Fő különbség – Oxigénezett és oxigénmentesített hemoglobin
A hemoglobin a vörösvértestekben található fehérje, amely oxigént szállít a tüdőből a test szöveteibe és szerveibe, valamint szén-dioxidot a testszövetekből és szervekből a tüdőbe. A hemoglobinnak két állapota van: oxigénnel dúsított és oxigénmentesített hemoglobin. A legfontosabb különbség az oxigénnel dúsított és az oxigénmentesített hemoglobin között az, hogy az oxigénezett hemoglobin a hemoglobin négy oxigénmolekulához kötött állapota, míg az oxigénmentesített hemoglobin a hemoglobin oxigénnel nem kötött állapota. Az oxigénmentes hemoglobin élénkvörös színű, míg az oxigénmentesített hemoglobin sötétvörös színű.
Mi az a hemoglobin?
A hemoglobin (Hb) a vörösvérsejtekben jelenlévő összetett fehérjemolekula, amely a vörösvértestek jellegzetes alakját adja (kerek, keskeny középponttal). A Hb kulcsfontosságú szerepe az oxigén szállítása a tüdőből a testszövetekbe, szén-dioxiddal történő cseréje, valamint a szén-dioxidnak a test szöveteiből a tüdőbe történő eljuttatása és az oxigénnel való visszacsere. A hemoglobin molekula négy polipeptid láncot (fehérje alegységet) és négy hemcsoportot tartalmaz, amint az a 01. ábrán látható. Négy polipeptid lánc két alfa globulin láncot és két béta globulin láncot jelent. A hem egy fontos porfirin vegyület a hemoglobin molekulában, amelynek központi vasatomja van beágyazva. A hemoglobinmolekula minden polipeptidlánca tartalmaz egy hemcsoportot és egy vasatomot. A vasatom létfontosságú az oxigén és a szén-dioxid szállításához a vérben, és a vörösvértestek vörös színének fő tényezője. A hemoglobint mettaloproteinnek is nevezik, mivel vasatomokat tartalmaz.
A szövetek és szervek oxigénellátása létfontosságú és elengedhetetlen. A sejtek aerob légzéssel (oxidatív foszforilációval) nyernek energiát, oxigént használnak elektronakceptorként. Az optimális sejtanyagcseréhez és -funkciókhoz energiatermelésre van szükség. Az oxigénellátást a hemoglobin fehérjék segítik elő. Ezért a hemoglobint a vérben oxigénszállító fehérjének is nevezik.
A vér alacsony hemoglobinszintje, az úgynevezett vérszegénység. A vérszegénység számos betegséget okozhat. A vér alacsony hemoglobinkoncentrációjának különböző okai vannak. A vashiány a fő ok, míg a túlzott diéta, az egészségtelen életmód, egyes betegségek és a rákos megbetegedések szintén okai ennek.
A hemoglobin molekulának négy oxigénkötő helye van, amelyek négy Fe+2 atomhoz kapcsolódnak. Egy hemoglobinmolekula legfeljebb négy oxigénmolekulát hordozhat. Ezért a hemoglobin lehet oxigénnel telített vagy telítetlen. Az oxigéntelítettség a hemoglobin oxigén által elfogl alt oxigénkötő helyeinek százalékos aránya. Más szavakkal, az oxigéntel telített hemoglobin arányát méri a teljes hemoglobinhoz viszonyítva. A hemoglobinnak ezt a két állapotát oxigenizált és oxigénmentesített hemoglobinnak nevezik.
1. ábra: A hemoglobin szerkezete
Mi az az oxigénezett hemoglobin?
