كيمياء ألوان الدم, دم الإنسان

كيمياء ألوان الدم

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin

ما هو الدم؟

الدم هو السائل الذي يحمل الأكسجين والعناصر الأخرى إلى الأنسجة، وثاني أكسيد الكربون خارجها، من خلال القلب والجهاز الوعائي للإنسان والحيوانات الأخرى. (1)

ما هو لون الدم؟

من المعروف عند كثير من البشر أن الدم لونه أحمر، لكن اللون الأحمر ليس اللون الوحيد للدم، فيوجد دماء لونها زرقاء وخضراء وبنفسجي وعديمة اللون، ويرجع اختلاف لون الدم إلى المواد الكيميائية التي يتكون منها الدم في الكائنات الحية المختلفة.(8)

ما هو سبب اللون الأحمر للدم في البشر ومعظم الفقاريات الأخرى؟

اللون الأحمر للدم في البشر ومعظم الفقاريات الأخرى نتيجة لوجود الهيموجلوبين، الذي يعرف بصبغة الجهاز التنفسي. وهو يلعب دورًا حيويًّا في الجسم، حيث ينقل الأكسجين داخل الجسم إلی الخلايا ويساعد ثاني أكسيد الكربون أن يعود إلى الرئتين ويخرج عن طريق عملية الزفير. ويتكون الهيموجلوبين من أربع وحدات صغيرة تحتوي كل منها على أجسام صغيرة تسمى هيم، يحتوي كل منها على ذرة حديد، يمكن لها الارتباط بالأكسجين مما يمنح خلايا كرات الدم الحمراء القدرة على نقله.(8)

الصيغة الكيميائية للهيموجلوبين

الصيغة الكيميائية للهيموجلوبين
الصيغة الكيميائية للهيموجلوبين

وتوصف جزيئات الهيم بأنها جزيئات مقترنة أي تمتلك روابط أحادية وروابط مزدوجة بين ذرات الحديد، تجعلها تمتص أطوال موجات الضوء في الجزء المرئي من الطيف مما يؤدي إلى ظهور اللون، ووجود ذرات الحديد تُعَدِّل من هذا الامتصاص قليلاً فيُعطي الهيموجلوبين لونه الأحمر. يَكون الهيموجلوبين أحمر اللون عندما يتأكسج، ويكون لونه أحمر غامق قليلاً في حالة عدم الأكسدة أي عند إزالة الأكسجين.

ومن الأمور الشائعة أن لون الدم غير المؤكسد أزرق، ويُلاحظ ذلك من خلال نظر الإنسان إلى الأوعية الموجودة تحت جلده، وهذا يرجع لتفاعل الضوء مع كل من الدم والجلد والأنسجة التي تغطي الأوعية.(8)

الدم الأزرق

تحتوي القشريات والعناكب والحبَّار والأخطبوط وبعض الرخويات على دم أزرق، وذلك لاحتوائها على أصباغ تنفسية مختلفة عن الهيموجلوبين تُسمَّى بـ (الهيموسيانين- Haemocyanin) الذي يرتبط بذرات النحاس بدلًا من ذرات الحديد. ويكون الدم أزرق اللون عندما يكون مؤكسد، لكن عند إزالة الأكسجين منه «دم غير مؤكسد» يصبح عديم اللون. كما أن ذرات النحاس ترتبط مع الأكسجين بطريقة مختلفة عن التي ترتبط بها ذرات الحديد، حيث ترتبط ذرتان من النحاس بكل جزيء أكسجين.(8)

الصيغة الكيميائية للهيموسيانين

الصيغة الكيميائية للهيموسيانين
الصيغة الكيميائية للهيموسيانين

الدم الأخضر

تمتلك بعض أنواع الديدان والعوالق دمًا ذي اللون الأخضر؛ لوجود مادة (الكلوروكرورين- Chlorocruorin) وهي البروتين المسؤول عن تلَوُّن الدم بالأخضر، في الواقع، إنها مشابهة جدًّا للهيموجلوبين في المظهر إلا أنها تحتوي علی مجموعة الألدهيد في مكان مجموعة الفينيل في التركيب الكيميائي. فالدم المؤكسد يصبح لونه أخضر غامق وغير المؤكسد يصبح لونه أخضر فاتح.

