Різниця між оксигенованим та дезоксигенованим гемоглобіном

Ключова різниця - гемоглобін з киснем та киснем
 

Гемоглобін - це білок, який міститься в еритроцитах, які переносять кисень з легенів до тканин та органів тіла та вуглекислий газ з тканин тіла та органів у легені. Існує два стани гемоглобіну: оксигенований та дезоксигенований гемоглобін. Ключова різниця між оксигенованим та дезоксигенованим гемоглобіном полягає в тому, що оксигенований гемоглобін - це стан гемоглобіну, пов'язаного з чотирма молекулами кисню, тоді як дезоксигенований гемоглобін - незв'язаний стан гемоглобіну з киснем. Оксигенований гемоглобін яскраво-червоного кольору, тоді як дезоксигенований гемоглобін темно-червоного кольору.

ЗМІСТ
1. Огляд та ключові відмінності
2. Що таке гемоглобін
3. Що таке кисневий гемоглобін
4. Що таке дезоксигенований гемоглобін
4. Побічне порівняння - гемоглобін з киснем та деоксигенацією
5. Підсумок

Що таке гемоглобін?

Гемоглобін (Hb) - це складна молекула білка, присутня в еритроцитах, яка надає типову форму еритроцитам (кругла з вузьким центром). Ключові ролі Hb включають транспортування кисню з легенів до тканин організму, обмін його з вуглекислим газом та перенесення вуглекислого газу з тканин організму в легені та обмін назад киснем. Молекула гемоглобіну містить чотири поліпептидні ланцюги (білкові субодиниці) та чотири гемогрупи, як показано на малюнку 01. Чотири поліпептидні ланцюги являють собою дві ланцюги альфа-глобуліну та дві ланцюги бета-глобуліну. Гема - важлива порфіринова сполука в молекулі гемоглобіну, в якій вбудований центральний атом заліза. Кожен поліпептидний ланцюг молекули гемоглобіну містить групу гема та атом заліза. Атом заліза життєво необхідний для транспортування кисню та вуглекислого газу в крові, і він є головним фактором червоного забарвлення еритроцитів. Гемоглобін також називають а метталопротеїн завдяки його включенню атомів заліза.

Постачання кисню тканинам і органам є життєво важливим і важливим. Клітини отримують енергію за допомогою аеробного дихання (окисне фосфорилювання), використовуючи кисень як акцептор електронів. Виробництво енергії потрібно для оптимального клітинного обміну та функцій. Подачу кисню сприяють білки гемоглобіну. Тому гемоглобін також відомий як кисень, що переносить білок в крові.

Низький рівень гемоглобіну в крові називається анемією. Стан анемії може спричинити кілька захворювань. Існують різні причини низьких концентрацій гемоглобіну в крові. Дефіцит заліза є основною причиною, тоді як надмірна дієта, нездоровий спосіб життя, деякі захворювання та рак також є причинами того ж.

Молекула гемоглобіну має чотири сайти зв'язування кисню, пов'язані з чотирма Fe⁺² атоми. Одна молекула гемоглобіну може нести максимум чотири молекули Оксигену. Отже, гемоглобін може бути насиченим або ненасиченим киснем. Насичення киснем - відсоток кисневих місць зв’язку гемоглобіну, зайнятих киснем. Іншими словами, він вимірює частку насиченого киснем гемоглобіну відносно загального гемоглобіну. Ці два стани гемоглобіну відомі як оксигенований та дезоксигенований гемоглобін.

Малюнок 1: Структура гемоглобіну

Що таке кисневий гемоглобін?

Коли молекули гемоглобіну пов'язані і насичені молекулами кисню, комбінація гемоглобіну з киснем відома як кисневий гемоглобін (оксигемоглобін). Кисневий гемоглобін утворюється під час фізіологічного дихання (вентиляції), коли молекули кисню зв'язуються з гемогрупами гемоглобіну в еритроцитах. Вироблення кисневого гемоглобіну відбувається в основному в легеневих капілярах поблизу альвеол легенів, де відбувається обмін газів (вдих і видих). На спорідненість кисню, що зв’язується з гемоглобіном, сильно впливає рН. При підвищенні pH спостерігається висока спорідненість зв’язуючого кисню до гемоглобіну, але він знижується у міру зниження рН. Як правило, високий рівень pH в легенях і низький рівень pH в м'язах. Таким чином, ця різниця в умовах pH корисна для приєднання, транспортування та вивільнення кисню. Оскільки біля легені є висока спорідненість зв’язування, кисень зв’язується з гемоглобіном і утворює оксигемоглобін. Коли оксигемоглобін досягає м’яза через низький рівень pH, він розчиняється і виділяє кисень до клітин. Нормальний рівень кисню в крові людини вважається в межах 95 - 100%. Киснева кров видно яскраво-червоного (малиново-червоного) кольору. Коли гемоглобін знаходиться в оксигенованій формі, він також відомий як стан R (розслаблений стан) гемоглобіну.

Фіг.2: Оксигенований гемоглобін

Що таке дезоксигенований гемоглобін?

Дезоксигенований гемоглобін - це форма гемоглобіну, яка не пов'язана з киснем. Дезоксигенованому гемоглобіну не вистачає кисню. Звідси ця держава називається T стан (напружений стан) гемоглобіну. Деоксигенований гемоглобін можна спостерігати, коли оксигенований гемоглобін виділяє кисень і він обмінюється з вуглекислим газом поблизу плазматичної мембрани м’язових клітин, де є низьке значення pH. Коли гемоглобін має низьку спорідненість до зв'язування кисню, він доставляє кисень і перетворюється в дезоксигенований гемоглобін.

Малюнок 3: Протікання крові через кисень та дезоксигенацію крові

Яка різниця між оксигенованим та дезоксигенованим гемоглобіном?

Оксигенований проти дезоксигенованого гемоглобіну
Кисневий гемоглобін - це комбінація гемоглобіну плюс кисню.	Незв'язана форма гемоглобіну з киснем відома як дезоксигенований гемоглобін.
Стан молекули кисню
Молекули кисню пов'язані з молекулою гемоглобіну.	Молекули кисню не пов'язані з молекулою гемоглобіну.
Колір
Кисневий гемоглобін яскраво-червоного кольору.	Дезоксигенований гемоглобін темно-червоного кольору.
Стан гемоглобіну
Це відомо як R стан гемоглобіну.	Це відомо як Т (напружений) стан гемоглобіну.
Становлення
Кисневий гемоглобін утворюється, коли молекули кисню пов'язуються з гемогрупами гемоглобіну в еритроцитах під час фізіологічного дихання.	Дезоксигенований гемоглобін утворюється, коли кисень вивільняється з оксигенованого гемоглобіну і обмінюється вуглекислим газом біля плазматичної мембрани м'язових клітин.

Короткий зміст - гемоглобін з кисневим та дезоксигенованим гемоглобіном

Гемоглобін - життєво важливий білок, який міститься в еритроцитах, який здатний переносити кисень з легенів до тканин організму і виводити вуглекислий газ з тканин організму в легені. Існує два стани гемоглобіну через зв’язування кисню. Це гемоглобін з кисневим та дезоксигенованим гемоглобіном. Кисневий гемоглобін утворюється, коли молекули кисню приєднуються до атомів Fe. Дезоксигенований гемоглобін утворюється, коли молекули кисню вивільняються з молекули гемоглобіну. Це ключова відмінність гемоглобіну від кисню та дезоксигенації. На приєднання та вивільнення кисню в основному впливають рН та парціальний тиск кисню.

Довідка:
1. Томас, Керолайн та Ендрю Б. Ламб. «Фізіологія гемоглобіну». Фізіологія гемоглобіну | Освіта BJA | Oxford Academic. Oxford University Press, 15 травня 2012. Веб. 20 лютого 2017 року.
2. Маренго-Роу, Ален Дж. "Структурно-функціональні відносини гемоглобінів людини". Праці (Університет Бейлора. Медичний центр). Система охорони здоров'я Baylor, липень 2006 року. Веб. 20 лютого 2017 року

Надано зображення:
1. «Гемоглобін 1904 року» від OpenStax College - веб-сайт анатомії та фізіології, веб-сайт Connexions. (CC BY 3.0) через Wikimedia Commons
2. "Малюнок 39 04 01" від CNX OpenStax - (CC BY 4.0) через Wikimedia Commons
3. 2101 Потік крові через серце ”Відкритий коледж OpenStax - анатомія та фізіологія, веб-сайт Connexions. (CC BY 3.0) через Wikimedia Commons