Rozdiel medzi kyslíkom a deoxygenovaným hemoglobínom

Kľúčový rozdiel - Oxygenated vs Deoxygenated Hemoglobin
 

Hemoglobín je proteín nachádzajúci sa v červených krvinkách, ktorý prenáša kyslík z pľúc do telesných tkanív a orgánov a oxid uhličitý z telesných tkanív a orgánov do pľúc. Existujú dva stavy hemoglobínu: okysličený a deoxygenovaný hemoglobín. Kľúčový rozdiel medzi okysličeným a deoxygenovaným hemoglobínom je to okysličený hemoglobín je stav hemoglobínu viazaný so štyrmi molekulami kyslíka, zatiaľ čo deoxygenovaný hemoglobín je nenaviazaný stav hemoglobínu s kyslíkom. Oxygenovaný hemoglobín je jasne červenej farby, zatiaľ čo deoxygenovaný hemoglobín tmavo červenej farby.

OBSAH
1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je hemoglobín
3. Čo je to kyslíkovaný hemoglobín
4. Čo je deoxygenovaný hemoglobín
4. Porovnanie bok po boku - Oxygenated vs Deoxygenated Hemoglobin
5. Zhrnutie

Čo je hemoglobín?

Hemoglobín (Hb) je komplexná proteínová molekula prítomná v červených krvinkách, ktorá dáva typický tvar červených krviniek (okrúhle s úzkym stredom). Kľúčové úlohy Hb zahŕňajú transport kyslíka z pľúc do telesných tkanív, jeho výmenu za oxid uhličitý a preberanie oxidu uhličitého z telesných tkanív do pľúc a výmenu kyslíka späť. Hemoglobínová molekula obsahuje štyri polypeptidové reťazce (proteínové podjednotky) a štyri hemové skupiny, ako je to znázornené na obrázku 01. Štyri polypeptidové reťazce predstavujú dva alfa globulínové reťazce a dva beta globulínové reťazce. Heme je dôležitá porfyrínová zlúčenina v hemoglobínovej molekule, ktorá má vo vnútri zabudovaný centrálny atóm železa. Každý polypeptidový reťazec hemoglobínovej molekuly obsahuje skupinu hem a atóm železa. Atóm železa je nevyhnutný pre transport kyslíka a oxidu uhličitého v krvi a je hlavným prispievateľom červenej farby červených krviniek. Hemoglobín sa nazýva aj mettaloprotein vďaka zabudovaniu atómov železa.

Dodávka kyslíka do tkanív a orgánov je životne dôležitá a nevyhnutná. Bunky získavajú energiu prostredníctvom aeróbneho dýchania (oxidačná fosforylácia) použitím kyslíka ako elektrónového akceptora. Výroba energie je potrebná pre optimálny bunkový metabolizmus a funkcie. Prívod kyslíka je podporovaný hemoglobínovými proteínmi. Preto je hemoglobín známy aj ako proteín prenášajúci kyslík v krvi.

Nízka hladina hemoglobínu v krvi sa nazýva anémia. Stav anémie môže spôsobiť niekoľko chorôb. Existujú rôzne dôvody nízkej koncentrácie hemoglobínu v krvi. Nedostatok železa je hlavným dôvodom, zatiaľ čo nadmerná strava, nezdravý životný štýl, niektoré choroby a rakoviny sú tiež príčinou toho istého.

Hemoglobínová molekula má štyri väzbové miesta pre kyslík spojené so štyrmi Fe⁺² atómy. Jedna molekula hemoglobínu môže niesť najviac štyri molekuly kyslíka. Preto môže byť hemoglobín nasýtený alebo nenasýtený kyslíkom. Nasýtenie kyslíkom je percento kyslíkových väzbových miest hemoglobínu obsadeného kyslíkom. Inými slovami, meria frakciu hemoglobínu nasýteného kyslíkom vo vzťahu k celkovému hemoglobínu. Tieto dva stavy hemoglobínu sú známe ako okysličený a deoxygenovaný hemoglobín.

Obrázok 1: Štruktúra hemoglobínu

Čo je to kyslíkovaný hemoglobín?

