Hapniku transpordi kõige olulisem funktsioon on sissehingatava hapniku ühtlane jaotamine kõikidele keharakkudele. See kujutab endast hapniku transpordi suurimat väljakutset. Keharakkudes energiakandjad süsivesikuid, rasvad ja valgud oksüdeeruvad energia vabanemisega. Energia toetab kõiki eluprotsesse. Kui hapnikuvarustus peatataks, sureksid asjaomased rakud seetõttu. Kui hapnikuvajadus on suurem, näiteks füüsilise töö ajal, tuleb seetõttu transportida rohkem hapnikku kui puhkeperioodidel. Sellisel juhul on erinevus kontsentratsioon hapniku vahel kops alveoolid ja vereplasma peavad olema kõrgemad kui siis, kui nõudlus on väiksem. Vastavalt hingamisteede ja süda määrad sel juhul tõusevad. Hapniku osaline rõhk suureneb. Seega lahustub vereplasmas või seotakse rohkem hapnikku hemoglobiin. Hemoglobiin moodustab koos raud, mis võib siduda veelgi rohkem hapnikku molekulid pärast esimese hapniku molekuli imendumist. Hemoglobiini põhiühik heem tähistab raud-II nelja globiiniga kompleks molekulid. Heemi rauaatom võib siduda kuni neli hapnikku molekulid. Esimese hapniku molekuli sidumisel muudetakse heemi konformatsiooni, et hõlbustada edasist hapniku omastamist. Hemoglobiini värvus muutub tumedast erepunaseks. Hemoglobiini laadimine sõltub mitmest füüsikalisest ja keemilisest tegurist, mis on omavahel tihedalt seotud. Näiteks on koostoime, mille tulemusel suureneb hemoglobiini hapnikuafiinsus selle suurema koormuse korral. Vahepeal madal PH kõrge süsinik dioksiidi osaline rõhk soosib hemoglobiinist hapniku täielikku vabanemist. Sama lugu on temperatuuri tõusuga. Nendes füüsilistes tingimustes toimuvad muutused toimuvad keha erinevate aktiivsusteisundite taustal, nii et normaalselt toimiva hapnikutranspordi korral on organismi hapnikuvarustus optimaalselt häälestatud.
Haigused ja vaevused
Kui keha ei saa enam optimaalset hapnikuvaru, võib toimuda kahjustatud elundite funktsionaalne kahjustus ja isegi rike. Hapnikku ei saa kehas säilitada. Seetõttu tuleb kõigi eluprotsesside jaoks pidevalt säilitada hapniku aktiivset transporti. Kui aga hapnikuvarustus katkeb vaid mõneks minutiks, on selle tagajärjeks sageli pöördumatu elundikahjustus või isegi elundipuudulikkus. Hapniku sujuva transpordi eelduseks on kõigepealt optimaalselt toimiv vereringesüsteem. Arteriosklerootiliste vaskulaarsete muutuste, verehüüvete või ummistuste põhjustatud vereringesüsteemi häired võivad oluliselt kahjustada keha hapnikuvarustust. Kui veri laevad on kitsendatud, vererõhk tõuseb, et jätkata elundite hapnikuga varustamist. Juhul kui süda rünnakud, insultid või kopsuembooliad, verevarustus ja seeläbi hapnikuvarustus saab täielikult blokeerida. Muud hapniku alakütuse pakkumise põhjused kehas on erinevad süda haigused, mis on seotud pumpamisvõimsuse piiramisega. Nende hulgas on üldine südamepuudulikkus, südame rütmihäired või põletikulised südamehaigused. Selle tulemusena jõuab ebapiisav veri lõpuks vastavatesse sihtorganitesse. Hapniku alakoormus organismile võib aga tuleneda ka verehaigustest või teatud mürgistustest. Näiteks konkureerib molekul süsinikmonooksiid hapniku molekuliga hemoglobiinis seondumissaitide pärast sarnase molekulaarstruktuuri tõttu. Süsinikmonooksiidimürgitus pole seega muud kui hapnikupuudus, mis seda suudab viima surmani lämbumise läbi. Lisaks on mitmesuguseid geneetilisi verehaigusi, mis mõjutavad hemoglobiini struktuuri ja põhjustavad kroonilist hapnikupuudust. Sirprakk aneemia võib siin näiteks tuua. Muud vormid aneemia (aneemia) tagajärjeks on ka pidev hapnikupuudus.
