 |
| ألوان الدم |
عادة ما يكون دم الإنسان أحمراً، مع اختلاف في تدرجات اللون، واعتمادًا على ما إذا كان شريانيًا أو وريدياً.
لكن من أين يأتي هذا الاختلاف؟ فإذا كان الدم أحمر، إذن لماذا تظهر عروقنا باللون الأزرق تحت الجلد؟ وكيف نفسر مظهر الازرق البنفسجي للجلد والشفاه لدى المصابين بالزرقة؟
ولماذا يظهر دم الإنسان باللون الأخضر في ظل ظروف محددة للغاية؟ في عالم الحيوان، تحتوي بعض الأنواع على دم أزرق (الأخطبوط وسرطان وحدوة الحصان)، أو أخضر (بعض السحالي)، أو وردي إلى أرجواني (لدى ذراعيات الأرجل).
فمن أين تأتي كل هذه الألوان؟ فيمايلي لمحة موجزة عن هذا السائل الحيوي بدءاً من دم الإنسان.
لماذا الدم الشرياني أحمر فاتح والدم الوريدي أحمر غامق؟
دعونا نفهم أولاً من أين يأتي اللون الأحمر لدمك ؟.
ينقل الدم الأكسجين إلى أعضائنا وثاني أكسيد الكربون إلى الرئتين للتخلص منه. هذا اللون يتجلى بفضل بروتين الهيموغلوبين الموجود في خلايا دمنا الحمراء المقترنة بذرات الحديد المسؤولة عن هذا اللون المميز.
في الرئتين، عند ملامسة هذا البروتين المصحوب بذرات الحديد للأكسجين يتأكسد هذا الأخير و "يصدأ"، مما يعطي اللون الأحمر الزاهي لدمك! من ناحية أخرى، وبعد توصيل كريات دمنا الحمراء الأكسجين للأعضاء، فإنه يأخذ صبغة حمراء داكنة.
 |
| آلية ارتباط الأكسجين في الدم |
لذلك؟
في الدم الشرياني، وخلال نقل الأكسجين من الرئتين إلى جميع خلايا الجسم، يكون الهيموغلوبين قريبًا من تشبع الأكسجين، أي حوالي 95٪ في شكل أكسجين يسمى أوكسي هيموغلوبين.
أما الدم الوريدي فهو ينقل ثاني أكسيد الكربون CO2 من الخلايا إلى الرئتين، لكن هذا الأخير لا يرتبط بأيون الحديد للهيموغلوبين. فهو ينتقل عن طريق الأوردة بشكل أساسي على شكل كربونات الهيدروجين في البلازما وخلايا الدم الحمراء.
لذا في الدم الوريدي، يكون الهيموغلوبين الذي أطلق جزءًا كبيرًا من الأكسجين الخاص به، في شكل غير مؤكسج (deoxyhemoglobin) وفي شكل مؤكسج (أوكسي هيموغلوبين)، جراء عدم تشبع الكامل للأكسجين فيه بحوالي 55٪.
لفهم الاختلاف بين لون الدم الشرياني والدم الوريدي، يجب على المرء أن ينظر في كيفية امتصاص أوكسي هيموغلوبين وديوكسي هيموغلوبين للضوء.
كيف يمتص الدم الضوء ؟
ينتج الاختلاف الكبير بين أطياف الامتصاص، عن حقيقة أن تفاعل جزيء ديوكسجين مع أيون الحديد في الهيموغلوبين. يزعج بشكل كبير التكوين الإلكتروني له وبالتالي يؤثر على خصائص امتصاص الضوء.
إذن، ماذا يمكن أن نستنتج من هذه الأطياف من حيث الألوان؟
أطياف الامتصاص (التي تعبر عن كفاءة امتصاص الضوء كدلالة لطول الموجة) للهيموغلوبين في شكل مؤكسج (HbO2) وغير مؤكسج (deoxyHb).
- لا يمتص أوكسي هيموغلوبين الضوء باللون الأحمر وبالتالي فهو أحمر ساطع. وينطبق الشيء نفسه على الدم الشرياني، والذي يحتوي بشكل حصري تقريبًا على هذا النوع من الهيموجلوبين.
- يمتص Deoxyhemoglobin القليل من الضوء في اللون الأحمر ويكون طيف الامتصاص بحد أدنى 475 نانومتر، وهو ما يتوافق مع اللون الأزرق. لذلك فهو أزرق بنفسجي.
لهذا نجد الدم الوريدي، الذي يحتوي على نسب مماثلة من أوكسي هيموغلوبين وديوكسي هيموغلوبين، يظهر باللون الأحمر الداكن بالقرب من اللون الأرجواني.
