Deoksigenacija je ločitev kisik molekule iz hemoglobina molekule v človeškem kri. Telesna kisik oskrba temelji na krogu oksigenacije in deoksigenacije. Pri pojavih, kot je dim vdihavanje, je ta cikel moten.
Kaj je deoksigenacija?
Deoksigenacija je ločitev kisik molekule iz hemoglobina molekule v človeku kri. Kemična deoksigenacija vključuje disociacijo atomov kisika iz atomske vezi. Medicina se nanaša na razpadanje kisikovih vezi na hemoglobina. Hemoglobin je rdeč kri pigment, ki vsebuje dvovalentnost železo atomi. V človeško dihanje, hemoglobin zaradi te afinitete do kisika služi kot transportni medij železo obveznica. Vsi organi in tkiva v telesu potrebujejo kisik. Kri prenaša atome kisika do najtanjših vej krvnega obtoka in tako oskrbuje vsa tkiva. Topnost kisika je le omejena. Zato je v krvni plazmi prisoten ne le v prosti obliki, ampak tudi v obliki, vezani na hemoglobin. Ta vezava se imenuje tudi oksigenacija in je nasprotje deoksigenaciji. Afiniteta vezave hemoglobina na kisik se spreminja v različnih okoljih telesa. Ko se afiniteta zmanjša, pride do deoksigenacije. Atomi kisika se tako dostavijo v posamezna tkiva in organe telesa. Hemoglobin brez vezi se imenuje tudi deoksihemoglobin. Analogno se hemoglobin, vezan na kisik, imenuje oksihemoglobin.
Funkcija in namen
Oksigenacija in deoksigenacija igrata skupaj v človeškem organizmu, da zagotovita vitalni kisik tkivom. Fizično raztopljen kisik na primer igra vlogo pri izmenjavi med krvno plazmo in pljučnimi alveoli. Med plazmo in intersticiju poteka izmenjava kisika z difuzijo. Pri tem ima vlogo tudi fizično raztopljen kisik. Za ohranjanje oskrbe s kisikom v vseh celicah pa je vezava na hemoglobin prav tako ključnega pomena zaradi njegove omejene topnosti. Ko je hemoglobin kisikov, se njegova konformacija spremeni. S to spremembo položaja je osrednji železo atom v rdečem krvnem pigmentu se prostorsko preuredi in hemoglobin prevzame dinamično funkcionalno stanje. Brez vezave kisika je hemoglobin dejansko deoksihemoglobin in tako kaže napeto obliko T. Z oksigenacijo se oblika hemoglobina spremeni v sproščeno obliko R. Takrat govorimo o oksihemoglobinu. Afiniteta hemoglobina za kisik se spreminja s posebno obliko in prostorsko razporeditvijo molekul. V sproščeni obliki ima rdeči krvni pigment tako večjo afiniteto do kisika kot v napeti obliki. Vrednost pH vpliva tudi na afiniteto. Višji kot je pH v posameznem telesnem okolju, večja je afiniteta hemoglobina za vezavo kisika. Poleg tega temperature vplivajo na vezne lastnosti. Na primer afiniteta vezave na kisik narašča s padcem temperature. Poleg tega je afiniteta vezave kisika odvisna od ogljika vsebnost dioksida. Ta odvisnost od ogljika dioksida koncentracijaskupaj z odvisnostjo od pH imenujemo tudi Bohrov učinek. Afiniteta vezave hemoglobina na kisik pade kot ogljika raven dioksida naraste in pH je nizek. Tako, ko ogljikov dioksid raven je nizka in ph visok, afiniteta se poveča. Iz tega razloga hemoglobin oksigenira v alveolarnih kapilarah pljuč med dihanjem, ker se zmanjšuje ogljikov dioksid raven in pH krvi se poveča. V nasprotju s tem so v krvnem sistemu širše prisotne razmeroma visoke koncentracije CO2 pri nizkih vrednostih pH cirkulacija telesa. Afiniteta vezave rdečega krvnega pigmenta se tako zmanjša. Kisik disociira od molekul hemoglobina in pride do deoksigenacije. Zato brez deoksigenacije kri ne bi bila učinkovit transportni medij za kisik. Če bi molekule kisika ostale trajno vezane na železo hemoglobina, niti telesna tkiva niti organi ne bi imeli koristi od prevoza.
Bolezni in bolezni
Pri zastrupitvi z ogljikovim monoksidom je oslabljena funkcija vezave kisika na hemoglobin. Če je na primer bolnik vdihnil preveč dima v primeru požara, se ogljikov monoksid namesto na kisik veže na molekule železa hemoglobina, zato je v plazmi manj oksihemoglobina. V telesu skorajda ni kisika, ker afiniteta kisika rdečega krvnega pigmenta upada s CO koncentracija. Ko afiniteta pade, je deoksigenacija hemoglobina prednostna. Pojavi se hipoksija. Telo nato ni več oskrbljeno z dovolj kisika. V primeru hude zastrupitve govorimo o anoksiji. Tak pojav je popolna odsotnost kisika v telesnih tkivih. Medtem ko je anoksija skoraj vedno povezana z dimom vdihavanje, hipoksijo lahko povzroči tudi anemija or embolija. Srpaste celice anemija bolniki na primer trpijo za kronično anemijo. Njihov nenormalni hemoglobin se navadno strdi in zamaši kri plovila in ne oksigenira ustrezno. Zato srpaste celice anemija lahko povzroči tudi hipoksijo. Enako velja za tako imenovano alfa-talasemija, pri katerem je motena sinteza alfa verig v beljakovinskem delu hemoglobina. V kontekstu hipoksije je v telesu vedno motena celična presnova. Celice telesa so vedno poškodovane zaradi pomanjkanja kisika. Kako hude so posledice oskrbe s pomanjkanjem, je na primer odvisno od tega, kako hitro jo je mogoče odpraviti. The uprava kisika je pomemben korak zdravljenja večine bolezni s pomanjkanjem. Za hematopoetske bolezni ali motnje hemoglobina so transfuzije krvi običajno nujne.