Keď sa molekuly hemoglobínu viažu a nasýtia molekulami kyslíka, kombinácia hemoglobínu s kyslíkom sa nazýva okysličený hemoglobín (oxyhemoglobín). Oxygenovaný hemoglobín sa tvorí pri fyziologickom dýchaní (ventilácii), keď sa molekuly kyslíka viažu na hemové skupiny hemoglobínu v červených krvinkách. K produkcii kyslíkového hemoglobínu dochádza hlavne v pľúcnych kapilároch blízko alveol pľúc, kde dochádza k výmene plynov (inhalácia a výdych). Afinita väzby kyslíka na hemoglobín je vysoko ovplyvnená pH. Keď je pH vysoké, existuje vysoká afinita väzbového kyslíka na hemoglobín, ale klesá so znižovaním pH. Normálne je v pľúcach vysoké pH a vo svaloch nízke pH. Tento rozdiel v podmienkach pH je teda užitočný na pripojenie, transport a uvoľňovanie kyslíka. Pretože v pľúcach je vysoká väzbová afinita, kyslík sa viaže s hemoglobínom a vytvára oxyhemoglobín. Keď oxyhemoglobín dosiahne svaly v dôsledku nízkeho pH, rozpustí sa a uvoľňuje kyslík do buniek. Normálna hladina kyslíka v krvi ľudí sa považuje za rozmedzí 95 - 100%. Kyslík v krvi je viditeľný v jasne červenej (karmínovo červenej) farbe. Keď je hemoglobín v okysličenej forme, je tiež známy ako R stav (uvoľnený stav) hemoglobínu.

Obrázok 2: Oxygenovaný hemoglobín

Čo je to deoxygenovaný hemoglobín?

Deoxygenovaný hemoglobín je forma hemoglobínu, ktorá nie je viazaná na kyslík. Deoxygenovaný hemoglobín nemá kyslík. Preto sa tento štát nazýval T stav (napätý stav) hemoglobínu. Deoxygenovaný hemoglobín sa dá pozorovať, keď okysličený hemoglobín uvoľňuje kyslík a je vymenený za oxid uhličitý v blízkosti plazmatickej membrány svalových buniek, kde je prostredie s nízkym pH. Keď má hemoglobín nízku afinitu k viazaniu kyslíka, dodáva kyslík a konvertuje na deoxygenovaný hemoglobín.

Obrázok 3: Kyslík a deoxygenovaný prietok krvi cez telo

Aký je rozdiel medzi kyslíkom a deoxygenovaným hemoglobínom?

Oxygenated vs Deoxygenated Hemoglobin
Oxygenovaný hemoglobín je kombináciou hemoglobínu plus kyslíka.	Nenaviazaná forma hemoglobínu s kyslíkom je známa ako deoxygenovaný hemoglobín.
Stav kyslíkovej molekuly
Kyslíkové molekuly sa viažu na hemoglobínovú molekulu.	Kyslíkové molekuly sa neviažu na hemoglobínovú molekulu.
farba
Kyslíkovaný hemoglobín má žiarivo červenú farbu.	Deoxygenovaný hemoglobín má tmavo červenú farbu.
Hemoglobín
Toto je známe ako Stav hemoglobínu.	Toto je známe ako T (napätý) stav hemoglobínu.
Tvorenie
Kyslíkovaný hemoglobín sa vytvára, keď sa molekuly kyslíka viažu na hemoglobínové skupiny s hemmi v červených krvinkách počas fyziologického dýchania..	Deoxygenovaný hemoglobín sa vytvára, keď sa z kyslíkového hemoglobínu uvoľňuje kyslík a vymieňa sa s oxidom uhličitým v blízkosti plazmatickej membrány svalových buniek..

Zhrnutie - Oxygenovaný a deoxygenovaný hemoglobín

Hemoglobín je životne dôležitý proteín nachádzajúci sa v červených krvinkách, ktorý je schopný prenášať kyslík z pľúc do tkanív tela a privádzať oxid uhličitý z tkanív tela do pľúc. V dôsledku väzby kyslíka existujú dva stavy hemoglobínu. Sú to okysličený hemoglobín a deoxygenovaný hemoglobín. Kyslíkovaný hemoglobín sa vytvára, keď sa molekuly kyslíka viažu na atómy Fe. Deoxygenovaný hemoglobín sa vytvára, keď sa molekuly hemoglobínu uvoľňujú z kyslíka. Toto je hlavný rozdiel medzi okysličeným a deoxygenovaným hemoglobínom. Pripojenie a uvoľňovanie kyslíka je ovplyvňované hlavne pH a parciálnym tlakom kyslíka.

referencie:
1. Thomas, Caroline a Andrew B. Lumb. "Fyziológia hemoglobínu." Fyziológia hemoglobínu BJA Vzdelávanie Oxford Academic. Oxford University Press, 15. mája 2012. Web. 20. februára 2017.
2. Marengo-Rowe, Alain J. „Vzťahy štruktúry a funkcie ľudských hemoglobínov.“ Zborník (Baylor University. Medical Center). Baylor Health Care System, júl 2006. Web. 20. februára 2017

S láskavým dovolením:
1. „Hemoglobín 1904“ od spoločnosti OpenStax College - webová stránka Anatómia a fyziológia, Connexions. (CC BY 3.0) prostredníctvom Commons Wikimedia
2. “Obrázok 39 04 01” od CNX OpenStax - (CC BY 4.0) prostredníctvom Commons Wikimedia
3. 2101 Krvný tok srdcom ”OpenStax College - webová stránka Anatómia a fyziológia, Connexions. (CC BY 3.0) prostredníctvom Commons Wikimedia