ومع ذلك، ليس الكلوروكرورين -لا يحتوي على ذرات كلور على الرغم من أن الاسم قد يوحي بخلاف ذلك- ضروريًّا دائمًا للدم الأخضر، فقد وُجِدَ أن سحلية (السقنقور- Skink) التي تعيش في غينيا الجديدة على الرغم من احتواء دمها على الهيموجلوبين مثل الفقاريات الأخرى، إلا أنه يتميز باللون الأخضر. ويرجع اللون إلى الاختلاف في كيفية إعادة تدوير الهيموجلوبين، حيث يُعيد البشر تدوير الهيموجلوبين في الكبِد عن طريق تقسيمه أولاً إلى البيليفيردين، ثم البيليروبين. ومع ذلك، فإن السحالي غير قادرة على تحطيم البيليفيردين إلى البيليروبين، لذلك يتراكم في دمائهم مما يعطي لونًا مُركزًا أخضر بدرجة كافية للتغلب على اللون الأحمر للهيموجلوبين.(8)

لكن لا يستبعد العلماء احتمال أن تكون تلك السحالي قد أظهرت اللون الأخضر في ظروف معينة وعادت إلى اللون الأحمر تحت ظروف أخرى، أو أن هناك تاريخًا أكثر تعقيدًا من تغير الألوان، ولكن مهما كان السبب فإن هذا النمط أكثر تعقيداً مما كان يُعتقد، وهذا يعني أن السحالي تحتاج إلى إعادة تصنيف.(4)

الصيغة الكيميائية للكلوروكرورين

الصيغة الكيميائية للكلوروكرورين
الصيغة الكيميائية للكلوروكرورين

الدم البنفسجي

يوجد الدم البنفسجي في أنواع محدودة من الديدان البحرية -بما في ذلك ديدان القضيب-، وهذا اللون ناتج لامتلاكها صبغة تنفسية مختلفة، تسمى (هيموريثرين- Haemorythrin)، يحتوي على وحدات فردية كلًّا منها تحتوي على ذرات حديد، ويكون الدم عديم اللون عندما يكون غير مؤكسد، ولكن عندما يتأكسد يكون لونه بنفسجي وردي فاتح. ومثله مثل معظم أصباغ الجهاز التنفسي الأخرى، فهو أقل كفاءة بكثير من الهيموجلوبين، وفي بعض الحالات لا يحتوي إلا على حوالي ربع سعة حمله للأكسجين.(8)

الصيغة الكيميائية للهيموريثرين

الصيغة الكيميائية للهيموريثرين
الصيغة الكيميائية للهيموريثرين

دم الإنسان

يُشكل الدم حوالي 8٪ من وزن جسم الإنسان، حيثُ يحتوي على كريات الدم الحمراء، وخلايا الدم البيضاء، وخلايا الصفيحات «الصفائح الدموية»، والبلازما. وتبلغ النسبة المئوية لحجم جميع خلايا الدم البالغة فيه حوالي 45٪ وتُعرف بـ«الهيماتوكريت»، ويتكون باقي الدم من البلازما السائلة مثل الماء وبروتينات البلازما وما إلى ذلك.(7)

وظيفة الدم

الدم هو أهم وسيلة نقل في جسم الإنسان؛ ينقل الغازات: الأكسجين، وثاني أكسيد الكربون، والنيتروجين، وكذلك المواد الغذائية والمنتجات النهائية لعملية التمثيل الغذائي للخلايا. ومن ثم فإن الدم لديه مهمة وهي ضمان تبادل المواد، حيث يزود الأنسجة بالغازات والمغذيات، وفي المقابل ينقل المنتجات النهائية مثل: ثاني أكسيد الكربون، واليوريا، وحمض البوليك، والكرياتينين، إلى الأعضاء الإخراجية «الرئة والكبد والكلى»، ويحمل الرسائل الكيميائية «الهرمونات» إلى أعضائها المستهدفة.(7)

  • توازن الحامضية والقاعدية

يحدث التوازن الحمضي والقاعدي في الدم من خلال انتشار الغازات بين الحويصلات الهوائية والدم في الرئة. يدخل الأكسجين من الحويصلات الهوائية إلى الدم بسبب تدرج التركيز، حيث يحمله البروتين الحامل للهيموجلوبين (hemoglobin = بروتين يحتوي على الحديد، globin = بروتين). وينتشر ثاني أكسيد الكربون من الدم إلى الحويصلات الهوائية بسبب ارتفاع تركيزه في الدم ليخرج من خلال الرئتين في عملية الزفير.(7)

