Struktūra ir funkcijos
Hemoglobinas yra raudonųjų kraujo kūnelių metaloproteinas, atsakingas už deguonies transportavimą kraujyje. Iš tiesų, deguonis yra tik vidutiniškai tirpus vandenyje; todėl kiekiai, ištirpinti kraujyje (mažiau nei 2% viso kiekio), nepakanka audinių metaboliniams poreikiams patenkinti. Todėl akivaizdu, kad reikalingas konkretus vežėjas.
Kraujotakos sraute deguonis negali tiesiogiai ir grįžtamai prisijungti prie baltymų, kaip tai daroma su metalais, pvz., Variu ir geležimi. Nenuostabu, kad kiekvienos hemoglobino baltymų subvieneto centre, suvyniotame į baltymų apvalkalą, randame vadinamąją protezų grupę EME, su metaline širdimi, kurią sudaro geležies atomas oksidacijos būsenoje Fe2 + (sumažėjusi būsena), kuris jungiasi su deguonis grįžtamai.
Kraujo analizė
- Normalios hemoglobino vertės kraujyje: 13-17 g / 100 ml
Moterų vertės yra vidutiniškai 5–10% mažesnės už vyrus.
Galimos didelės hemoglobino priežastys
- policitemija
- Išplėstinis buvimas aukštyje
- Lėtinės plaučių ligos
- širdies liga
- Kraujo dopingas (eritropoetino ir jo veikimą imituojančių darinių arba medžiagų naudojimas)
Galimos mažos hemoglobino priežastys
- anemija
- Geležies trūkumas (sideropenija)
- Didelis kraujavimas
- karcinomos
- nėštumas
- talasemija
- nudegimai
Tada deguonies kiekis kraujyje nustatomas mažo plazmoje ištirpusio kiekio ir frakcijos, prijungtos prie hemoglobino geležies, suma.
Daugiau nei 98% kraujo deguonies yra susieta su hemoglobinu, kuris, savo ruožtu, cirkuliuoja raudonųjų kraujo kūnelių viduje. Todėl be hemoglobino, eritrocitai negalėjo atlikti savo užduoties kaip deguonies transporteriai kraujyje.
Atsižvelgiant į pagrindinį šio metalo vaidmenį, hemoglobino sintezei reikia pakankamo geležies tiekimo su maistu. Apie 70% geležies, esančios organizme, iš tikrųjų yra EME hemoglobino grupėse.
Hemoglobiną sudaro 4 subvienetai, kurie yra struktūriškai labai panašūs į mioglobiną *.
Hemoglobinas yra didelis ir sudėtingas metaloproteinas, pasižymintis keturiomis gliukozės baltymų grandinėmis, atitinkamai apvytomis aplink EME grupę, turinčią Fe2 +.
Kiekvienai hemoglobino molekulei yra keturios EME grupės, apgaubtos santykinės globulinės baltymų grandinės. Kadangi kiekvienoje hemoglobino molekulėje yra keturi geležies atomai, kiekviena hemoglobino molekulė gali priklausyti nuo keturių deguonies atomų, priklausomai nuo grįžtamosios reakcijos:
Hb + 4O 2 ← → Hb (O 2 ) 4
Kaip žinoma daugeliui, hemoglobino užduotis yra paimti deguonį į plaučius, išleisti jį į ląsteles, kurioms reikia, pašalinti anglies dioksidą iš jo ir atlaisvinti jį į plaučius, kur vėl prasideda kailis.
Per kraują patekus į plaučių alveolių kapiliarus, hemoglobinas suriša deguonį į save, o tai vėliau sukelia periferinės kraujotakos audinius. Šis pasikeitimas vyksta dėl to, kad deguonies jungtys su EME grupės geležimi yra geros ir jautrios daugeliui veiksnių, iš kurių svarbiausia yra deguonies dalinė įtampa arba slėgis.
Deguonies prijungimas prie hemoglobino ir Bohr poveikio
Plaučiuose deguonies įtempimas plazmoje didėja dėl dujų išsisklaidymo iš alveolių į kraują (2 PO2); šis padidėjimas sukelia hemoglobino prisirišimą prie deguonies; periferiniuose audiniuose atsitinka priešingas atvejis, kai kraujyje ištirpusio deguonies koncentracija mažėja (↓ PO2) ir padidina dalinį anglies dioksido slėgį (↑ CO2); dėl to hemoglobinas išskiria deguonį įkraunant CO2. Supaprastindami koncepciją kiek įmanoma, kraujyje yra daugiau anglies dioksido, o hemoglobino kiekis yra mažesnis .
Nors deguonies kiekis, fiziškai ištirpęs kraujyje, yra labai mažas, jis vaidina esminį vaidmenį. Tiesą sakant, šis kiekis stipriai veikia jungiamąją jėgą tarp deguonies ir hemoglobino (be to, tai yra svarbi pamatinė vertė reguliuojant plaučių vėdinimą).
