Galvenā atšķirība - ar skābekli bagātināts un deoksigenēts hemoglobīns
Hemoglobīns ir olb altumviela, kas atrodama sarkanajās asins šūnās, kas transportē skābekli no plaušām uz ķermeņa audiem un orgāniem un oglekļa dioksīdu no ķermeņa audiem un orgāniem uz plaušām. Ir divi hemoglobīna stāvokļi: hemoglobīns ar skābekli un deoksigenēts hemoglobīns. Galvenā atšķirība starp skābekli saturošu un deoksigenētu hemoglobīnu ir tāda, ka ar skābekli piesātināts hemoglobīns ir hemoglobīna stāvoklis, kas saistīts ar četrām skābekļa molekulām, savukārt deoksigenētais hemoglobīns ir hemoglobīna nesaistītais stāvoklis ar skābekli. Ar skābekli bagātināts hemoglobīns ir spilgti sarkanā krāsā, bet deoksigenēts hemoglobīns ir tumši sarkanā krāsā.
Kas ir hemoglobīns?
Hemoglobīns (Hb) ir sarežģīta proteīna molekula, kas atrodas sarkanajās asins šūnās, kas piešķir sarkanajām asins šūnām tipisku formu (apaļa ar šauru centru). Hb galvenās lomas ietver skābekļa transportēšanu no plaušām uz ķermeņa audiem, apmaiņu ar oglekļa dioksīdu un oglekļa dioksīda pārnešanu no ķermeņa audiem uz plaušām un apmaiņu ar skābekli. Hemoglobīna molekula satur četras polipeptīdu ķēdes (olb altumvielu apakšvienības) un četras hēmu grupas, kā parādīts 01. attēlā. Četras polipeptīdu ķēdes apzīmē divas alfa globulīna ķēdes un divas beta globulīna ķēdes. Hēms ir svarīgs porfirīna savienojums hemoglobīna molekulā, kura iekšpusē ir iestrādāts centrālais dzelzs atoms. Katra hemoglobīna molekulas polipeptīda ķēde satur hema grupu un dzelzs atomu. Dzelzs atoms ir ļoti svarīgs skābekļa un oglekļa dioksīda transportēšanai asinīs, un tas ir galvenais sarkano asins šūnu sarkanās krāsas veicinātājs. Hemoglobīnu sauc arī par mettaloproteīnu, jo tajā ir iekļauti dzelzs atomi.
Skābekļa piegāde audiem un orgāniem ir ļoti svarīga un būtiska. Šūnas iegūst enerģiju, izmantojot aerobo elpošanu (oksidatīvo fosforilāciju), izmantojot skābekli kā elektronu akceptoru. Enerģijas ražošana ir nepieciešama optimālai šūnu vielmaiņai un funkcionēšanai. Skābekļa piegādi veicina hemoglobīna proteīni. Tāpēc hemoglobīnu sauc arī par skābekli nesošo proteīnu asinīs.
Zems hemoglobīna līmenis asinīs, ko sauc par anēmiju. Anēmijas stāvoklis var izraisīt vairākas slimības. Zemai hemoglobīna koncentrācijai asinīs ir dažādi iemesli. Dzelzs deficīts ir galvenais iemesls, savukārt pārmērīga diēta, neveselīgs dzīvesveids, dažas slimības un vēzis ir arī tā cēloņi.
Hemoglobīna molekulai ir četras skābekļa saistīšanās vietas, kas saistītas ar četriem Fe+2 atomiem. Viena hemoglobīna molekula var pārvadāt ne vairāk kā četras skābekļa molekulas. Tādējādi hemoglobīns var būt piesātināts vai nepiesātināts ar skābekli. Piesātinājums ar skābekli ir skābekļa aizņemto hemoglobīna skābekļa saistīšanās vietu procentuālais daudzums. Citiem vārdiem sakot, tas mēra ar skābekli piesātinātā hemoglobīna daļu attiecībā pret kopējo hemoglobīnu. Šie divi hemoglobīna stāvokļi ir zināmi kā skābekli saturošs un deoksigenēts hemoglobīns.
1. attēls. Hemoglobīna struktūra
Kas ir skābekļa hemoglobīns?
