deoksigenacije je disocijacija molekula kisika iz molekula hemoglobina u ljudskoj krvi. Dotok kisika tijelu temelji se na ciklusu oksigenacije i deoksigenacije. Ovaj ciklus je poremećen fenomenima poput trovanja dimom.
Što je deoksigenacija?
U kemijskoj deoksigenaciji atomi kisika oslobađaju se iz atomske veze. Medicina naziva pojam prekida kisikovih veza na hemoglobinu. Hemoglobin je crveni krvni pigment koji sadrži dvovalentne atome željeza. U ljudskom disanju hemoglobin služi kao transportni medij zahvaljujući ovoj željeznoj vezi s afinitetom prema kisiku.
Svi organi i tkiva u tijelu trebaju kisik. Krv transportira atome kisika do najtanjih grana krvotoka i na taj način opskrbljuje sva tkiva.
Kisik ima samo ograničenu topljivost. Stoga nije prisutna samo u krvnoj plazmi u slobodnom, već i u obliku vezanom za hemoglobin. Ova veza se također naziva oksigenacijom i suprotna je deoksigenaciji.
Afinitet vezanja hemoglobina za kisik mijenja se u različitim sredinama tijela. Kad afinitet opadne, dolazi do deoksigenacije. Atomi kisika oslobađaju se u pojedinim tkivima i organima tijela. Vezujući hemoglobin naziva se i deoksihemoglobin. Slično tome, hemoglobin vezan na kisik naziva se oksihemoglobin.
Funkcija i zadatak
Oksidacija i deoksigenacija djeluju zajedno u ljudskom organizmu kako bi opskrbili tkiva vitalnim kisikom. Fizički otopljeni kisik ima ulogu, na primjer, u razmjeni između krvne plazme i alveola pluća. Izmjena kisika odvija se između plazme i intersticija difuzijom. Fizički otopljeni kisik također igra ulogu u ovom procesu.
Kako bi se održala opskrba kisikom u svim stanicama, međutim, zbog ograničene topljivosti, vezivanje za hemoglobin je također važan proces. Kad je hemoglobin oksigeniran, mijenja se njegova konformacija. S ovom promjenom položaja, središnji atom željeza prostorno se preuređuje u crveni pigment krvi, a hemoglobin poprima dinamično funkcionalno stanje.
Bez vezanja kisika, hemoglobin je zapravo deoksihemoglobin i stoga ima napet T-oblik. S oksigenacijom oblik hemoglobina mijenja se u opušteni R-oblik. Tada govorimo o oksihemoglobinu. Afinitet hemoglobina prema kisiku mijenja se s odgovarajućim oblikom i prostornim rasporedom molekula. U opuštenom obliku, crveni krvni pigment ima veći afinitet prema kisiku nego u napetom obliku.
PH vrijednost također utječe na afinitet. Što je veća pH vrijednost u odgovarajućem tjelesnom okruženju, to je veći afinitet vezanja hemoglobina za kisik. Osim toga, temperature utječu na svojstva vezivanja. Na primjer, afinitet vezanja za kisik raste kako temperatura opada.
Uz to, afinitet vezanja za kisik ovisi o sadržaju ugljičnog dioksida. Ovu ovisnost o koncentraciji ugljičnog dioksida naziva Bohr učinak, zajedno s pH-ovisnošću. Afinitet vezanja hemoglobina za kisik opada s povećanjem razine ugljičnog dioksida i niskom pH vrijednošću. Uz nisku razinu ugljičnog dioksida i visoku pH vrijednost, afinitet raste. Iz tog razloga hemoglobin oksigenira u alveolarnim kapilarama pluća tijekom disanja, jer dolazi do pada sadržaja ugljičnog dioksida i pH krvi raste.
U krvnom sustavu ostatka tijela, međutim, postoje relativno visoke koncentracije CO2 pri niskim vrijednostima pH. Afinitet vezivanja crvenog krvnog pigmenta smanjuje se. Kisik se disocira od molekula hemoglobina i dolazi do deoksigenacije.
Bez deoksigenacije, krv stoga ne bi bila učinkovit transportni medij za kisik. Ako bi molekule kisika u hemoglobinu ostale trajno vezane na željezo, od transporta neće imati koristi ni tjelesna tkiva ni organi.
Bolesti i bolesti
U slučaju trovanja ugljičnim monoksidom, funkcija hemoglobina koja veže kisik je narušena. Ako je, na primjer, u scenariju požara pacijent udisao previše dimnog plina, ugljični monoksid se taloži na molekule željeza hemoglobina umjesto kisika. Kao rezultat toga, u plazmi ima manje oksihemoglobina. U tijelu gotovo da i nema kisika, jer afinitet kisika crvenom krvnom pigmentu opada s koncentracijom CO. Deoksigenacija hemoglobina pogoduje padu afiniteta. Javlja se hipoksija. Tijelo tada više nije adekvatno opskrbljeno kisikom.
U slučaju teškog trovanja govori se o anoksiji. Jedna od takvih pojava je potpuni nedostatak kisika u tkivima tijela. Iako je anoksija gotovo uvijek povezana s udisanjem dima, uzrok hipoksije može biti i anemija ili embolija. Na primjer, bolesnici s anemijom srpastih stanica pate od kronične anemije. Vaš nenormalni hemoglobin ima tendenciju skupljanja, začepljenja krvnih žila i više ne djeluje pravilno kisikom. Zbog toga, anemija srpastih stanica također može izazvati hipoksiju. Isto se odnosi na takozvanu alfa talasemiju, kod koje je poremećena sinteza alfa lanaca u proteinskoj komponenti hemoglobina.
U kontekstu hipoksije u tijelu je uvijek poremećen metabolizam stanica. Stanice tijela su uvijek oštećene zbog nedovoljne opskrbe kisikom. Ozbiljnost posljedica neadekvatne opskrbe ovisi, primjerice, o tome koliko brzo se ona može sanirati. Davanje kisika važan je korak u liječenju većine nedostataka. Transfuzija krvi je obično nužna u slučaju bolesti stvaranja krvi ili poremećaja hemoglobina.
