Deoksigenēšana

Deoksigenēšana ir skābekļa molekulu disociācija no hemoglobīna molekulām cilvēka asinīs. Ķermeņa skābekļa padeve balstās uz skābekļa un deoksigenēšanas ciklu. Šis cikls tiek traucēts, ja rodas tādi simptomi kā dūmu ieelpošana.

Kas ir deoksigenēšana?

Ķīmiskajā deoksigenēšanā skābekļa atomi tiek atbrīvoti no atomu saites. Medicīna apzīmē terminu ar hemoglobīna skābekļa saišu sadalījumu. Hemoglobīns ir sarkano asiņu pigments, kas satur divvērtīgus dzelzs atomus. Cilvēka elpošanā hemoglobīns kalpo kā transporta līdzeklis, pateicoties šai dzelzs saitei ar afinitāti pret skābekli.

Visiem ķermeņa orgāniem un audiem ir nepieciešams skābeklis. Asinis transportē skābekļa atomus plānākajos asinsrites zaros un tādējādi piegādā visus audus.

Skābekļa šķīdība ir ierobežota. Tāpēc tas atrodas ne tikai brīvā asins plazmā, bet arī saistītā formā ar hemoglobīnu. Šo saiti sauc arī par oksigenāciju un ir pretēja deoksigenēšanai.

Hemoglobīna saistošā afinitāte pret skābekli mainās dažādās ķermeņa vidēs. Kad afinitāte samazinās, notiek deoksigenēšana. Skābekļa atomi izdalās atsevišķos ķermeņa audos un orgānos. Saistošo hemoglobīnu sauc arī par deoksihemoglobīnu. Līdzīgi ar skābekli saistītais hemoglobīns tiek saukts par oksihemoglobīnu.

Funkcija un uzdevums

Skābekļa un deoksigenēšana cilvēka organismā darbojas kopā, lai audus apgādātu ar dzīvībai svarīgu skābekli. Fiziski izšķīdinātajam skābeklim ir nozīme, piemēram, apmaiņā starp asins plazmu un plaušu alveolām. Skābekļa apmaiņa notiek starp plazmu un intersticiju difūzijas ceļā. Šajā procesā loma ir arī fiziski izšķīdinātam skābeklim.

Tomēr, lai uzturētu skābekļa piegādi visām šūnām, ierobežotās šķīdības dēļ saistīšanās ar hemoglobīnu ir arī svarīgs process. Kad hemoglobīns tiek piesātināts ar skābekli, tā uzbūve mainās. Ar šīm pozīcijas izmaiņām centrālais dzelzs atoms ir telpiski pārkārtots sarkano asiņu pigmentā, un hemoglobīnam ir dinamisks funkcionāls stāvoklis.

Bez saistīšanās ar skābekli hemoglobīns faktiski ir deoksihemoglobīns un tādējādi tam ir saspringta T-forma. Ar skābekli hemoglobīna forma mainās uz atvieglotu R formu. Pēc tam mēs runājam par oksihemoglobīnu. Hemoglobīna afinitāte pret skābekli mainās ar molekulu atbilstošo formu un telpisko izvietojumu. Atslābinātā formā sarkano asins pigmentam ir lielāka afinitāte pret skābekli nekā saspringtajā formā.

PH vērtībai ir arī ietekme uz afinitāti. Jo augstāka ir pH vērtība attiecīgajā ķermeņa vidē, jo augstāka ir hemoglobīna saistīšanās ar skābekli. Turklāt temperatūra ietekmē līmēšanas īpašības. Piemēram, pazeminoties temperatūrai, palielinās saistīšanās afinitāte pret skābekli.

Turklāt skābekļa saistīšanās afinitāte ir atkarīga no oglekļa dioksīda satura. Šo atkarību no oglekļa dioksīda koncentrācijas kopā ar pH atkarību dēvē par Boha efektu. Hemoglobīna saistīšanās afinitāte pret skābekli samazinās, palielinoties oglekļa dioksīda līmenim un zemam pH līmenim. Ar zemu oglekļa dioksīda līmeni un augstu pH vērtību afinitāte palielinās. Šī iemesla dēļ elpošanas laikā plaušu alveolu kapilāros hemoglobīns skābekli saista, jo tur samazinās oglekļa dioksīda saturs un paaugstinās pH līmenis asinīs.

Tomēr pārējā ķermeņa asinīs ir relatīvi augsta CO2 koncentrācija ar zemām pH vērtībām. Sarkanā asins pigmenta saistīšanās afinitāte samazinās. Skābeklis disociējas no hemoglobīna molekulām un notiek deoksigenēšana.

Tāpēc bez deoksigenēšanas asinis nebūtu efektīva skābekļa transportēšanas vide. Ja skābekļa molekulas paliekoši saistītas ar hemoglobīna dzelzi, ne ķermeņa audi, ne orgāni no transporta negūs labumu.

Slimības un kaites

Ar saindēšanos ar oglekļa monoksīdu tiek traucēta hemoglobīna piesaiste skābeklim. Ja, piemēram, ugunsgrēka gadījumā pacients ir ieelpojis pārāk daudz dūmu gāzes, hemoglobīna dzelzs molekulās skābekļa vietā tiek nogulsnēts oglekļa monoksīds. Tā rezultātā plazmā ir mazāk oksihemoglobīna. Ķermenī gandrīz nav skābekļa, jo sarkano asiņu pigmenta afinitāte pie skābekļa samazinās līdz ar CO koncentrāciju. Hemoglobīna dezoksigenēšanai tiek dota priekšroka krītošajai afinitātei. Notiek hipoksija. Pēc tam ķermenis vairs netiek pienācīgi apgādāts ar skābekli.

Smagas saindēšanās gadījumā tiek runāts par anoksiju. Viena no šādām parādībām ir pilnīgs skābekļa trūkums ķermeņa audos. Kaut arī anoksija gandrīz vienmēr ir saistīta ar dūmu ieelpošanu, hipoksijas cēlonis var būt arī anēmija vai embolija. Piemēram, pacienti ar sirpjveida šūnu anēmiju cieš no hroniskas anēmijas. Jūsu patoloģiskajam hemoglobīnam ir tendence salipt, aizsērēt asinsvadus un vairs nepietiekami skābekļa saturēt. Tāpēc sirpjveida šūnu anēmija var izraisīt arī hipoksiju. Tas pats attiecas uz tā saukto alfa talasēmiju, kurā tiek traucēta alfa ķēžu sintēze hemoglobīna olbaltumvielu komponentā.

Hipoksijas kontekstā vienmēr ir traucēta šūnu metabolisms organismā. Ķermeņa šūnas vienmēr tiek sabojātas ar nepietiekamu skābekļa piegādi. Cik nopietnas ir neatbilstošās piegādes sekas, piemēram, atkarīgs no tā, cik ātri to var novērst. Skābekļa ievadīšana ir svarīgs solis, lai ārstētu lielāko daļu trūkumu. Asins pārliešana parasti ir neaizstājama asins veidošanās slimību vai hemoglobīna traucējumu gadījumos.