оксигенація

The оксигенація відноситься до зв'язування червоного пігменту крові з молекулами кисню. Протилежне також називається дезоксигенацією і відбувається, коли концентрація СО занадто висока або значення рН у крові занадто низьке. Прогресуюча дезоксигенація загрожує постачанням органів кисню у разі інтоксикації оксидом вуглецю.

Що таке оксигенація?

Гемоглобін пігменту червоного крові надає еритроцитам їх колір, а також виконує важливі функції в дихальному ланцюзі. Гемоглобін також містить двовалентну сполуку заліза, яка може зв’язуватися з киснем. Тому його також називають кисневим. Зв'язування киснем пігменту червоної крові в медичній термінології називається оксигенацією.

Кров, таким чином, виконує завдання транспортного середовища під час дихання і доставляє кисень до окремих органів і тканин. Кисень присутній у крові як у зв'язаному, так і у фізично розчиненому вигляді. Розчинена форма відіграє роль, зокрема, для обміну кисню між легеневими альвеолами та плазмою. Обмін киснем між плазмою крові та інтерстицію також залежить від розчиненого кисню, оскільки цей процес здійснюється за допомогою дифузії.

Однак кисень має лише обмежену розчинність. Транспорт кисню, пов'язаний з гемоглобіном, підтримує життєзабезпеченість клітини киснем, незважаючи на обмежену розчинність.

Функція та завдання

Під час оксигенації кисень зв’язується з гемоглобіном. В результаті молекула змінює свою конформацію, тобто просторове розташування. Під час цього процесу центральний атом заліза пігменту крові змінює своє положення.Таким чином зв'язування досягає динамічного функціонального стану. У разі оксигенації реальної окислювальної чи хімічно складної реакції немає.

Незв’язаний гемоглобін також відомий як дезоксигемоглобін і виглядає як напружена Т-форма. Тільки коли він зв'язується з атомами кисню, пігмент крові перетворюється в розслаблену R-форму, яка також відома як оксигемоглобін. Спорідненість гемоглобіну до кисню залежить, наприклад, від таких факторів, як конформація молекул. У розслабленій формі R пігмент червоного крові має більшу спорідненість, ніж у напруженій формі Т.

Значення pH також відіграє роль, яку не слід недооцінювати за спорідненістю кисню до гемоглобіну. Спорідненість зв'язування гемоглобіну також збільшується зі збільшенням рН. Температура має однаково великий вплив на спорідненість зв'язування червоного кров'яного пігменту. Спорідненість збільшується зі зниженням температури, і, як наслідок, вона втрачається, коли температура ядра занадто висока. Крім цих факторів, спорідненість зв'язування гемоглобіну також залежить від концентрації вуглекислого газу.

Залежність від факторів вмісту вуглекислого газу та значення рН крові узагальнюється як так званий ефект Бора. При високому рН і низькому рівні вуглекислого газу спостерігається висока спорідненість. Концентрація оксигемоглобіну відповідно збільшується в цих умовах. В результаті спорідненість зв'язування зменшується при високому вмісті діоксиду вуглецю та низькому значенні рН.

Кровотік організму природно враховує ці фактори при транспортуванні кисню. Наприклад, капіляри легенів мають низький рівень вуглекислого газу і відносно високий pH. Спорідненість зв'язування гемоглобіну в легенях відповідно висока. Це призводить до оксигенації пігменту червоної крові. Поза легеневими капілярами спостерігається відносно високий вміст СО2 з низьким значенням рН. Спорідненість зв'язування гемоглобіну відповідно зменшується і вивільняє кисень по шматочку, який потім забирається тканинами та органами.

Ця дисоціація кисню від молекул гемоглобіну відома як дезоксигенація і так само важлива для надходження кисню в організм, як оксигенація.

Хвороби та недуги

У разі інтоксикації оксидом вуглецю окислення гемоглобіну обмежено або навіть повністю відключено. Це тому, що спорідненість зв'язування гемоглобіну до оксиду вуглецю приблизно в 300 разів вища, ніж спорідненість зв'язування з киснем. Таким чином, у разі вдихання диму, окис вуглецю накопичується в гемоглобіні за дуже короткий час, тим самим створюючи карбоксигемоглобін. Це створює блокування поглинання кисню, а вміст кисню в крові падає потроху.

Тому сильне отруєння СО викликає гіпоксію, тобто загальну недостатність тканин та органів організму киснем. Коли рівень СО в крові досягає певного відсотка, відповідна особа пропадає через цю недостатність. Якщо рівень продовжує зростати після непритомності, смерть настає вище певної концентрації. Якщо запас кисню недостатній, тканина тіла відмирає незворотно.

Для лікування знижених концентрацій кисню в артеріальній крові доступні кисневі терапії. Ці терапії також корисні при легеневій емболії. Те саме стосується інфарктів, дихальної недостатності або серцевої недостатності. Багато серцево-легеневі захворювання загрожують гіпоксією.

Гіпоксія також загрожує анемією, оскільки в плазмі крові при цьому захворюванні занадто мало еритроцитів. Чим менше гемоглобіну, тим менше кисню можна транспортувати до органів у зв’язаному вигляді. Анемія може бути наслідком втрати крові, але вона також може бути викликана нестачею заліза або фолієвої кислоти.

Розлади кровотворення також можуть призвести до анемічних явищ, які можуть бути пов’язані з іншими порушеннями кровотворення та іншими супутніми симптомами. Анемії лікують залежно від їх причини та регресу в умовах симптомів дефіциту, як тільки усувається причинний дефіцит.