  • كيفية حمل الأكسجين وإزالة ثاني أكسيد الكربون من الدم

ينقل الدم الأكسجين من الحويصلات الهوائية إلى أبعد خلايا الجسم، يحدث ذلك بسبب ارتفاع ضغط الغاز في البلازما وبالتالي ينتشر في الأنسجة. وينتشر ثاني أكسيد الكربون من الخلايا إلى الدم بسبب ارتفاع ضغط الغاز في الأنسجة، حيث يخضع لتفاعل كيميائي ويتكون حمض الكربونيك (CO2 + H2O → H2CO3) الذي يتفكك إلى أيون الهيدروجين (H+) وبيكربونات (HCO3-). وهكذا يُنقل ثاني أكسيد الكربون وهو المنتج النهائي لعمليةِ التمثيل الغذائي في شكل حمض الكربونيك، أو بالأحرى أيون الهيدروجين والبيكربونات في الرئة، وينعكس التفاعل الكيميائي المذكور ويخرج ثاني أكسيد الكربون عن طريق الزفير. والدمُ مسؤولُ أيضًا عن توازن الماء بين الشعيرات الدموية ويحفظ توازنه بين وجوده خارج وداخل الخلايا. كما أنه يحافظ على ثبات درجة حرارة الجسم.(7)

  • تجلط الدم

توجد عوامل التجلط «البروتينات» في الدم وتوقف النزيف بعد تنشيط معقد لها «شبيه بالشلال» عند تلف الأوعية الدموية مما يؤدي في النهاية إلى تكوين الجلطة «تجلط الدم». في الوقت نفسه، يمنع الفيبرينوجين/الفيبرين التطور المرضي للجلطات الدموية في الأوعية الدموية، ويؤثر تخثُّر الدم وانحلال الفبرين على بعضهما البعض مما يحافظ علی التوازن بينهما.(7)

مكونات خلايا الدم

1.خلايا كرات الدم الحمراء

تتمثل وظيفة كريات الدم الحمراء في نقل الأكسجين من الرئة إلى الأنسجة عن طريق ربط الأكسجين بمجموعة الهيم المحتوية على الحديد في الهيموجلوبين. كريات الدم الحمراء مستديرة الشكل ولها شكل ثنائي التجويف ولا تحتوي على نواة. يبلغ قطرها من 8 إلى 10 ميكرومتر، ويمتلك الشخص البالغ السليم حوالي 5 مليون خلية دم حمراء لكل واحد ميكرولتر من الدم. وتوجد مستضدات فصيلة الدم على الغشاء السطحي لكريات الدم الحمراء.(7)

2.كرات الدم البيضاء

على عكس كريات الدم الحمراء الناضجة، تمتلك كريات الدم البيضاء نواة.

ويوجد أنواع مختلفة منها في الدم:

– الخلايا الحُبَيبِية المتعادلة.

– حبيبات الحمضيات.

– الخلايا الحبيبية القاعدية.

– الخلايا اللمفاوية.

-الخلايا الوحيدة.

يتراوح التركيز الطبيعي للخلايا البيضاء من 4000 إلى 10000 لكل ميكرولتر من الدم، اعتمادًا على العمر والحالة الصحية. ويتكون كل من الكريات البيضاء والكريات الحمراء من نسل الخلايا الجذعية المكوِّنة للدم في النخاع العظمي. الوظيفة الأساسية لكريات الدم البيضاء هي الدفاع المناعي. الخلايا اللمفاوية بشكل خاص ـ25 إلى 40٪ من الكريات الدم البيضاءـ هي المسؤولة عن الاستجابة المناعية التكيُّفية، والدفاع ضد الجراثيم المسببة للأمراض. وتنتج الخلايا اللمفاوية B أجسامًا مضادة، بينما تنتج الخلايا اللمفاوية T الأجسام المضادة والاستجابة المناعية الخلوية المباشرة. وتقوم الخلايا الوحيدة ـ4 إلى 8٪ من الكريات الدم البيضاءـ بمهمة البلعمة مثل إزالة المواد الغريبة والبكتيريا، عن طريق إنتاج جذور أكسجين حرة شديدة التفاعل قادرة على اختراق جدار البكتيريا وتدميرها.(7)

