Struktūra ir funkcijos
Hemoglobinas yra metaloproteinas, esantis raudonosiose kraujo ląstelėse, atsakingas už deguonies pernešimą į kraują. Iš tikrųjų deguonis vandenyje tirpsta tik vidutiniškai; todėl kraujyje ištirpusio kiekio (mažiau nei 2% viso) nepakanka audinių metaboliniams poreikiams patenkinti. Todėl akivaizdaus vežėjo poreikis yra akivaizdus.
Kraujyje deguonis negali tiesiogiai ir grįžtamai prisijungti prie baltymų, kaip tai atsitinka metalams, tokiems kaip varis ir geležis. Nenuostabu, kad kiekvieno hemoglobino baltymo subvieneto centre, suvyniotame į baltymų apvalkalą, randame vadinamąjį protezą grupė EME, su metaline širdimi, kurią vaizduoja geležies atomas Fe2 + oksidacijos būsenoje (sumažinta būsena), kuri grįžtamai suriša deguonį.
Kraujo analizė
- Normalus hemoglobino kiekis kraujyje: 13-17 g / 100 ml
Moterims šios vertės yra vidutiniškai 5-10% mažesnės nei vyrų.
Galimos padidėjusio hemoglobino priežastys
- Policitemijos
- Ilgesnis buvimas aukštoje vietoje
- Lėtinės plaučių ligos
- Širdies liga
- Kraujo dopingas (eritropoetino ir jo darinių ar medžiagų, kurios imituoja jų veikimą, naudojimas)
Galimos mažo hemoglobino priežastys
- Anemijos
- Geležies trūkumas (geležies trūkumas)
- Gausus kraujavimas
- Karcinomos
- Nėštumas
- Talasemijos
- Burns
Todėl deguonies kiekis kraujyje nustatomas susumavus nedidelį kiekį plazmoje ištirpusį kiekį, susietą su geležies hemoglobinu.
Daugiau nei 98% kraujyje esančio deguonies yra susieta su hemoglobinu, kuris savo ruožtu cirkuliuoja raudonųjų kraujo kūnelių kraujyje, todėl be hemoglobino eritrocitai negalėjo atlikti savo, kaip deguonies pernešėjų, užduoties.
Atsižvelgiant į pagrindinį šio metalo vaidmenį, hemoglobino sintezei reikalingas pakankamas geležies kiekis maiste. Maždaug 70% organizme esančios geležies iš tikrųjų yra hemoglobino hemo grupėse.
Hemoglobinas susideda iš 4 subvienetų, kurie struktūriškai labai panašūs į mioglobiną *.
* Nors hemoglobinas perneša deguonį iš plaučių į audinius, mioglobinas perneša deguonį, kurį išskiria hemoglobinas įvairiuose jį naudojančiuose ląstelių organeliuose (pvz., Mitochondrijose).
Hemoglobinas yra didelis ir sudėtingas metaloproteinas, kuriam būdingos keturios rutulinės baltymų grandinės, atitinkamai apvyniotos aplink hemo grupę, kurioje yra Fe2 +.
Todėl kiekvienai hemoglobino molekulei mes randame keturias hemo grupes, suvyniotas į santykinę rutulinę baltymų grandinę. Kadangi kiekvienoje hemoglobino molekulėje yra keturi geležies atomai, kiekviena hemoglobino molekulė gali surišti keturis deguonies atomus pagal save pagal grįžtamąją reakciją:
Hb + 4O2 ← → Hb (O2) 4
Kaip žinoma daugumai, hemoglobino užduotis yra paimti deguonį į plaučius, išleisti jį ląstelėms, kurioms to reikia, paimti iš jų anglies dioksidą ir išleisti į plaučius, kur vėl prasideda chilo.
Praeinant kraujui į plaučių alveolių kapiliarus, hemoglobinas suriša su savimi deguonį, kuris vėliau išsiskiria į periferinės kraujotakos audinius. Šis pasikeitimas įvyksta todėl, kad deguonies ryšiai su EME grupės geležimi yra nestabilūs ir jautrūs daugeliui veiksnių, iš kurių svarbiausias yra deguonies įtempimas arba dalinis slėgis.
Deguonies prijungimas prie hemoglobino ir Bohro efektas
Plaučiuose plazmos deguonies įtampa padidėja dėl dujų difuzijos iš alveolių į kraują (↑ PO2); dėl šio padidėjimo hemoglobinas aistringai jungiasi prie deguonies; priešingai vyksta periferiniuose audiniuose, kur sumažėja ištirpusio deguonies koncentracija kraujyje (↓ PO2) ir padidėja dalinis anglies dioksido slėgis (↑ CO2); tai skatina hemoglobiną išskirti deguonį ir įkrauti CO2. Kiek įmanoma supaprastinti koncepciją, kuo daugiau anglies dioksido yra kraujyje, tuo mažiau deguonies lieka susieta su hemoglobinu.
