Հիմնական տարբերություն – թթվածնով և թթվածնազերծված հեմոգլոբինով
Հեմոգլոբինը արյան կարմիր բջիջներում հայտնաբերված սպիտակուց է, որը թթվածին է տեղափոխում թոքերից մարմնի հյուսվածքներ և օրգաններ, իսկ ածխածնի երկօքսիդը՝ մարմնի հյուսվածքներից և օրգաններից մինչև թոքեր: Գոյություն ունի հեմոգլոբինի երկու վիճակ՝ թթվածինացված և թթվածնազերծված հեմոգլոբին: Թթվածնացված և դեզթթվածացված հեմոգլոբինի հիմնական տարբերությունն այն է, որ թթվածնացված հեմոգլոբինը հեմոգլոբինի վիճակն է, որը կապված է չորս թթվածնի մոլեկուլներով, մինչդեռ դեզթթվածացված հեմոգլոբինը հեմոգլոբինի անկաշկանդ վիճակն է թթվածնի հետ: Թթվածնով հագեցած հեմոգլոբինը վառ կարմիր գույնի է, մինչդեռ թթվածինացված հեմոգլոբինը մուգ կարմիր է:
Ի՞նչ է հեմոգլոբինը:
Հեմոգլոբինը (Hb) արյան կարմիր բջիջներում առկա բարդ սպիտակուցային մոլեկուլ է, որը բնորոշ ձև է տալիս արյան կարմիր բջիջներին (կլոր նեղ կենտրոնով): Hb-ի հիմնական դերը ներառում է թթվածնի տեղափոխումը թոքերից մարմնի հյուսվածքներ, այն փոխանակում է ածխածնի երկօքսիդի հետ և ածխաթթու գազը մարմնի հյուսվածքներից տեղափոխում թոքեր և հետ փոխանակում թթվածնով: Հեմոգլոբինի մոլեկուլը պարունակում է չորս պոլիպեպտիդ շղթաներ (սպիտակուցային ենթամիավորներ) և չորս հեմ խմբեր, ինչպես ցույց է տրված նկար 01-ում: Չորս պոլիպեպտիդ շղթաները ներկայացնում են երկու ալֆա գլոբուլինային և երկու բետա գլոբուլինային շղթաներ: Հեմը հեմոգլոբինի մոլեկուլում պորֆիրինի կարևոր միացություն է, որի ներսում տեղադրված է երկաթի կենտրոնական ատոմ: Հեմոգլոբինի մոլեկուլի յուրաքանչյուր պոլիպեպտիդ շղթա պարունակում է հեմ խումբ և երկաթի ատոմ։ Երկաթի ատոմը կենսական նշանակություն ունի արյան մեջ թթվածնի և ածխածնի երկօքսիդի տեղափոխման համար և հանդիսանում է կարմիր արյան բջիջների կարմիր գույնի հիմնական ներդրումը: Հեմոգլոբինը կոչվում է նաև որպես մետտալոպրոտեին՝ երկաթի ատոմների պարունակության պատճառով:
Հյուսվածքներին և օրգաններին թթվածնի մատակարարումը կենսական և էական է: Բջիջները էներգիա են ստանում աերոբ շնչառության միջոցով (օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացում)՝ օգտագործելով թթվածինը որպես էլեկտրոնների ընդունիչ։ Էներգիայի արտադրությունը պահանջվում է բջիջների օպտիմալ նյութափոխանակության և գործառույթների համար: Թթվածնի մատակարարումը հեշտացնում է հեմոգլոբինի սպիտակուցները: Հետևաբար, հեմոգլոբինը հայտնի է նաև որպես արյան մեջ թթվածին կրող սպիտակուց։
