Charakterystyka i efekty karboksyhemoglobiny

karboksyhemoglobina Jest to hemoglobina przyłączona do tlenku węgla (CO). Hemoglobina to białko, które transportują tlen przez krew do ludzi i w wielu innych kręgowcach.

Aby transportować tlen, hemoglobina musi do tego dołączyć. Max Perutz, chemika i nagroda Nobla urodzona w Wiedniu w 1914 r. I zabita w Cam-Bridge w 2002 r., Nazywany „zachowaniem hemoglobiny tlenu”.

Struktura hemoglobiny (Źródło: Bielabio przez Wikimedia Commons)

Wyobraź sobie dwie cząsteczki hemoglobiny zdolne do połączenia każdego z czterema cząsteczkami tlenu. Jeden ma już trzy cząsteczki tlenu, a drugi. Jeśli pojawi się inna cząsteczka tlenu, pytanie jest następujące: czy wiąże się z „bogatym”, który ma już trzy lub „biedne”, które nie ma? Prawdopodobieństwo wynosi od 100 do 1, że kierowana jest cząsteczka bogata.

Wyobraź sobie teraz dwie inne cząsteczki hemoglobiny. Jedna ma 4 cząsteczki tlenu (jest nasycony), a drugi tylko jeden ma jeden. Która z cząsteczek najprawdopodobniej daje tlen tkankom, bogatym lub biednym? Najbiedniejsze łatwiej dostarczyć tlen niż bogaty.

Rozkład tlenu w cząsteczce hemoglobiny można postrzegać jako biblijną przypowieść: „... kto ma, a kto nie ma, nawet to, co ma, zostanie usunięte ...” (MT, 13:12 ). Z fizjologicznego punktu widzenia to „niemoralne” zachowanie cząsteczki hemoglobiny jest pełne znaczenia, pozycja przyczynia się do udziału tlenu w tkankach.

Jednak tlenek węgla, bez względu na liczbę atomów tlenu zjednoczonych z cząsteczką hemoglobiny, „zamiatanie” ze wszystkimi. To znaczy, w obecności obfitego CO, cały tlen przyłączony do hemoglobiny zastępuje CO.

[TOC]

Charakterystyka strukturalna

Mówić o karboksyhemoglobinie, która jest niczym więcej niż stanem hemoglobiny związanej z tlenkiem węgla, należy najpierw odwoływać się do hemoglobiny.

Hemoglobina jest białkiem złożonym z czterech podjednostek utworzonych przez łańcuch polipeptydowy znany jako globina i grupa natury natury nie -białko (grupa protetyczna) o nazwie HEMO.

Może ci służyć: BioEstadistics: Historia, dziedzina studiów i zastosowań

Każda grupa hemo zawiera atom żelazny w stanie żelaznym (wiara²⁺). Są to atomy zdolne do łączenia tlenu bez utleniania.

Tetramer hemoglobiny składa się z dwóch podjednostek alfa globiny, 141 aminokwasów każdy i dwie podjednostki globiny beta, 146 aminokwasów każdy.

Formy lub struktury hemoglobiny

Gdy hemoglobina nie jest powiązana z żadnym atomem tlenu, struktura hemoglobiny jest sztywna lub napięta, produkt tworzenia mostów soli fizjologicznej w środku.

Struktura hemoglobiny bez tlenu (deoksygenada) jest znana jako „T” lub struktura napięta, a utleniona hemoglobina (oksyhemoglobina) jest znana jako „R” lub rozluźniona struktura.

Przejście od struktury T do struktury R następuje za pomocą połączenia tlenu do żelaza żelaza żelaza²⁺) grupy hemo przyłączonej do każdego łańcucha globiny.

Zachowanie współpracy

Podjednostki, które składają się na strukturę hemoglobiny, pokazują zachowanie kooperacyjne, które można wytłumaczyć następującym przykładem.

Możesz sobie wyobrazić odtlenianą cząsteczkę hemoglobiny (w strukturze t) jako skorupę wełnianą z bardzo ukrytymi miejscami wiązania tlenu (grupy HEM).

Kiedy ta napięta struktura łączy się z cząsteczką tlenu, prędkość związkowa jest bardzo powolna, ale ten związek jest wystarczający, aby nieco rozluźnić piłkę i wprowadzić następującą grupę hemo na powierzchnię Powtarzanie procesu i zwiększenie powinowactwa z każdym związkiem.

Efekty tlenku węgla

Aby zbadać wpływ tlenku węgla na transport krwi w gazach, jest to najpierw konieczne.

