Nieuwe bevindingen over hoe rode bloedcellen zuurstof leveren uit de longen naar weefsel, kan betekenen dat het tijd is om de tekstboeken te herschrijven over hoe de ademhalingscyclus werkt.

Onderzoekers zeggen dat de ademhalingscyclus een driegas systeem is dat zuurstof, kooldioxide en stikstofoxide omvat.

In de Verrigtingen van de Nationale Academie van Wetenschappen , Cardioloog Jonathan Stamler, een professor in de geneeskunde bij de Case Western Reserve University School of Medicine in Cleveland, OH, en collega's beschrijven hoe zij een studie uitvoerden die aantoont dat de ademhalingscyclus drie gassen omvat en niet alleen twee.

De huidige conventie beschrijft de ademhalingscyclus als het gebruik van bloed om twee gassen te transporteren - zuurstof en kooldioxide. Rode bloedcellen verzamelen vers inademen zuurstof uit de longen en brengen ze naar cellen in de weefsels van het lichaam, en breng kooldioxide terug - een afvalproduct van metabolisme - uit de longen uitademen.

Maar door wat ze hebben gevonden, stellen prof. Stamler en collega's aan dat de ademhalingscyclus ook een derde gas stikstofoxide omvat - dat de afgifte van zuurstof van rode bloedcellen regelt in de weefsels die het nodig hebben.

In hun studie laten ze zien dat hemoglobine - het eiwit in rode bloedcellen die zuurstof uit de longen opneemt - ook stikstofoxide moet dragen om bloedvaten te kunnen openen en de zuurstof aan weefsels te kunnen leveren.

Prof. Stamler zegt: "Bloedstroom naar weefsels is eigenlijk belangrijker in de meeste omstandigheden dan hoeveel zuurstof door hemoglobine wordt gedragen. Dus de ademhalingscyclus is eigenlijk een driegas systeem."

Hij en zijn collega's zeggen dat hun bevindingen ons begrip van de ademhalingscyclus zullen veranderen en levens kunnen redden.

Studie onthult moleculaire basis van de bloedstroomcontrole in de ademhalingscyclus

Gedurende een tijdje weten artsen dat er een onevenwicht is tussen de hoeveelheid zuurstof die in het bloed wordt vervoerd en de hoeveelheid die aan weefsels wordt geleverd - maar niet waarom.

Prof. Stamler zegt dat hun studie laat zien dat ze de moleculaire basis hebben ontdekt van wat de bloedstroom in de ademhalingscyclus controleert. Het team is van mening dat stikstofmonoxide de sleutel tot zuurstofafgifte is - en zonder dat kan de ademhalingscyclus niet lopen. Prof. Stamler legt uit:

"Het zit in het hemoglobineproteïne zelf, dat het vermogen heeft om het stikstofoxide samen met zuurstof te leveren."

In het vorige werk liet het team zien dat de cyclus meer was dan alleen een uitwisseling van kooldioxide en zuurstof. Ze ontdekten dat rode bloedcellen werden gedragen en ook stikstofoxide vrijgegeven, maar de onderliggende biologie was niet duidelijk.

In deze nieuwe studie tonen de onderzoekers hoe stikstofoxide de bloedstroom in kleine bloedvaten in weefsel controleert in een proces dat bekend staat als "bloedstroom autoregulatie".

Voor hun onderzoek gebruikten zij muizen die zijn ontworpen om het vermogen om stikstofoxide in hun rode bloedvaten te dragen, te ontbreken.

Het onvermogen om stikstofoxide in rode bloedcellen te dragen betekent dat er geen zuurstof in het weefsel komt

Ze vonden dat de muizen hun spierweefsel niet kunnen oxygeneren - hun bloedstroomautoregulering werkt gewoon niet bij afwezigheid van stikstofoxide. Hoewel hun rode bloedcellen in staat waren om een ​​volle zuurstof te dragen - ze konden het gewoon niet lossen.

En toen de onderzoekers kleine zuurstofafwijking (hypoxie) in de muizen veroorzaken, droeg de bloedstroom naar hun organen scherp, waardoor hartaanvallen en hartfalen werden veroorzaakt.