Amikor a hemoglobinmolekulák meg vannak kötve és oxigénmolekulákkal telítve vannak, a hemoglobin és az oxigén kombinációját oxigénezett hemoglobinnak (oxihemoglobinnak) nevezik. Az oxigénnel dúsított hemoglobin a fiziológiás légzés (ventiláció) során képződik, amikor az oxigénmolekulák a vörösvértestekben lévő hemoglobin hemcsoportjaihoz kötődnek. Az oxigénnel dúsított hemoglobintermelés főként a tüdő alveolusai közelében lévő tüdőkapillárisokban történik, ahol a gázcsere (belégzés és kilégzés) történik. Az oxigén hemoglobinhoz való kötődésének affinitását nagymértékben befolyásolja a pH. Ha a pH magas, nagy affinitása van az oxigénnek a hemoglobinhoz való kötésének, de ez a pH csökkenésével csökken. A tüdőben általában magas, az izmokban alacsony a pH. Így a pH-viszonyok közötti különbség hasznos az oxigénhez való kötődés, szállítás és felszabadulás szempontjából. Mivel a tüdő közelében nagy a kötődési affinitás, az oxigén a hemoglobinhoz kötődik, és oxihemoglobint képez. Amikor az oxihemoglobin az alacsony pH miatt eléri az izmokat, feloldódik és oxigént bocsát ki a sejtekhez. Az emberi vér normál oxigénszintjét 95-100% tartományban tartják. Az oxigénnel dúsított vér élénkvörös (bíborvörös) színben látható. Ha a hemoglobin oxigénnel dúsított formában van, azt a hemoglobin R állapotának (relaxált állapotának) is nevezik.
2. ábra: Oxigénezett hemoglobin
Mi az az oxigénmentesített hemoglobin?
Az oxigénmentesített hemoglobin a hemoglobin azon formája, amely nem kötődik oxigénhez. Az oxigénmentesített hemoglobinnak nincs oxigénje. Ezért ezt az állapotot a hemoglobin T-állapotának (feszült állapotának) nevezik. Deoxigénezett hemoglobin akkor figyelhető meg, amikor az oxigénnel dúsított hemoglobin oxigént szabadít fel, és az izomsejtek plazmamembránjának közelében szén-dioxiddal cserélődik, ahol alacsony pH-jú környezet van. Ha a hemoglobin alacsony affinitást mutat az oxigénkötéshez, akkor oxigént szállít, és oxigénmentesített hemoglobinná alakul.
3. ábra: Oxigénezett és oxigénmentesített véráramlás a testen keresztül
Mi a különbség az oxigénmentes és az oxigénmentesített hemoglobin között?
Oxigénezett vs oxigénmentes hemoglobin |
|
| Az oxigénezett hemoglobin a hemoglobin és az oxigén kombinációja. | A hemoglobin oxigénnel nem kötött formáját dezoxigénezett hemoglobinnak nevezik. |
| Oxigénmolekula állapota | |
| Az oxigénmolekulák a hemoglobin molekulához kötődnek. | Az oxigénmolekulák nem kötődnek a hemoglobinmolekulához. |
| Szín | |
| Oxigénezett hemoglobin élénkvörös színű. | Az oxigénmentesített hemoglobin sötétvörös színű. |
| Hemoglobin állapota | |
| Ez a hemoglobin R állapota. | Ez a hemoglobin T (feszült) állapota. |
| Alakítás | |
| Oxigénezett hemoglobin akkor képződik, amikor az oxigénmolekulák a fiziológiás légzés során a vörösvértestekben lévő hemoglobin hemcsoportjaihoz kötődnek. | Deoxigénezett hemoglobin akkor képződik, amikor az oxigén felszabadul az oxigéndús hemoglobinból, és az izomsejtek plazmamembránja közelében szén-dioxiddal cserélődik. |
Összefoglaló – Oxigénezett és oxigénmentesített hemoglobin
A hemoglobin a vörösvértestekben található létfontosságú fehérje, amely képes oxigént szállítani a tüdőből a testszövetekbe, és szén-dioxidot juttatni a testszövetekből a tüdőbe. A hemoglobinnak két állapota van az oxigén megkötése miatt. Ezek az oxigénezett hemoglobin és a deoxigénezett hemoglobin. Oxigénezett hemoglobin képződik, amikor oxigénmolekulák kapcsolódnak a vas atomokhoz. Deoxigénezett hemoglobin akkor képződik, amikor oxigénmolekulák szabadulnak fel a hemoglobin molekulából. Ez a legfontosabb különbség az oxigénezett és az oxigénmentesített hemoglobin között. Az oxigén kötődését és felszabadulását főként a pH és az oxigén parciális nyomása befolyásolja.