Apibendrinant grafiku, deguonies kiekis, prijungtas prie hemoglobino, didėja, palyginti su pO2 po sigmoidinės kreivės:
Tai, kad plateu regionas yra toks didelis, turi didelę saugumo ribą, kai hemoglobino koncentracija plaučiuose yra didžiausia. Nors pO2 alveoliniu lygiu paprastai yra lygus 100 mm Hg, laikydamasis pastebėto skaičiaus, taip pat ir dalinį deguonies slėgį, lygų 70 mmHg (tipiškas kai kurių ligų ar pastovumas dideliame aukštyje), sočiųjų hemoglobino procentas. likti beveik 100%.
Didžiausios nuolydžio srityje, kai dalinė deguonies įtampa nukrenta žemiau 40 mmHg, hemoglobino gebėjimas surišti deguonį greitai sumažėja.
Poilsiui esant, PO2 intraceliuliniuose skysčiuose yra maždaug 40 mmHg; atsižvelgiant į tai, dujų dėsnose plazmoje ištirpusio deguonies per kapiliarinę membraną difuzija į audinius prastesnė nei O2. Todėl O2 plazmos įtampa toliau mažėja, o tai skatina deguonies išsiskyrimą iš hemoglobino. Tačiau intensyvaus fizinio krūvio metu deguonies įtampa audiniuose sumažėja iki 15 mmHg arba mažesnės, todėl kraujas yra labai išeikvotas deguonies.
Dėl to, esant poilsio sąlygoms, iš audinių paliekamas svarbus kiekis deguonies prisotinto hemoglobino, kuris, esant poreikiui, išlieka prieinamas (pavyzdžiui, norint susidoroti su staigiu metabolizmo padidėjimu kai kuriose ląstelėse).
Nepertraukiama linija, parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje, vadinama hemoglobino disociacijos kreive; ji paprastai nustatoma in vitro pH 7, 4 ir 37 ° C temperatūroje.
Bohr poveikis turi pasekmių tiek O2 suvartojimui plaučių lygiu, tiek dėl jo išsiskyrimo audinių lygiu.
Jei anglies dioksidas yra ištirpintas bikarbonato pavidalu, hemoglobinas lengviau išskiria deguonį ir įkrauna anglies dioksidą (bikarbonato pavidalu).
Tas pats poveikis gaunamas parūgštinant kraują: kuo mažiau kraujo pH sumažėja ir kuo mažiau deguonies lieka prie hemoglobino; tai nėra atsitiktinumas, kad anglies dioksidas ištirpsta kraujyje daugiausia anglies rūgšties pavidalu, kuris disocijuoja.
Gerbiant savo atradėją, pH ar anglies dioksido poveikis deguonies disociacijai vadinamas Bohr efektu.
Kaip tikėtasi, rūgštinėje aplinkoje hemoglobinas lengviau išskiria deguonį, o pagrindinėje aplinkoje ryšys su deguonimi yra stipresnis.
Tarp kitų veiksnių, kurie gali pakeisti hemoglobino afinitetą deguoniui, prisiminkime temperatūrą. Visų pirma, didėjant kūno temperatūrai, hemoglobino afinitetas deguoniui mažėja. Tai ypač naudinga žiemos ir pavasario mėnesiais, nes plaučių kraujo temperatūra (sąlyčio su išorinės aplinkos oru) yra mažesnė nei pasiekiama audinių lygiu, kur tokiu būdu palengvinamas deguonies tiekimas.,
2, 3-difosogliceratas yra glikolizės tarpinė medžiaga, kuri turi įtakos hemoglobino afinitetui deguoniui. Jei jo koncentracija padidėja raudonųjų kraujo kūnelių viduje, hemoglobino afinitetas deguoniui sumažėja, taip palengvinant deguonies išsiskyrimą į audinius. Tai nėra atsitiktinumas, kad 2, 3-difosfoglicerato eritrocitų koncentracija padidėja, pvz., Anemija, širdies ir plaučių nepakankamumu bei didelio aukščio buvimo metu.
Apskritai, 2, 3 bisfosoglicerato poveikis yra palyginti lėtas, ypač lyginant su greitu reagavimu į pH, temperatūros ir dalinio anglies dioksido slėgio pokyčius.
Bohr poveikis yra labai svarbus intensyviam raumenų darbui; tokiomis sąlygomis, iš tikrųjų, audiniuose, kurie yra labiausiai veikiami streso, yra vietinis anglies dioksido temperatūros ir slėgio padidėjimas, taigi, kraujo rūgštingumas. Kaip paaiškinta pirmiau, visa tai skatina deguonies išsiskyrimą į audinius, perkeliant hemoglobino disociacijos kreivę į dešinę.