Bij normale muizen geeft het gebrek aan zuurstof een piek in de bloedstroom, zodat meer zuurstofgehalte bloedweefsels en cellen bereikt. Dit gebeurde niet in de muizen waarvan de rode bloedcellen stikstofoxide missen.

Prof. Stamler legt uit hoe de muizen rode bloedcellen hebben ", die door alle traditionele maatregelen helemaal normaal zijn bij het transporteren van zuurstof en het vrijmaken en vervolgens bij het opnemen van kooldioxide, maar deze dieren kunnen hun weefsels niet oxygeneren. Het ontbreken van stikstofoxide in rode cellen, zuurstof Tekort kan geen vasodilatie veroorzaken, wat essentieel is voor het behoud van het leven zoals we het weten."

Uit het onderzoek blijkt dat wanneer het mechanisme dat stikstofoxide vrijlaat van de aminozuurbindingsplaats in de hemoglobine werkt, de bloedvaten uitzetten en zuurstofrijke rode bloedcellen in het weefsel kunnen stromen.

De bevindingen geven ook aan dat bloedstroom niet alleen onder de controle van bloedvaten staat - ook bij rode bloedcellen. Dit is nog niet op prijs gesteld, omdat sommige wetenschappers in plaats daarvan vermoeden dat het gebrek aan bloedstroom die hartaanvallen en beroertes veroorzaakt, niets te maken heeft met rode bloedcellen - het gaat alles om wat er gebeurt in bloedvaten. De auteurs suggereren dat deze weergave moet worden herzien, zoals Prof. Stamler verklaart:

"In de weefsels vormen de kleine vaten en de rode bloedcellen samen de kritieke entiteit die de bloedstroom beheerst. De rode bloedcellen dysfunctie is waarschijnlijk een verborgen bijdrage aan ziekten van het hart, long en bloed, zoals hartaanval, hartfalen, beroerte En ischemische schade aan de nieren."

Implicaties voor bloedtransfusies en de bloedtoevoer van de natie

De studie heeft ook gevolgen voor bloedtransfusies. Recent bewijzen tonen bloedtransfusies die stikstofoxide ontbreken, zijn gekoppeld aan een hoger risico op hartaanvallen, ziekte en dood.

Prof. Stamler zegt dat de effecten die worden gerapporteerd in deze gevallen vergelijkbaar zijn met wat ze waargenomen in de muizen - de gemeenschappelijke factor is het ontbreken van stikstofoxide.

"Het is niet genoeg om te verhogen tot zuurstofgehalte van het bloed door transfusie, als het stikstofmonoxide mechanisme wordt geschoten, kan zuurstof het niet naar de bestemming brengen. We weten dat bloed in een bloedbank gebrekkig is in stikstofoxide, waardoor het bloed kan infuuseren Pluggen van bloedvaten in weefsels, waardoor de dingen erger zijn, "merkt hij op en concludeert:

In wezen kan de bloedstroom niet autoriseren (verhogen) zonder stikstofoxide. Met het oog op het ontwikkelen van toekomstige therapieën, moet het doel de rode bloedcelfunctie herstellen, compleet met leveringsvermogen van stikstofoxide. Wat de bloedtoevoer van de natie betreft, moet het bloed worden aangevuld met stikstofoxide. '

Fondsen voor het onderzoek kwamen uit de National Institutes of Health, Defensie Advanced Research Projects Agency, Case Western Reserve University School of Medicine en Universiteitsziekenhuizen Case Medical Center.

In 2013, Medical-Diag.com Geleerd van een andere kleine studie die de houdbaarheid van bloed voorstelde, is nader dan 3 weken. In bloedbanken is de standaard houdbaarheid van bloed voor transfusie 6 weken, maar onderzoek onder leiding van een expert van de Johns Hopkins University School of Medicine constateert dat na 3 weken rode bloedcellen niet langer flexibel genoeg zijn om door het kleine bloed te drukken Schepen om zuurstof te leveren waar het het meest nodig is.

Two Circulations in the Body | Circulatory system physiology | NCLEX-RN | Khan Academy (Video Medische En Professionele 2024).