Deoksigenacija

The Deoksigenacija je disociacija kisikovih molekul iz molekul hemoglobina v človeški krvi. Oskrba telesa s kisikom temelji na ciklu oksigenacije in deoksigenacije. Ta cikel motijo ​​pojavi, kot je zastrupitev z dimom.

Kaj je deoksigenacija?

Pri kemični deoksigenaciji se atomi kisika sprostijo iz atomske vezi. Medicina izraz označuje razpad kisikovih vezi na hemoglobinu. Hemoglobin je rdeči krvni pigment, ki vsebuje dvovalentne atome železa. Pri človeškem dihanju hemoglobin služi kot transportni medij zahvaljujoč tej železni vezi z afiniteto do kisika.

Vsi organi in tkiva v telesu potrebujejo kisik. Kri prenaša atome kisika do najtanjših vej krvnega obtoka in tako oskrbuje vsa tkiva.

Kisik ima le omejeno topnost. Zato v krvni plazmi ni samo v prosti, ampak tudi v obliki, vezani na hemoglobin. To vez imenujemo tudi oksigenacija in je nasprotna deoksigenaciji.

Vezavna povezanost hemoglobina za kisik se spreminja v različnih okoljih telesa. Ko se afiniteta spusti, pride do deoksigenacije. Atomi kisika se sproščajo v posamezna tkiva in organe telesa. Vezavni hemoglobin se imenuje tudi dezoksihemoglobin. Podobno se hemoglobin, vezan na kisik, imenuje oksihemoglobin.

Funkcija in naloga

Oksigenacija in deoksigenacija skupaj delujeta v človeškem organizmu in oskrbujeta tkiva z vitalnim kisikom. Fizično raztopljeni kisik ima na primer vlogo pri izmenjavi med krvno plazmo in alveoli pljuč. Izmenjava kisika poteka med plazmo in intersticijem z difuzijo. Fizično raztopljen kisik ima tudi vlogo pri tem procesu.

Da bi ohranili dotok kisika vsem celicam, pa je zaradi omejene topnosti ključen tudi vez na hemoglobin. Ko je hemoglobin oksigeniran, se njegova konformacija spremeni. S to spremembo položaja je centralni železov atom prostorsko preurejen v rdečem krvnem pigmentu in hemoglobin prevzame dinamično funkcionalno stanje.

Brez vezave kisika je hemoglobin pravzaprav deoksihemoglobin in ima tako napeto T-obliko. Z oksigenacijo se oblika hemoglobina spremeni v sproščeno R-obliko. Nato govorimo o oksihemoglobinu. Afiniteta hemoglobina za kisik se spreminja z ustrezno obliko in prostorsko razporeditvijo molekul. Rdeči krvni pigment ima v sproščeni obliki večjo naklonjenost kisiku kot v napeti obliki.

PH vrednost vpliva tudi na afiniteto. Višja kot je pH vrednost v posameznem telesnem okolju, večja je afiniteta za vezavo hemoglobina na kisik. Poleg tega temperature vplivajo na lastnosti vezave. Na primer, vezavna afiniteta za kisik narašča, ko temperatura pada.

Poleg tega je afiniteta vezave na kisik odvisna od vsebnosti ogljikovega dioksida. To odvisnost od koncentracije ogljikovega dioksida označujemo skupaj z odvisnostjo pH kot Bohrov učinek. Afiniteto vezave hemoglobina na kisik pade s povečanjem ravni ogljikovega dioksida in nizko pH vrednostjo. Z nizko stopnjo ogljikovega dioksida in visoko pH vrednostjo se afiniteta poveča. Zaradi tega hemoglobin oksigenira v alveolarnih kapilarah pljuč med dihanjem, ker pri tem pade vsebnost ogljikovega dioksida in pH v krvi naraste.

V krvnem sistemu preostalega telesa pa so relativno nizke koncentracije CO2 pri nizkih vrednostih pH. Navezujoča afiniteta rdečega krvnega pigmenta se zmanjša. Kisik se oddvoji od molekul hemoglobina in pride do deoksigenacije.

Brez deoksigenacije kri torej ne bi bila učinkovit transportni medij za kisik. Če bi molekule kisika v hemoglobinu ostale trajno vezane na železo, od prevoza ne bi koristile niti telesna tkiva niti organi.

Bolezni in bolezni

Pri zastrupitvi z ogljikovim monoksidom je oslabljena funkcija hemoglobina, ki veže kisik. Če je na primer bolnik v scenariju požara vdihnil preveč dimnega plina, se ogljikov monoksid namesto kisika odloži na molekule železa hemoglobina. Posledično je v plazmi manj oksihemoglobina. V telesu skoraj ni kisikove kisline, ker kisikova pripadnost rdečemu krvnemu pigmentu pade s koncentracijo CO. Deoksigenacija hemoglobina naj bi se ubadala s padajočo afiniteto. Pojavi se hipoksija. Telo potem ni več ustrezno preskrbljeno s kisikom.

Pri hudi zastrupitvi govorimo o anoksiji. Eden takšnih pojavov je popolno pomanjkanje kisika v tkivih telesa. Medtem ko je anoksija skoraj vedno povezana z vdihavanjem dima, je vzrok hipoksije lahko tudi anemija ali embolija. Na primer, bolniki s srpasto anemijo trpijo za kronično anemijo. Vaš nenormalni hemoglobin se nagiba skupaj, zamaši krvne žile in se več ne oksigenira pravilno. Zato lahko srpastecelična anemija povzroči tudi hipoksijo. Enako velja za tako imenovano alfa talasemijo, pri kateri je sinteza alfa verig v beljakovinski komponenti hemoglobina motena.

V kontekstu hipoksije je v telesu vedno moten celični metabolizem. Telesne celice so vedno poškodovane zaradi nezadostne oskrbe s kisikom. Resnost posledic neustrezne oskrbe je na primer odvisna od tega, kako hitro jo je mogoče odpraviti. Dajanje kisika je pomemben korak pri zdravljenju večine pomanjkljivosti. Transfuzija krvi je običajno nujna v primeru bolezni tvorbe krvi ali motenj hemoglobina.