Może ci służyć: briologia: co to jest, historia, jakie studia

Krzywa oksyhemoglobiny ma kształt sigmoidu lub „s”, który zmienia się w zależności od częściowego ciśnienia tlenu. Wykres krzywej jest wyraźny z analiz dokonanych do próbek krwi używanych do jej zbudowania.

Najbardziej nachylony region krzywej uzyskuje się przy ciśnieniach poniżej 60 mmHg i przy większym nacisku niż ta krzywa ma tendencję do spłaszczania, jakby dotarła do płaskowyżu.

W obecności niektórych substancji krzywa może wykazywać znaczne odchylenia. Odchylenia te pokazują zmiany występujące w powinowactwie hemoglobiny z powodu tlenu do tego samego PO₂.

Aby określić ilościowo to zjawisko, wprowadzono miarę powinowactwa hemoglobiny przez tlen, znany jako wartość p_{pięćdziesiąt}, która jest częściową wartością ciśnienia tlenu, do którego hemoglobina jest nasycona 50%; to znaczy, gdy połowa ich grup hemo jest zjednoczona z cząsteczką tlenu.

W standardowych warunkach, które należy rozumieć jako pH 7.4, Częściowe 40 mmHg Ciśnienie tlenu i temperatura 37 ° C, P, P,_{pięćdziesiąt} Pod dorosłym mężczyzną wynosi 27 mm Hg lub 3,6 kPa.

Jakie czynniki mogą wpłynąć na powinowactwo hemoglobiny przez tlen?

Powinowactwo do tlenu hemoglobiny zawartej w erytrocytach może zmniejszyć się w obecności 2,3 defosfoglikanu (2-3dpg), dwutlenku węgla (CO₂), wysokich stężeń protonów lub przez podwyższoną temperaturę; I to samo dotyczy tlenku węgla (CO).

Implikacje funkcjonalne

Tlenek węgla jest w stanie zakłócać funkcję transportu tlenu w krwi tętniczej. Ta cząsteczka jest zdolna do łączenia hemoglobiny i tworzenia karboksyhemoglobiny. Dzieje się tak, ponieważ ma powinowactwo do hemoglobiny około 250 razy większe niż O₂, Jest więc w stanie go poruszyć, nawet gdy jest z nią powiązany.

Może ci służyć: Czapek Agar: fundament, przygotowanie, zastosowania i ograniczenia

Ciało wytwarza tlenek węgla na stałe, chociaż w małych ilościach. Ten gaz, bezbarwny i toalety dołącza do grupy hemo w taki sam sposób, jak to robi lub_2, I zwykle istnieje około 1% hemoglobiny krwi, takich jak karboksyhemoglobina.

Ponieważ niepełne spalanie materii organicznej wytwarza CO, odsetek karboksyhemoglobiny u palaczy jest znacznie wyższy, jest w stanie osiągnąć wartości od 5 do 15% całkowitej hemoglobiny. Przewlekły wzrost koncentracji karboksyhemoglobiny jest szkodliwy dla zdrowia.

Wzrost liczby CO, który jest wdychany, który generuje ponad 40% karboksyhemoglobin. Kiedy wiązanie żelaza żelaza jest zajęte przez Co, nie można trafić w O₂.

Związek CO wytwarza przejście od hemoglobiny do struktury R, ​​dzięki czemu hemoglobina dalej zmniejsza zdolność do dostarczania lub₂ W naczyniach włosowatych krwi.

Karboksyhemoglobina ma jasny czerwony kolor. Tak więc pacjenci zatruci CO przyjmują różowy kolor, nawet w śpiączce i paraliżu oddechowym. Najlepszym leczeniem, aby spróbować uratować życie tych pacjentów, jest wykonanie czystego, a nawet hiperbarycznego tlenu wdychania, próba wyparcia połączenia żelaza z CO.

Bibliografia

1. Fox, s. Siema. (2006). Human Physiology 9th Edition (PP. 501-502). McGraw-Hill Press, New York, USA.
2. Murray, r. K., Granner, zm. K., Mayes, str. DO., & Rodwell, V. W. (2014). Ilustrowana biochemia Harpera. McGraw-Hill.
3. Rawn, J. D. (1998). Biochemia (1989). Burlington, Karolina Północna: Neil Patterson Publishers (c) n. Lalioti, CP Raptopoulou, a. Terzis, a. Panagiotopoulos, sperlepes i. Maness-Zouopa, J. Chem. Soc. Dalton Trans, 1327.
4. Robert m. Berne, Matthew n. Nałożyć. (2001) Fizjologia. (Wyd.) Harcourt Editions, S.DO.
5. West, J. B. (1991). Fizjologiczne podstawy praktyki medycznej. Williams & Wilkins