Արյան մեջ հեմոգլոբինի ցածր մակարդակը կոչվում է անեմիա: Անեմիայի վիճակը կարող է առաջացնել մի շարք հիվանդություններ. Արյան մեջ հեմոգլոբինի ցածր կոնցենտրացիայի տարբեր պատճառներ կան: Երկաթի պակասը հիմնական պատճառն է, մինչդեռ չափից ավելի դիետան, անառողջ ապրելակերպը, որոշ հիվանդություններ և քաղցկեղներ նույնպես նույն պատճառն են:
Հեմոգլոբինի մոլեկուլն ունի չորս թթվածին կապող տեղամասեր՝ կապված չորս Fe+2 ատոմների հետ: Հեմոգլոբինի մեկ մոլեկուլը կարող է կրել առավելագույնը չորս մոլեկուլ թթվածին: Այսպիսով, հեմոգլոբինը կարող է հագեցած կամ չհագեցված լինել թթվածնով: Թթվածնով հագեցվածությունը թթվածնի կողմից զբաղեցված հեմոգլոբինի թթվածնի կապակցման վայրերի տոկոսն է:Այլ կերպ ասած, այն չափում է թթվածնով հագեցած հեմոգլոբինի մասնաբաժինը ընդհանուր հեմոգլոբինի նկատմամբ: Հեմոգլոբինի այս երկու վիճակները հայտնի են որպես թթվածինացված և թթվածինացված հեմոգլոբին:
Նկար 1. Հեմոգլոբինի կառուցվածքը
Ի՞նչ է թթվածնով հագեցած հեմոգլոբինը:
Երբ հեմոգլոբինի մոլեկուլները կապված և հագեցված են թթվածնի մոլեկուլներով, հեմոգլոբինի և թթվածնի համակցությունը հայտնի է որպես թթվածնային հեմոգլոբին (օքսիհեմոգլոբին): Թթվածնով հագեցած հեմոգլոբինը ձևավորվում է ֆիզիոլոգիական շնչառության (օդափոխման) ժամանակ, երբ թթվածնի մոլեկուլները կապվում են կարմիր արյան բջիջների հեմոգլոբինի հեմ խմբերի հետ: Թթվածնով հագեցած հեմոգլոբինի արտադրությունը հիմնականում տեղի է ունենում թոքային մազանոթներում՝ թոքերի ալվեոլների մոտ, որտեղ տեղի է ունենում գազային փոխանակում (ներշնչում և արտաշնչում):Հեմոգլոբինին թթվածնի միացման մերձեցությունը մեծապես ազդում է pH-ի վրա: Երբ pH-ը բարձր է, թթվածինը կապում է հեմոգլոբինի հետ, բայց այն նվազում է, քանի որ pH-ն նվազում է: Սովորաբար թոքերի մեջ կա բարձր pH, իսկ մկաններում՝ ցածր pH: Այսպիսով, pH-ի պայմանների այս տարբերությունը օգտակար է թթվածնի կցման, փոխադրման և ազատման համար: Քանի որ թոքերի մոտ բարձր կապակցվածություն կա, թթվածինը կապվում է հեմոգլոբինի հետ և առաջացնում օքսիհեմոգլոբին: Երբ օքսիհեմոգլոբինը հասնում է մկանների ցածր pH-ի պատճառով, այն լուծվում է և թթվածին թողնում բջիջներին: Մարդկանց արյան մեջ թթվածնի նորմալ մակարդակը համարվում է 95-100% միջակայքում: Թթվածնով հագեցած արյունը տեսանելի է վառ կարմիր (կարմիր կարմիր) գույնով: Երբ հեմոգլոբինը գտնվում է թթվածնի տեսքով, այն նաև հայտնի է որպես հեմոգլոբինի R վիճակ (Հանգիստ վիճակ):
Գծապատկեր 2. թթվածնով հագեցած հեմոգլոբին
Ի՞նչ է դեզօքսիգենացված հեմոգլոբինը:
