Ключова разлика – Оксигениран срещу дезоксигениран хемоглобин
Хемоглобинът е протеин, намиращ се в червените кръвни клетки, които пренасят кислород от белите дробове до телесните тъкани и органи и въглероден диоксид от телесните тъкани и органи до белите дробове. Има две състояния на хемоглобина: кислороден и деоксигениран хемоглобин. Ключовата разлика между оксигенирания и деоксигенирания хемоглобин е, че оксигенираният хемоглобин е състоянието на хемоглобина, свързан с четири кислородни молекули, докато деоксигенираният хемоглобин е несвързаното състояние на хемоглобина с кислорода. Оксигенираният хемоглобин е яркочервен на цвят, докато деоксигенираният хемоглобин е тъмночервен на цвят.
Какво е хемоглобин?
Хемоглобинът (Hb) е сложна протеинова молекула, присъстваща в червените кръвни клетки, която придава типичната форма на червените кръвни клетки (кръгла с тесен център). Ключовата роля на Hb включва транспортирането на кислород от белите дробове до телесните тъкани, обмяната му с въглероден диоксид и приемането на въглероден диоксид от телесните тъкани до белите дробове и обратното му обмяна с кислород. Молекулата на хемоглобина съдържа четири полипептидни вериги (протеинови субединици) и четири хем групи, както е показано на фигура 01. Четири полипептидни вериги представляват две алфа-глобулинови вериги и две бета-глобулинови вериги. Хемът е важно порфириново съединение в молекулата на хемоглобина, което има централен железен атом, вграден вътре. Всяка полипептидна верига на молекулата на хемоглобина съдържа хем група и железен атом. Атомът на желязото е жизненоважен за транспортирането на кислород и въглероден диоксид в кръвта и е основният фактор за червения цвят на червените кръвни клетки. Хемоглобинът се нарича още металопротеин поради включването му на железни атоми.
Снабдяването на тъканите и органите с кислород е жизненоважно и важно. Клетките получават енергия чрез аеробно дишане (окислително фосфорилиране), използвайки кислород като акцептор на електрони. Производството на енергия е необходимо за оптимален клетъчен метаболизъм и функции. Снабдяването с кислород се улеснява от протеините на хемоглобина. Следователно хемоглобинът е известен също като протеин, пренасящ кислород в кръвта.
Ниското ниво на хемоглобин в кръвта, наречено анемия. Състоянието на анемия може да причини няколко заболявания. Има различни причини за ниските концентрации на хемоглобин в кръвта. Дефицитът на желязо е основната причина, докато прекомерното хранене, нездравословният начин на живот, някои заболявания и рак също са причини за същото.
Молекулата на хемоглобина има четири места за свързване на кислород, свързани с четири Fe+2 атома. Една молекула хемоглобин може да носи максимум четири молекули кислород. Следователно хемоглобинът може да бъде наситен или ненаситен с кислород. Насищането с кислород е процентът на местата за свързване на кислорода на хемоглобина, заети от кислорода. С други думи, той измерва фракцията на наситения с кислород хемоглобин спрямо общия хемоглобин. Тези две състояния на хемоглобина са известни като оксигениран и деоксигениран хемоглобин.
Фигура 1: Структура на хемоглобина
Какво е кислороден хемоглобин?
Когато хемоглобиновите молекули са свързани и наситени с кислородни молекули, комбинацията от хемоглобин с кислород е известна като кислороден хемоглобин (оксихемоглобин). Кислородният хемоглобин се образува по време на физиологичното дишане (вентилация), когато кислородните молекули се свързват с хем групите на хемоглобина в червените кръвни клетки. Производството на наситен с кислород хемоглобин се случва главно в белодробните капиляри близо до алвеолите на белите дробове, където се извършва газообменът (вдишване и издишване). Афинитетът на свързване на кислорода с хемоглобина е силно повлиян от pH. Когато рН е високо, има висок афинитет на свързване на кислород към хемоглобина, но той намалява с понижаване на рН. Обикновено има високо pH в белите дробове и ниско pH в мускулите. По този начин тази разлика в условията на pH е полезна за свързването, транспортирането и освобождаването на кислорода. Тъй като има висок афинитет на свързване близо до белия дроб, кислородът се свързва с хемоглобина и образува оксихемоглобин. Когато оксихемоглобинът достигне мускула поради ниско pH, той се разтваря и освобождава кислород към клетките. Счита се, че нормалното ниво на кислород в кръвта на хората е в диапазона 95 – 100%. Наситената с кислород кръв се вижда в яркочервен (пурпурночервен) цвят. Когато хемоглобинът е в наситена с кислород форма, това също е известно като R състояние (релаксирано състояние) на хемоглобина.
Фигура 2: Оксигениран хемоглобин
Какво е дезоксигениран хемоглобин?
Деоксигенираният хемоглобин е форма на хемоглобин, която не е свързана с кислорода. На дезоксигенирания хемоглобин му липсва кислород. Следователно това състояние, наречено Т състояние (напрегнато състояние) на хемоглобина. Дезоксигенираният хемоглобин може да се наблюдава, когато оксигенираният хемоглобин освобождава кислород и той се обменя с въглероден диоксид близо до плазмената мембрана на мускулните клетки, където има среда с ниско pH. Когато хемоглобинът има нисък афинитет към свързването на кислорода, той доставя кислород и се превръща в деоксигениран хемоглобин.
Фигура 3: Оксигениран и деоксигениран кръвен поток през тялото
Каква е разликата между оксигениран и дезоксигениран хемоглобин?
Оксигениран срещу деоксигениран хемоглобин |
|
| Кислородният хемоглобин е комбинация от хемоглобин плюс кислород. | Несвързаната форма на хемоглобина с кислорода е известна като деоксигениран хемоглобин. |
| Състояние на кислородната молекула | |
| Молекулите на кислорода са свързани с молекулата на хемоглобина. | Молекулите на кислорода не са свързани с молекулата на хемоглобина. |
| Цвят | |
| Кислородният хемоглобин е яркочервен на цвят. | Деоксигенираният хемоглобин е тъмночервен на цвят. |
| Състояние на хемоглобина | |
| Това е известно като R състояние на хемоглобина. | Това е известно като Т (напрегнато) състояние на хемоглобина. |
| Формиране | |
| Кислородният хемоглобин се образува, когато кислородните молекули се свързват с хем групите на хемоглобина в червените кръвни клетки по време на физиологичното дишане. | Деоксигенираният хемоглобин се образува, когато кислородът се освободи от кислородния хемоглобин и се обменя с въглероден диоксид близо до плазмената мембрана на мускулните клетки. |
Обобщение – Оксигениран и дезоксигениран хемоглобин
Хемоглобинът е жизненоважен протеин, открит в червените кръвни клетки, който е способен да пренася кислород от белите дробове до телесните тъкани и въглероден диоксид от телесните тъкани до белите дробове. Има две състояния на хемоглобина, дължащи се на свързването на кислорода. Това са оксигениран хемоглобин и деоксигениран хемоглобин. Кислородният хемоглобин се образува, когато кислородните молекули се прикрепят към Fe атомите. Дезоксигенираният хемоглобин се образува, когато молекулите на кислорода се отделят от молекулата на хемоглобина. Това е ключовата разлика между оксигенирания и деоксигенирания хемоглобин. Прикрепването и освобождаването на кислород се влияе главно от рН и парциалното налягане на кислорода.
