สาร อธิบายความสัมพันธ์ของโมเลกุลกับตัวนำ

สาร เพื่อให้สารเคมีเข้าสู่กระแสเลือด สารเคมีนั้นจะต้องผ่านเยื่อบางๆ ที่ซึมผ่านได้หนึ่งแผ่นขึ้นไป เช่น เยื่อบุผิวของระบบทางเดินอาหาร เยื่อบุทางเดินหายใจหรือผิวหนังชั้นนอก เมมเบรนประกอบด้วยไลโปโปรตีนเป็นส่วนใหญ่และมีรูพรุน ซึ่งโมเลกุลที่ละลายน้ำได้สามารถเจาะทะลุได้ ขนาดรูพรุนแตกต่างกันไปตั้งแต่ 0.9 นาโนเมตร เยื่อบุผิวลำไส้และเซลล์แมสต์ถึง 3.0 นาโนเมตร เส้นเลือดฝอยซึ่งช่วยให้สามารถแทรกซึมของโมเลกุล

ซึ่งมีน้ำหนักโมเลกุล 100 ถึง 60,000 ตามลำดับ เมมเบรนส่วนใหญ่มีศักย์ไฟฟ้าที่สามารถป้องกันอนุภาค ที่มีประจุของสารเคมีเข้าสู่ร่างกายได้ง่าย ดังนั้น จึงเป็นที่ชัดเจนว่าการดูดซึมของสารเคมี ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางเคมีกายภาพ ขนาดของโมเลกุลและรูปร่าง ระดับของการแตกตัวเป็นไอออน และความสามารถในการละลายในไขมัน การเปลี่ยนผ่านของสารเคมีผ่านเมมเบรนเป็นไปได้ด้วยกลไกหลักสามประการ การแพร่กระจายแบบพาสซีฟ การกรองผ่านรูพรุนของเมมเบรน

รวมถึงระบบพิเศษสำหรับการถ่ายโอนโมเลกุลขนาดใหญ่ ที่ละลายน้ำได้ในน้ำผ่านเมมเบรนโดยใช้ตัวพา การแพร่กระจายแบบพาสซีฟเป็นกลไกหลัก อัตราขึ้นอยู่กับระดับความเข้มข้นของสารทั้ง 2 ด้านของเมมเบรน ความหนาของเมมเบรน และค่าคงที่การกระจาย นอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับความสามารถในการละลายของ สาร ในน้ำและไขมัน ดังนั้น การดูดซับสารเคมีที่มีความสามารถ ในการละลายน้ำต่ำมากจึงอาจทำได้ยาก แม้ว่าจะมีค่าสัมประสิทธิ์การแบ่งตัวสูงในระบบลิพิด

การแพร่กระจายยังขึ้นอยู่กับระดับของการแตกตัวเป็นไอออน และการละลายของโมเลกุลที่แตกตัวเป็นไอออน และไม่แตกตัวเป็นไอออนในไขมัน การกรองเป็นกระบวนการที่สารเคมีผ่านรูพรุนของน้ำในเมมเบรน มันถูกกำหนดโดยขนาดและรูปร่างของโมเลกุล การไหลของน้ำผ่านเมมเบรนซึ่งขับเคลื่อน ด้วยการไล่ระดับออสโมติกและแรงดันอุทกสถิต สามารถทำหน้าที่เป็นตัวพาทางเคมีได้ เป็นไปได้ที่จะอธิบายการขนส่ง และพฤติกรรมจลนศาสตร์ของโมเลกุล

รวมถึงไอออนที่ไม่ละลายในไขมันขนาดใหญ่ โดยใช้ระบบขนส่งพิเศษ ระบบการขนส่งที่เกี่ยวข้องกับผู้ให้บริการมีอยู่ 2 ประเภท การขนส่งแบบแอคทีฟและการแพร่แบบอำนวยความสะดวก สารพาหะในทั้งสองระบบเป็นส่วนประกอบเฉพาะของเมมเบรน ที่ยึดกับสารและช่วยให้ผ่านเข้าไปในเมมเบรน กิจกรรมของมันถูกจำกัดและเมื่ออิ่มตัว อัตราการเปลี่ยนแปลงจะไม่ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของสารเคมีอีกต่อไป ซึ่งเป็นไปตามจลนพลศาสตร์ของศูนย์ โครงสร้าง ขนาด