Առօքսիգենացված հեմոգլոբինը հեմոգլոբինի այն ձևն է, որը կապված չէ թթվածնի հետ: Թթվածինից զուրկ հեմոգլոբինին պակասում է թթվածինը: Այստեղից էլ այս վիճակը կոչվում է հեմոգլոբինի T վիճակ (Լարված վիճակ): Թթվածնազերծված հեմոգլոբինը կարելի է դիտարկել, երբ թթվածնով հագեցած հեմոգլոբինն ազատում է թթվածինը և այն փոխանակվում է ածխածնի երկօքսիդի հետ մկանային բջիջների պլազմային մեմբրանի մոտ, որտեղ կա ցածր pH միջավայր: Երբ հեմոգլոբինը ցածր կապ ունի թթվածնի կապակցման հետ, այն մատակարարում է թթվածին և վերածվում թթվածնազերծված հեմոգլոբինի:
Գծապատկեր 3. Թթվածինով և թթվածնազերծված արյան հոսքը մարմնով
Ո՞րն է տարբերությունը թթվածինացված և թթվածնազերծված հեմոգլոբինի միջև:
Թթվածին ընդդեմ թթվածնազերծված հեմոգլոբին |
|
| Թթվածնով հագեցած հեմոգլոբինը հեմոգլոբինին գումարած թթվածնի համակցությունն է։ | Թթվածնի հետ հեմոգլոբինի չկապված ձևը հայտնի է որպես թթվածինացված հեմոգլոբին: |
| Թթվածնի մոլեկուլի վիճակը | |
| Թթվածնի մոլեկուլները կապված են հեմոգլոբինի մոլեկուլին։ | Թթվածնի մոլեկուլները կապված չեն հեմոգլոբինի մոլեկուլին։ |
| Գույն | |
| Թթվածնով հագեցած հեմոգլոբինը վառ կարմիր գույն ունի: | Անօքսիգենացված հեմոգլոբինը մուգ կարմիր գույն ունի: |
| Հեմոգլոբինի վիճակը | |
| Սա հայտնի է որպես հեմոգլոբինի R վիճակ: | Սա հայտնի է որպես հեմոգլոբինի T (լարված) վիճակ: |
| Ձևավորում | |
| Թթվածնով հագեցած հեմոգլոբինը ձևավորվում է, երբ թթվածնի մոլեկուլները միանում են կարմիր արյան բջիջներում առկա հեմոգլոբինի հեմո խմբերին ֆիզիոլոգիական շնչառության ընթացքում: | Ապօքսիգենացված հեմոգլոբինը ձևավորվում է, երբ թթվածինը ազատվում է թթվածինացված հեմոգլոբինից և փոխանակվում ածխածնի երկօքսիդի հետ մկանային բջիջների պլազմային թաղանթի մոտ: |
Ամփոփում – թթվածինացված և թթվածնազերծված հեմոգլոբին
Հեմոգլոբինը արյան կարմիր բջիջներում հայտնաբերված կենսական սպիտակուց է, որն ունակ է թթվածին տեղափոխել թոքերից մարմնի հյուսվածքներ և ածխածնի երկօքսիդը մարմնի հյուսվածքներից հասցնել թոքեր: Հեմոգլոբինի երկու վիճակ կա՝ պայմանավորված թթվածնի կապով. Դրանք են թթվածինացված հեմոգլոբինը և թթվածնազերծված հեմոգլոբինը: Թթվածնով հագեցած հեմոգլոբինը ձևավորվում է, երբ թթվածնի մոլեկուլները միանում են Fe ատոմներին:Դեօքսիգենացված հեմոգլոբինը ձևավորվում է, երբ թթվածնի մոլեկուլները ազատվում են հեմոգլոբինի մոլեկուլից: Սա թթվածինացված և թթվածինացված հեմոգլոբինի հիմնական տարբերությունն է: Թթվածնի կցումը և արտազատումը հիմնականում ազդում են pH-ի և թթվածնի մասնակի ճնշման ազդեցության տակ:
