dezoxygenační

dezoxygenační je disociácia molekúl kyslíka od molekúl hemoglobínu v ľudskej krvi. Prívod kyslíka do tela je založený na cykle okysličovania a deoxygenácie. Tento cyklus je narušený javmi, ako je otrava dymom.

Čo je to deoxygenácia?

Pri chemickej deoxygenácii sa atómy kyslíka uvoľňujú z atómovej väzby. Medicína sa vzťahuje na rozpad kyslíkových väzieb na hemoglobíne. Hemoglobín je červený krvný pigment, ktorý obsahuje dvojmocné atómy železa. Pri ľudskom dýchaní slúži hemoglobín ako transportné médium vďaka tejto železnej väzbe s afinitou k kyslíku.

Všetky orgány a tkanivá v tele potrebujú kyslík. Krv prenáša atómy kyslíka do najtenších vetiev krvného riečišťa a dodáva tak všetky tkanivá.

Kyslík má iba obmedzenú rozpustnosť. Preto nie je prítomná iba v krvnej plazme vo voľnej forme, ale tiež vo forme viazanej na hemoglobín. Táto väzba sa nazýva aj oxygenácia a je opakom deoxygenácie.

Väzbová afinita hemoglobínu k zmenám kyslíka v rôznych prostrediach tela. Keď afinita klesne, dôjde k deoxygenácii. Atómy kyslíka sa uvoľňujú do jednotlivých tkanív a orgánov tela. Väzbový hemoglobín sa tiež nazýva deoxyhemoglobín. Podobne sa hemoglobín viazaný na kyslík nazýva oxyhemoglobín.

Funkcia a úloha

Kyslík a deoxygenácia v ľudskom organizme spolupracujú pri zásobovaní tkanív vitálnym kyslíkom. Fyzikálne rozpustený kyslík hrá úlohu napríklad pri výmene medzi krvnou plazmou a alveolmi pľúc. Výmena kyslíka sa uskutočňuje medzi plazmou a interstíciom difúziou. Pri tomto procese tiež zohráva úlohu fyzikálne rozpustený kyslík.

Aby sa však udržiavala dodávka kyslíka do všetkých buniek, v dôsledku obmedzenej rozpustnosti je väzba na hemoglobín tiež životne dôležitým procesom. Keď je hemoglobín okysličený, mení sa jeho konformácia. Pri tejto zmene polohy je centrálny atóm železa priestorovo preusporiadaný v červenom krvnom pigmente a hemoglobín nadobúda dynamický funkčný stav.

Bez väzby na kyslík je hemoglobín v skutočnosti deoxyhemoglobín, a preto má napätý tvar T. Pri okysličovaní sa tvar hemoglobínu mení na uvoľnený R-tvar. Potom hovoríme o oxyhemoglobíne. Afinita hemoglobínu k kyslíku sa mení s príslušným tvarom a priestorovým usporiadaním molekúl. Vo svojej uvoľnenej forme má červený krvný pigment vyššiu afinitu k kyslíku ako v napätej forme.

Hodnota pH tiež ovplyvňuje afinitu. Čím vyššia je hodnota pH v príslušnom telovom prostredí, tým vyššia je afinita hemoglobínu k väzbe kyslíka. Okrem toho teploty ovplyvňujú spojovacie vlastnosti. Napríklad väzobná afinita pre kyslík sa zvyšuje s poklesom teploty.

Okrem toho väzbová afinita k kyslíku závisí od obsahu oxidu uhličitého. Táto závislosť od koncentrácie oxidu uhličitého sa označuje spolu so závislosťou od pH ako Bohrov efekt. Väzbová afinita hemoglobínu na kyslík klesá so zvyšujúcimi sa hladinami oxidu uhličitého a nízkou hodnotou pH. Pri nízkej hladine oxidu uhličitého a vysokej hodnote pH sa zvyšuje afinita. Z tohto dôvodu sa hemoglobín počas dýchania okysličuje v alveolárnych kapilárách pľúc, pretože sa znižuje obsah oxidu uhličitého a zvyšuje sa krvné pH.

V krvnom systéme zvyšku tela sú však relatívne nízke koncentrácie CO2 pri nízkych hodnotách pH. Väzbová afinita červeného krvného pigmentu sa znižuje. Kyslík sa disociuje z molekúl hemoglobínu a dochádza k deoxygenácii.

Bez deoxygenácie by preto krv nebola účinným transportným médiom pre kyslík. Ak by molekuly kyslíka zostali natrvalo viazané na železo v hemoglobíne, z transportu by nemalo úžitok ani telesné tkanivo, ani orgány.

Choroby a choroby

V prípade otravy oxidom uhoľnatým je narušená funkcia hemoglobínu viažuca kyslík. Ak napríklad pacient vdychoval pri požiari príliš veľa dymového plynu, namiesto kyslíka sa na molekuly železa v hemoglobíne ukladá oxid uhoľnatý. Výsledkom je, že v plazme je menej oxyhemoglobínu. V tele takmer neexistuje okysličenie, pretože kyslíková afinita červeného krvného pigmentu klesá s koncentráciou CO. Deoxygenácia hemoglobínu je uprednostňovaná s klesajúcou afinitou. Vyskytuje sa hypoxia. Telo už potom nie je dostatočne zásobované kyslíkom.

V prípade silnej otravy sa hovorí o anoxii. Jedným takým fenoménom je úplný nedostatok kyslíka v tkanivách tela. Zatiaľ čo anoxia takmer vždy súvisí s inhaláciou dymu, príčinou hypoxie môže byť aj anémia alebo embólia. Napríklad pacienti s kosáčikovou anémiou trpia chronickou anémiou. Váš abnormálny hemoglobín má tendenciu zhlukovať sa, upchávajú krvné cievy a už sa okysličujú správne. Preto kosáčiková anémia môže tiež spôsobiť hypoxiu. To isté platí pre takzvanú alfa talasémiu, pri ktorej je narušená syntéza alfa reťazcov v proteínovej zložke hemoglobínu.

V kontexte hypoxie je v tele vždy narušený bunkový metabolizmus. Telesné bunky sú vždy poškodené nedostatočným prísunom kyslíka. Závažnosť dôsledkov nedostatočnej ponuky závisí napríklad od toho, ako rýchlo sa môže napraviť. Podávanie kyslíka je dôležitým krokom pri liečbe väčšiny nedostatkov. Krvné transfúzie sú zvyčajne nevyhnutné v prípade chorôb tvoriacich krv alebo hemoglobínových porúch.