Nors fiziškai ištirpusio deguonies kiekis kraujyje yra labai mažas, jis atlieka esminį vaidmenį.Tiesą sakant, šis kiekis daro didelę įtaką ryšiui tarp deguonies ir hemoglobino (taip pat yra „svarbi atskaitos vertė reguliuojant plaučių ventiliaciją“).
Apibendrinant viską grafiku, deguonies kiekis, susietas su hemoglobinu, auga, palyginti su pO2, po sigmoidinės kreivės:
Tai, kad plokščiakalnio sritis yra tokia plati, yra svarbi saugumo riba, kai didžiausias hemoglobino prisotinimas patenka į plaučius. Nors pO2 alveolių lygyje paprastai yra 100 mm Hg, stebėdami paveikslą, mes iš tikrųjų pastebime, kaip net dalinis deguonies slėgis lygus 70 mmHg (tipiškas kai kurių ligų ar buvimo dideliame aukštyje), prisotinto hemoglobino procentas išlieka artimas 100%.
Didžiausio nuolydžio srityje, kai deguonies dalinė įtampa nukrenta žemiau 40 mmHg, hemoglobino gebėjimas surišti deguonį staiga sumažėja.
Poilsio sąlygomis tarpląstelinių skysčių PO2 yra maždaug 40 mmHg; šioje vietoje dėl dujų dėsnių plazmoje ištirpęs deguonis difunduoja link skurdesnių O2 audinių, kerta kapiliarų membraną. . Kita vertus, intensyvaus fizinio krūvio metu deguonies įtampa audiniuose sumažėja iki 15 mmHg ar mažiau, dėl to kraujas labai išeikvoja deguonį.
Kaip jau buvo pasakyta, poilsio sąlygomis iš audinių išeina didelis kiekis deguonies prisotinto hemoglobino, kuris lieka prieinamas, jei reikia (pvz., Susidoroti su staigiu kai kurių ląstelių metabolizmo padidėjimu).
Ištisa linija, parodyta paveikslėlyje aukščiau, vadinama hemoglobino disociacijos kreive; paprastai jis nustatomas in vitro esant 7,4 pH ir 37 ° C temperatūrai.
Bohro poveikis turi įtakos tiek O2 suvartojimui plaučių lygyje, tiek jo išsiskyrimui audinių lygiu.
Kai yra daugiau ištirpusio anglies dioksido bikarbonato pavidalu, hemoglobinas lengviau išskiria deguonį ir įkraunamas anglies dioksidu (bikarbonato pavidalu).
Tas pats efektas pasiekiamas rūgštinant kraują: kuo labiau sumažėja kraujo pH ir tuo mažiau deguonies lieka susietas su hemoglobinu; nenuostabu, kad kraujyje anglies dioksidas ištirpsta daugiausia anglies rūgšties pavidalu, kuri išsiskiria.
Jo atradėjo garbei pH arba anglies dioksido poveikis deguonies disociacijai yra žinomas kaip Bohro efektas.
Kaip ir tikėtasi, rūgščioje aplinkoje hemoglobinas lengviau išskiria deguonį, o bazinėje aplinkoje ryšys su deguonimi yra stipresnis.
Kiti veiksniai, galintys pakeisti hemoglobino afinitetą deguoniui, yra temperatūra. Visų pirma hemoglobino afinitetas deguoniui mažėja didėjant kūno temperatūrai. Tai ypač naudinga žiemos ir pavasario mėnesiais, nes plaučių kraujo temperatūra (kontaktuojant su išorinės aplinkos oras) yra mažesnis nei pasiekiamas audiniuose, todėl deguonis išsiskiria lengviau.
2.3 Difosfogliceratas yra glikolizės tarpinė medžiaga, turinti įtakos hemoglobino afinitetui deguoniui. Jei padidėja jo koncentracija raudonuosiuose kraujo kūneliuose, sumažėja hemoglobino afinitetas deguoniui, taip palengvinant deguonies išsiskyrimą į audinius. Nenuostabu, kad eritrocitų koncentracija 2,3 difosfoglicerato padaugėja, pavyzdžiui, sergant mažakraujyste, sergant širdies ir plaučių nepakankamumu ir būnant dideliame aukštyje.
Apskritai 2,3 bisfosfoglicerato poveikis yra palyginti lėtas, ypač lyginant su greitu atsaku į anglies dioksido pH, temperatūros ir dalinio slėgio pokyčius.
Bohro efektas yra labai svarbus intensyvaus raumenų darbo metu; tokiomis sąlygomis audiniuose, labiausiai veikiamuose streso, lokaliai padidėja anglies dioksido temperatūra ir slėgis, taigi ir kraujo rūgštingumas. Kaip paaiškinta aukščiau, visa tai skatina deguonies perkėlimą į audinius, perkeliant hemoglobino disociacijos kreivę į dešinę.