3.الصفائح الدموية

الصفائح الدموية «الصفيحات» هي نوع آخر من خلايا الدم، مشتقة من الخلايا العملاقة بنخاع العظام. ووظيفتها هي إغلاق الجرح عند حدوث تلف في الأوعية الدموية، وذلك من خلال الالتصاق بجدار الأوعية الدموية التالفة والتفاعل مع الفيبرين لبناء جلطة صلبة في غضون 1 إلى 3 دقائق «وقت النزيف». والمدى الفسيولوجي للصفائح الدموية هو 150.000 – 400.000/ميكرولتر من الدم.(7)

فقر الدم «الأنيميا»

نظرًا لأن الدم من الأنسجة السائلة فهو مثل جميع الأنسجة الأخرى عرضة لعمليات خبيثة أو ما يُعرف باضطرابات الجهاز المكوِّن للدم. من بين مجموعة واسعة من أمراض الدم، ذكرنا فقر الدم وسرطان الدم بشكل نموذجي.(7)

تعريف فقر الدم

فقر الدم هو انخفاض في تركيز الهيموجلوبين بالدم بحيث يكون أقل من المستوى الطبيعي.

المعدل الطبيعي للهيموجلوبين في الذكور هو 14 إلى 18 جم/ديسيلتر، وعند النساء من 12 إلى 16 جم/ديسيلتر. يترافق فقر الدم مع انخفاض كريات الدم الحمراء في الدم. وتتمثل الأعراض الرئيسية في التعب الخفيف، وضيق التنفس، والصداع. فقر الدم إما مكتسب أو وراثي. قد يكون فقر الدم المكتسب ناتجًا عن فقدان الدم «فقر الدم النزفي»، أو انحلال الدم، أو وجود اضطرابات بجهاز تكوين الدم، أو نتيجة لأمراض الكلى، أو عند وجود الأورام، أو لأسباب أخرى. يمكن أن يكون فقر الدم الوراثي ناتجًا عن تكوين أشكال غير طبيعية من الهيموجلوبين.(7)

الجلسة العلاجية

يُعالَج فقر الدم باستعاضة الحديد، وتناول مكملات فيتامين ب-12 وب-6، وقد يلجأ المريض إلی نقل كريات الدم الحمراء عند فقدان الدم الشديد.(7)

سرطان الدم «اللوكيميا»

تعريف سرطان الدم

اللوكيميا، المعروفة باسم سرطان الدم، هي اضطراب في جهاز تكوين الدم، تتميز بالإفراط في إنتاج كريات الدم البيضاء غير الناضجة -الخلايا النخاعية أو الخلايا الأرومية بالنخاع العظمي-. تنتشر هذه الخلايا في نخاع العظام مما يؤدي إلى تثبيط إنتاج خلايا الدم الطبيعية. يَظهر بالدم الخلايا الأرومية المكوِّنة لكريات الدم البيضاء وبالتالي يمكن اكتشافها في تعداد خلايا الدم البيضاء. وعادة لا توجد هذه الخلايا في الدم المحيطي للأشخاص الأصحاء. وبسبب اضطرابات تكون الدم، بالإضافة إلى زيادة كريات الدم البيضاء يحدث انخفاض في كريات الدم الحمراء «فقر الدم».

ومن أعراض سرطان الدم: الإرهاق، والشعور بالضيق، وزيادة التعرض للعدوى، وتضخم الغدد اللمفاوية.(7)

الجلسة العلاجية

تُستخدم الأدوية المثبطة للخلايا، والعلاج الإشعاعي، وزرع الخلايا الجذعية الخيفية «المتبرع بنخاع العظام».(7)

فريق الإعداد

إعداد: سميرة شحتة
مراجعة علمية: Ahmed_Fahmy
تدقيق لغوي: دعاء شريف
تحرير: داليا شافعي السيد

المصادر

المصدر: المصدر الأول
المصدر الثاني: المصدر الثاني
المصدر الثالث: المصدر الثالث
المصدر الرابع: المصدر الرابع
المصدر الخامس: المصدر الخامس
المصدر السادس: المصدر السادس
المصدر السابع: المصدر السابع
المصدر الثامن: المصدر الأخير
0 0 votes
Article Rating
Subscribe
نبّهني عن
guest
0 تعليقات
Inline Feedbacks
View all comments