Deoxygenace je disociace kyslík molekuly od hemoglobin molekuly u člověka krev. Tělo kyslík zásobování je postaveno na cyklu okysličení a odkysličení. V jevech, jako je kouř inhalaceje tento cyklus narušen.
Co je to odkysličení?
Deoxygenace je disociace kyslík molekuly od hemoglobin molekuly u člověka krev. Chemická deoxygenace zahrnuje disociaci atomů kyslíku z atomové vazby. Lék odkazuje na rozpad kyslíkových vazeb hemoglobin. Hemoglobin je červená krev pigment, který obsahuje dvojmocný železo atomy. v lidské dýchání, hemoglobin slouží jako transportní médium díky této afinitě ke kyslíku železo pouto. Všechny orgány a tkáně těla potřebují kyslík. Krev transportuje atomy kyslíku do nejtenčích větví krevního řečiště a dodává tak všechny tkáně. Kyslík má pouze omezenou rozpustnost. Proto je v krevní plazmě přítomen nejen ve volné formě, ale také ve formě vázané na hemoglobin. Tato vazba se také nazývá okysličení a je opakem deoxygenace. Vazebná afinita hemoglobinu ke kyslíku se mění v různých prostředích těla. Když afinita klesá, dochází k deoxygenaci. Atomy kyslíku jsou tak dodávány do jednotlivých tkání a orgánů těla. Hemoglobin bez vazeb se také nazývá deoxyhemoglobin. Analogicky se hemoglobin vázaný na kyslík nazývá oxyhemoglobin.
Funkce a účel
Okysličování a odkysličování hrají v lidském organismu společně důležitý kyslík pro tkáně. Fyzicky rozpuštěný kyslík například hraje roli při výměně mezi krevní plazmou a plicními alveoly. Mezi plazmou a interstitiem probíhá výměna kyslíku difúzí. V tomto procesu hraje roli také fyzicky rozpuštěný kyslík. Pro udržení přívodu kyslíku do všech buněk je však vazba na hemoglobin také životně důležitým procesem kvůli jeho omezené rozpustnosti. Když je hemoglobin okysličen, změní se jeho konformace. S touto změnou polohy, centrální železo atom v červeném krevním pigmentu se prostorově přeskupí a hemoglobin předpokládá dynamický funkční stav. Bez vazby na kyslík je hemoglobin ve skutečnosti deoxyhemoglobin a vykazuje tak napjatý tvar T. Při okysličení se tvar hemoglobinu změní na uvolněný tvar R. Mluvíme pak o oxyhemoglobinu. Afinita hemoglobinu ke kyslíku se mění s konkrétním tvarem a prostorovým uspořádáním molekul. Ve své uvolněné formě má tedy červený krevní pigment větší afinitu ke kyslíku než ve své napjaté formě. Hodnota pH má také vliv na afinitu. Čím vyšší je pH v příslušném prostředí těla, tím vyšší je afinita hemoglobinu k vazbě na kyslík. Kromě toho teploty ovlivňují vazebné vlastnosti. Například vazebná afinita ke kyslíku se zvyšuje s poklesem teploty. Kromě toho vazebná afinita ke kyslíku závisí na uhlík obsah oxidu uhličitého. Tato závislost na uhlík dioxid koncentracespolu se závislostí na pH se nazývá Bohrův efekt. Vazebná afinita hemoglobinu ke kyslíku klesá jako uhlík stoupá hladina oxidu uhličitého a pH je nízké. Když tedy oxid uhličitý úroveň je nízká a ph je vysoká, afinita se zvyšuje. Z tohoto důvodu hemoglobin okysličuje v alveolárních kapilárách plic během dýchání, protože se snižuje oxid uhličitý a zvyšuje se pH krve. Naproti tomu relativně vysoké koncentrace CO2 při nízkých hodnotách pH jsou přítomny v krevním systému širšího krevní oběh. Vazebná afinita červeného krevního pigmentu se tak snižuje. Kyslík se disociuje z molekul hemoglobinu a dochází k deoxygenaci. Bez deoxygenace by tedy krev nebyla účinným transportním prostředkem pro kyslík. Pokud by molekuly kyslíku zůstaly trvale vázány na železo hemoglobinu, z transportu by neměly prospěch ani tělesné tkáně, ani orgány.
Nemoci a nemoci
Při otravě oxidem uhelnatým je narušena funkce hemoglobinu vázající kyslík. Například pokud pacient v případě požáru vdechl příliš mnoho kouře, oxid uhelnatý se místo kyslíku váže na molekuly železa hemoglobinu. Výsledkem je, že v plazmě je méně oxyhemoglobinu. V těle téměř nedochází k okysličování, protože kyslíková afinita červeného krevního pigmentu klesá s CO koncentrace. Jak klesá afinita, je upřednostňována deoxygenace hemoglobinu. Nastává hypoxie. Tělu již není dodáváno dostatečné množství kyslíku. V případě těžké intoxikace mluvíme o anoxii. Takovým jevem je úplná nepřítomnost kyslíku v tkáních těla. Zatímco anoxie je téměř vždy spojena s kouřem inhalace, hypoxie může být také způsobena anémie or embolie. Srpkovitá buňka anémie pacienti například trpí chronickou anémií. Jejich abnormální hemoglobin má tendenci se shlukovat a ucpávat krev plavidla a nedostatečně okysličovat. Proto srpkovitá cela anémie může také způsobit hypoxii. Totéž platí pro tzv. Alfa-thalassemia, ve kterém je narušena syntéza alfa řetězců v proteinové části hemoglobinu. V souvislosti s hypoxií dochází v těle vždy k narušení metabolismu buněk. Buňky těla jsou vždy poškozeny nedostatkem kyslíku. Jak závažné jsou důsledky nedostatečného zásobování, závisí například na tom, jak rychle jej lze napravit. The správa kyslíku je důležitým krokem léčby většiny nemocí s nedostatkem. U hemopoetických onemocnění nebo poruch hemoglobinu jsou obvykle nezbytné krevní transfuze.