ประจุเป็นข้อเท็จจริงที่สำคัญ ความสัมพันธ์ของโมเลกุลกับตัวพา และมีการแข่งขันกันสำหรับส่วนประกอบของตัวพา ด้วยการถ่ายโอนแบบแอคทีฟ ระบบขนส่งพิเศษที่เกี่ยวข้องกับตัวพา จะดำเนินการผ่านโมเลกุลผ่านเมมเบรน กับระดับความเข้มข้นหรือถ้าโมเลกุลเป็นไอออน ต้านการไล่ระดับเคมีไฟฟ้า กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการใช้พลังงานเมแทบอลิซึม และสามารถยับยั้งได้ด้วยพิษ การขัดขวางการเผาผลาญของเซลล์

การขนส่งแบบแอคทีฟมีบทบาทสำคัญ ในการขับสารในน้ำดีและทางไต การแพร่กระจายที่อำนวยความสะดวก เป็นกลไกการเคลื่อนย้ายโดยใช้ผู้ขนส่งโดยที่โมเลกุลที่ละลายน้ำได้ เช่น กลูโคส จะถูกส่งผ่านเมมเบรนตามระดับความเข้มข้น ไม่ต้องการพลังงานที่มองเห็นได้ และสารพิษจากการเผาผลาญไม่ได้ระงับกระบวนการนี้ ความแตกต่างระหว่างการแพร่กระจายแบบอำนวยความสะดวก และการขนส่งแบบแอคทีฟ ในกรณีโมเลกุลจะเคลื่อนที่ต้านการไล่ระดับความเข้มข้น

ในขณะที่ก่อนหน้านี้ไม่เคลื่อนที่ กระบวนการทำงานอีกอย่างหนึ่ง คือพินโนไซโทซิสถือเป็นกลไกในการถ่ายโอนโมเลกุล และอนุภาคขนาดใหญ่เข้าสู่เซลล์ ในกระบวนการนี้ เมมเบรนจะห่อหุ้มโมเลกุลหรืออนุภาค แล้วดึงเนื้อหาของถุงที่เป็นผลลัพธ์เข้าไปในเซลล์ การรับสารพิษผ่านระบบทางเดินหายใจนั้นรุนแรงที่สุด การบริโภคสารพิษในรูปของก๊าซ ไอระเหย ละอองลอยและของผสมระหว่างก๊าซ ไอ ละอองลอยเกิดขึ้นผ่านทางเดินหายใจ

เยื่อบุผิวปอดเป็นโครงสร้างบาง ที่มีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่มากกว่า 100 ตารางเมตร และสัมผัสใกล้ชิดกับเครือข่ายเส้นเลือดฝอยที่กว้างขวาง ดังนั้น การดูดซึมสารแปลกปลอมสามารถเกิดขึ้นได้ในอัตราที่สูง ก๊าซและละอองลอยที่มีขนาดอนุภาคเล็ก และมีค่าสัมประสิทธิ์การกระจายสูงในระบบไขมัน น้ำจะถูกดูดซับอย่างรวดเร็วที่สุด การดูดซึมไอระเหยและก๊าซเกิดขึ้นแล้ว บางส่วนในทางเดินหายใจส่วนบนและหลอดลม

สำหรับสารที่ระคายเคืองได้รับการพิสูจน์แล้ว สำหรับไฮโดรเจนฟลูออไรด์และคลอไรด์ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ อะซีตัลดีไฮด์ และสำหรับสารระเหยที่ไม่ใช่อิเล็กโทรไลต์ สำหรับเอทิลแอลกอฮอล์และอะซิโตน นักวิจัยได้กำหนดรูปแบบการดูดซึมสารพิษผ่านปอด สำหรับสารเคมีสองกลุ่มใหญ่ กลุ่มแรกประกอบด้วยไอระเหยและก๊าซที่เรียกว่า ไม่ทำปฏิกิริยาซึ่งรวมถึงตัวทำละลายอินทรีย์ ไอระเหยของไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกและไขมันทั้งหมด และอนุพันธ์ของพวกมัน

สารพิษเหล่านี้เรียกว่าไม่เกิดปฏิกิริยา เพราะเนื่องจากกิจกรรมทางเคมีต่ำ พวกมันจะไม่เปลี่ยนแปลงในร่างกาย หรือการเปลี่ยนแปลงของพวกมันช้ากว่าการสะสมในเลือด กลุ่มที่สองประกอบด้วย ก๊าซที่ทำปฏิกิริยาซึ่งละลายอย่างรวดเร็วในของเหลวในร่างกาย เข้าสู่ปฏิกิริยาเคมีได้ง่ายและกลายเป็นสารประกอบใหม่ จากนั้นเจาะเข้าสู่กระแสเลือดและแพร่กระจายไปทั่วร่างกาย สารพิษจากอุตสาหกรรมดังกล่าวรวมถึงออกไซด์ของไนโตรเจน และกำมะถันที่ทำปฏิกิริยากับน้ำ