Kad hemoglobīna molekulas ir saistītas un piesātinātas ar skābekļa molekulām, hemoglobīna kombināciju ar skābekli sauc par skābekļa hemoglobīnu (oksihemoglobīnu). Ar skābekli bagātināts hemoglobīns veidojas fizioloģiskās elpošanas (ventilācijas) laikā, kad skābekļa molekulas saistās ar sarkano asins šūnu hemoglobīna hēmu grupām. Skābekļa hemoglobīna ražošana galvenokārt notiek plaušu kapilāros netālu no plaušu alveolām, kur notiek gāzu apmaiņa (ieelpošana un izelpošana). Skābekļa saistīšanās afinitāti ar hemoglobīnu lielā mērā ietekmē pH. Ja pH ir augsts, ir augsta afinitāte skābekļa saistīšanai ar hemoglobīnu, bet tā samazinās, pH pazeminājoties. Plaušās parasti ir augsts pH, bet muskuļos - zems pH. Tādējādi šī pH apstākļu atšķirība ir noderīga skābekļa piesaistīšanai, transportēšanai un atbrīvošanai. Tā kā plaušu tuvumā ir augsta saistīšanās afinitāte, skābeklis saistās ar hemoglobīnu un veido oksihemoglobīnu. Kad oksihemoglobīns zemā pH dēļ sasniedz muskuļus, tas izšķīst un šūnām izdala skābekli. Tiek uzskatīts, ka normāls skābekļa līmenis cilvēka asinīs ir robežās no 95 līdz 100%. Ar skābekli bagātinātas asinis ir redzamas spilgti sarkanā (sārtumā sarkanā) krāsā. Ja hemoglobīns ir skābekļa formā, to sauc arī par hemoglobīna R stāvokli (atslābināts stāvoklis).
2. attēls. Ar skābekli bagātināts hemoglobīns
Kas ir deoksigenēts hemoglobīns?
Deoksigenēts hemoglobīns ir hemoglobīna forma, kas nav saistīta ar skābekli. Deoksigenētajam hemoglobīnam trūkst skābekļa. Tāpēc šo stāvokli sauc par hemoglobīna T stāvokli (saspīlēto stāvokli). Deoksigenētu hemoglobīnu var novērot, kad skābekli saturošs hemoglobīns atbrīvo skābekli un tas tiek apmainīts ar oglekļa dioksīdu pie muskuļu šūnu plazmas membrānas, kur ir zema pH vide. Ja hemoglobīnam ir zema afinitāte pret skābekļa saistīšanu, tas piegādā skābekli un pārvēršas par deoksigenētu hemoglobīnu.
3. attēls: ar skābekli bagātināta un deoksigenēta asins plūsma caur ķermeni
Kāda ir atšķirība starp skābekli saturošu un deoksigenētu hemoglobīnu?
Skābekļa saturs pret deoksigenētu hemoglobīnu |
|
| Skābekļa hemoglobīns ir hemoglobīna un skābekļa kombinācija. | Nesaistītā hemoglobīna forma ar skābekli ir pazīstama kā deoksigenēts hemoglobīns. |
| Skābekļa molekulas stāvoklis | |
| Skābekļa molekulas ir saistītas ar hemoglobīna molekulu. | Skābekļa molekulas nav saistītas ar hemoglobīna molekulu. |
| Krāsa | |
| Oksigenēts hemoglobīns ir spilgti sarkanā krāsā. | Deoksigenēts hemoglobīns ir tumši sarkanā krāsā. |
| Hemoglobīna stāvoklis | |
| To sauc par hemoglobīna R stāvokli. | Tas ir pazīstams kā hemoglobīna T (saspīlētais) stāvoklis. |
| Veidošanās | |
| Skābekļa hemoglobīns veidojas, kad skābekļa molekulas fizioloģiskās elpošanas laikā saistās ar hemoglobīna hemoglobīna grupām sarkanajās asins šūnās. | Deoksigenēts hemoglobīns veidojas, kad skābeklis tiek atbrīvots no skābekļa hemoglobīna un tiek apmainīts ar oglekļa dioksīdu netālu no muskuļu šūnu plazmas membrānas. |
Kopsavilkums - ar skābekli bagātināts un deoksigenēts hemoglobīns
Hemoglobīns ir vitāli svarīgs proteīns, kas atrodams sarkanajās asins šūnās, kas spēj pārnēsāt skābekli no plaušām uz ķermeņa audiem un no ķermeņa audiem uz plaušām pārnest oglekļa dioksīdu. Skābekļa saistīšanās dēļ hemoglobīnam ir divi stāvokļi. Tie ir skābekļa hemoglobīns un deoksigenēts hemoglobīns. Ar skābekli bagātināts hemoglobīns veidojas, kad skābekļa molekulas pievienojas Fe atomiem. Deoksigenēts hemoglobīns veidojas, kad no hemoglobīna molekulas tiek atbrīvotas skābekļa molekulas. Šī ir galvenā atšķirība starp skābekli saturošu un deoksigenētu hemoglobīnu. Skābekļa piesaisti un izdalīšanos galvenokārt ietekmē pH un skābekļa daļējais spiediens.