لماذا الجلد وردي؟
يمتص الجلد الضوء جزئيًا، نظراً لاحتواء بشرته على أصباغ من نوع الميلانين (يوميلانين وفيوميلانين)، ومحتوياتها تؤثر على لون الجلد.
ففي حالة ما إذا كان تركيز هذه الأصباغ منخفضًا بما يكفي لعدم التأثير على اللون الوردي للجلد. يُمتص الضوء أيضًا من خلال المركبات المختلفة الأخرى الموجودة في الخلايا والأنسجة.
بشكل عام، يتم امتصاص الإشعاع ذي الأطوال الموجية الطويلة المقابلة للأحمر، أقل بكثير من الإشعاع ذي الأطوال الموجية الأقصر. لذلك فهي تخترق بعمق أكبر.
والبرهان على ذلك أن الجزء الأحمر من الضوء الأبيض يمر بسهولة عبر أصابع اليد.
 |
| عندما يتم تطبيق مصباح يدوي على أصابع اليد، يظهر ضوء أحمر من خلالها |
في الجلد، لا يُمتص الضوء جزئيًا فحسب، بل ينتشر أيضًا (أي ينحرف في جميع الاتجاهات) عن طريق الهياكل الغير المتجانسة للأدمة والبشرة.
في الأدمة، يجب أن تؤدي ألياف الكولاجين والشبكية التي يكون حجمها أقل من الأطوال الموجية للضوء في الطيف المرئي إلى انتشار نوع "تشتت رايلي"، الذي تكون فعاليته أكبر.
الطول الموجي قصير: يتشتت المكون الأزرق للضوء أكثر من المكون الأحمر. على النقيض من ذلك، فإن بنية البشرة تجعل كفاءة التشتت تعتمد قليلاً جدًا على الطول الموجي "تشتت مي".
وبالتالي، فإن الإشعاع الأحمر يكون أقل امتصاصًا ولكنه أيضًا أقل انتشارًا من الإشعاع ذي الأطوال الموجية الأقصر الأزرق.
في النهاية اتضح أن الضوء عادةً بالكاد يكون الجلد أكثر ثراءً في الإشعاع الأحمر منه في الإشعاع ذي الأطوال الموجية الأقصر، ومن هنا يأتي اللون الوردي قليلاً للجلد (من الواضح في غياب نسبة عالية من الميلانين، دون التطرق للون البشرة الأغمق نظراً لانخفاض مستوى ميلانين).
تساهم الأوعية الدموية الشعرية للجلد (الشرايين والأوردة) بالطبع في اللون الوردي. ففي الواقع، يتلقون مباشرة ضوءًا يختلف تكوينه قليلاً عن تكوين الضوء الساقط، ويمتصون القليل من هذا الضوء ذو اللون الأحمر.
علاوة على ذلك، يعلم الجميع أننا نحمر خجلاً تحت تأثير عاطفة أو جهد أو حرارة: يزداد اللون الوردي بسبب تدفق الدم في هذه الأوعية الشعرية.
وكتقيب وملاحظة حول تشتت الموجي رايلي ومي
عندما يتكون الوسط من جسيمات يقل حجمها عن 1/10 من الطول الموجي، يكون تشتت الضوء من نوع رايلي (سمي على اسم اللورد رايلي الذي طور النظرية). تتناسب شدة الضوء المبعثر عكسياً مع القوة الرابعة للطول الموجي.
وبالتالي، فإن الضوء الأزرق منتشر بشكل أكثر كفاءة من الضوء الأحمر بمعامل يبلغ حوالي 10، بين 700 و 400 نانومتر). هذه هي الطريقة التي يتم بها شرح اللون الأزرق للسماء على وجه الخصوص.
عندما يكون حجم الجسيمات أكبر من 1/10 من الطول الموجي ، ولم تعد نظرية رايلي قابلة للتطبيق ، وتولت نظرية مي زمام الأمور. على عكس تشتت رايلي ، فإن تشتت مي يعتمد قليلاً على طول الموجة: وبالتالي فإن الضوء المتناثر له لون مطابق إلى حد كبير للضوء الساقط.
كيف نفسر المظهر الأزرق الأرجواني لجلد شخص مزرق؟
إذا كان الدم غير مؤكسج بشكل كافٍ، فإن deoxyhemoglobin يصبح أزرق بنفسجي اللون، ويسود الأوعية الدموية.
هذا هو سبب ظهور الجلد والشفاه في هذه الحالة بلون أزرق أرجواني. وهنا نتحدث بالتقريب عن الزرقة.
وتتنوع أسبابها:
- فشل تنفسي
- سكتة قلبية
- انقطاع موضعي للدورة الدموية (تجلط الدم)
- تشوه خلقي
- أمراض القلب أو الأوعية الدموية (مرض الدم الأزرق)
- التسمم بالسيانيد ...