แอมโมเนียและสารประกอบอื่นๆบางชนิดได้อย่างง่ายดาย ในอากาศของพื้นที่ทำงาน อาจมีพิษที่สัมพันธ์กับการดูดซึมในร่างกาย ไม่เป็นไปตามรูปแบบที่กำหนดไว้สำหรับสาร 2 กลุ่มนี้ ก๊าซและไอระเหยที่ไม่ทำปฏิกิริยาเข้าสู่กระแสเลือดทางปอดโดยอาศัยกฎการแพร่กระจาย ในขั้นต้นความอิ่มตัวของเลือดที่มีก๊าซหรือไอระเหยเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว เนื่องจากความดันบางส่วนแตกต่างกันมากจากนั้นก็ช้าลง และในที่สุดเมื่อความดันบางส่วนของก๊าซหรือไอระเหยในถุงลม

รวมถึงเลือดเท่ากันความอิ่มตัวของเลือดด้วยก๊าซหรือไอระเหยหยุด การคายการดูดซับของก๊าซและไอระเหยและการกำจัด ของพวกมันผ่านปอดก็เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วเช่นกัน ตามกฎของการแพร่กระจาย รูปแบบที่กำหนดไว้ช่วยให้เราสามารถสรุปผลในทางปฏิบัติได้ หากพิษเฉียบพลันไม่เกิดขึ้นในช่วงเวลาสั้นๆ ที่ความเข้มข้นคงที่ของก๊าซหรือไอระเหยในอากาศก็จะไม่เกิดขึ้นในอนาคต เนื่องจากในทางปฏิบัติเมื่อสูดดมเช่น สารอันตรายที่มีฤทธิ์เสพติด เบนซินและน้ำมันเบนซิน

ระดับและอัตราการอิ่มตัวของเลือดด้วยก๊าซ และไอระเหยสำหรับสารประกอบต่างๆ ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางเคมีกายภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความสามารถในการละลาย หรือกล่าวอีกนัยหนึ่ง ค่าสัมประสิทธิ์การกระจายไอของสารที่กำหนดในน้ำและเลือด ค่าสัมประสิทธิ์การแบ่งตัว K คืออัตราส่วนของความเข้มข้นของไอในเลือดแดงกับอัตราส่วนในถุงลม K เท่ากับเลือด/อากาศ อิเล็กโทรไลต์ที่ไม่ทำปฏิกิริยา ซึ่งมีสัมประสิทธิ์การกระจายสูง แอลกอฮอล์ อะซิโตน

ซึ่งจะส่งผ่านจากอากาศเข้าสู่เลือดเป็นเวลานาน สารประกอบที่มีค่าสัมประสิทธิ์การกระจายต่ำ ไฮโดรคาร์บอนจะไปถึงความเข้มข้นที่สมดุลอย่างรวดเร็วระหว่างเลือดและอากาศ ยิ่งค่าสัมประสิทธิ์การกระจายมีขนาดเล็กลงยิ่งเร็วขึ้น แต่ในระดับที่ต่ำกว่าความอิ่มตัวของไอเลือดจะเกิดขึ้น ค่าสัมประสิทธิ์การกระจายเป็นค่าคงที่และคุณลักษณะเฉพาะสำหรับก๊าซ ไอระเหยที่ไม่ทำปฏิกิริยาแต่ละชนิด เมื่อทราบค่าสัมประสิทธิ์การกระจายตัวของสารแต่ละชนิดแล้ว

เราสามารถคาดการณ์ถึงอันตราย ของพิษอย่างรวดเร็วและถึงขั้นเสียชีวิตได้ ไอระเหยของน้ำมันเบนซิน เช่น K เท่ากับ 2.1 ที่ความเข้มข้นสูงสามารถทำให้เกิดพิษเฉียบพลันหรือถึงตายได้ในทันที และไอระเหยของอะซิโตน K เท่ากับ 400 ไม่สามารถทำให้เกิดทันที นับว่าเป็นพิษถึงตายได้เป็นเรื่องที่เข้าใจได้ เนื่องจากไอน้ำมันเบนซินทำให้เลือดอิ่มตัวอย่างรวดเร็ว และไอระเหยของอะซิโตนจะค่อยๆ ระเหยและโดยการสูดดมไอระเหยหลัง ตามอาการที่ปรากฏพิษเฉียบพลันที่อาจเกิดขึ้นสามารถป้องกันได้ โดยการกำจัดบุคคลออกจากบรรยากาศที่มีมลพิษ

อ่านต่อได้ที่ >>  มาตราส่วน NYHA สามารถอธิบายภาวะหัวใจล้มเหลวได้อย่างไร