- أو ببساطة التعرض للبرد.
يبدو لون دم الإنسان أخضر في ظروف معينة!
الغوص في الأزرق الكبير
إذا جرحت نفسك تحت الماء بعمق حوالي عشرة أمتار، فسيظهر دمك باللون الأخضر الفيروزي. لا داعي للذعر، لا شيء خارج عن المألوف!
والسبب هو:
يتم امتصاص المكون الأحمر لأشعة الشمس بالكامل تقريبًا بواسطة الماء قبل الوصول إلى هذا العمق، بينما تخترق المكونات الزرقاء والخضراء بشكل أعمق بكثير.
ومع ذلك، فإن طيف امتصاص الأكسجين والهيموغلوبين له حد أدنى يبلغ حوالي 510 نانومتر، وهو ما يتوافق مع اللون الأخضر.
بالنسبة إلى deoxyhemoglobin، يكون الحد الأدنى عند 475 نانومتر، وهو ما يتوافق مع اللون الأزرق.
لذلك، فإن الضوء الذي يتم إرجاعه بواسطة الدم يحتوي على مكون أزرق-أخضر، والذي لا يمكن اكتشافه بالعين تحت إضاءة الضوء الأبيض، بسبب الكثافة العالية للمكون الأحمر.
في المقابل، فإن أي ضوء خالي من الإشعاع الأحمر سيؤدي إلى ظهور الدم باللون الأخضر الفيروزي. وهذا ما يحدث تحت الماء على عمق لا يصل إليه اللون الأحمر.
رجل ذو دم أخضر: حالة فريدة في تاريخ الطب
في تشرين الأول (أكتوبر) 2005، تفاجأ الأطباء في مستشفى سانت بول في فانكوفر عندما اكتشفوا أن مريضًا يبلغ من العمر 42 عامًا، كان يخضع للقسطرة مصاب بدم أخضر.
في الواقع، كشف فحص الدم أن الرجل قد تعاطى دواء الصداع النصفي، سوماتريبتان..
أدى التفاعل الكيميائي لهذا الدواء مع الهيموجلوبين إلى تكوين سلفيموغلوبين، أخضر اللون ناتج عن ارتباط أيون كبريتيد بأيون الحديد في الهيموغلوبين.
لكن سرعان ما سمح قطع العلاج للمريض باستعادة دمه الأحمر.
لون الدم عند بعض الأنواع من الحيوانات
الديدان البحرية وبعض السحالي
في هذه الأصناف من الحيوانات. توجد كمية كبيرة من الكلوروكورين في بلازما الدم (وليس في خلايا الدم نفسها).
وهو بروتين معدني يكون تقاربه مع الأكسجين منخفضًا جدًا. عندما يتأكسد، يظهر باللون الأخضر في تركيزات البلازما الطبيعية، وأحمر شاحب في تركيزات عالية من البلازما.
العناكب والقشريات والأخطبوطات والحبار، وكذلك بعض أنواع الرخويات
تحتوي هذه الأخيرة على هيموليمف (سائل دوران مفصلي الأرجل) يحتوي على الهيموسيانين.
وهو عبارة عن بروتين معدني يحتوي على النحاس (اثنان من الكاتيونات النحاسية Cu +) مما يسمح بربط الأكسجين.
شكل الهيموسيانين المؤكسج أزرق. هذا هو السبب في ظهور الدم عند هذه اللافقاريات باللون الأزرق.
الهيموسيانين هو بروتين معدني يربط الأكسجين من خلال أيونات النحاس. يأخذ شكله المؤكسج لونًا أزرق. هذا ملحوظ بشكل خاص في سرطان حدوة الحصان.
عضيات الأرجل و بعض الديدان البحرية
يتكون الدم في بعض العضيات والديدان البحرية من الهيمريثرين.
وهو بروتين معدني قليل القسيمات مصنوع من الحديد ويضمن نقل الأكسجين.
على عكس البروتينات الدموية الحديديكية الأخرى، يرتبط الهيمريثرين بالأكسجين عن طريق تكوين مركب هيدروبيروكسيد ROOH.
وعندما يرتبطان، فإنه يأخذ اللون الوردي الأرجواني. لذلك يظهر الدم من هذه اللافقاريات باللون الأرجواني.
في الختام، يكون لون دم الإنسان دائمًا أحمر عند ملاحظته في الظروف العادية. لكن يتغير في ظروف مختلفة من شهيق وزفير وممكن عند تناول بعض الأدوية.
عند الحيوانات اللافقارية الأمر مختلف باختلاف المركبات أو الروابط التي تنشأ بين الأكسجين والعنصر الحامل له مما قد يولد لديهم ألوان دم مختلفة بعض الشيئ.
المصدر
↚