Klíčový rozdíl – okysličený vs deoxygenovaný hemoglobin
Hemoglobin je protein nacházející se v červených krvinkách, které přenášejí kyslík z plic do tělesných tkání a orgánů a oxid uhličitý z tělesných tkání a orgánů do plic. Existují dva stavy hemoglobinu: okysličený a deoxygenovaný hemoglobin. Klíčový rozdíl mezi okysličeným a deoxygenovaným hemoglobinem je v tom, že okysličený hemoglobin je stav hemoglobinu vázaný se čtyřmi molekulami kyslíku, zatímco deoxygenovaný hemoglobin je nevázaný stav hemoglobinu s kyslíkem. Okysličený hemoglobin má jasně červenou barvu, zatímco deoxygenovaný hemoglobin tmavě červenou barvu.
Co je hemoglobin?
Hemoglobin (Hb) je komplexní proteinová molekula přítomná v červených krvinkách, která dává červeným krvinkám typický tvar (kulatý s úzkým středem). Mezi klíčové role Hb patří transport kyslíku z plic do tělesných tkání, jeho výměna s oxidem uhličitým a odvádění oxidu uhličitého z tělesných tkání do plic a zpětná výměna s kyslíkem. Molekula hemoglobinu obsahuje čtyři polypeptidové řetězce (proteinové podjednotky) a čtyři hemové skupiny, jak je znázorněno na obrázku 01. Čtyři polypeptidové řetězce představují dva řetězce alfa globulinu a dva řetězce beta globulinu. Hem je důležitá porfyrinová sloučenina v molekule hemoglobinu, která má uvnitř zabudován centrální atom železa. Každý polypeptidový řetězec molekuly hemoglobinu obsahuje hemovou skupinu a atom železa. Atom železa je životně důležitý pro transport kyslíku a oxidu uhličitého v krvi a je hlavním přispěvatelem červené barvy červených krvinek. Hemoglobin je také nazýván jako mettaloprotein kvůli jeho začlenění atomů železa.
Dodávka kyslíku do tkání a orgánů je životně důležitá a nezbytná. Buňky získávají energii aerobním dýcháním (oxidační fosforylací) pomocí kyslíku jako akceptoru elektronů. Pro optimální metabolismus a funkce buněk je nezbytná produkce energie. Přísun kyslíku usnadňují proteiny hemoglobinu. Proto je hemoglobin také známý jako protein přenášející kyslík v krvi.
Nízká hladina hemoglobinu v krvi zvaná anémie. Anémie může způsobit několik onemocnění. Existují různé důvody pro nízké koncentrace hemoglobinu v krvi. Hlavním důvodem je nedostatek železa, zatímco nadměrná dieta, nezdravý životní styl, některé nemoci a rakovina jsou také příčinou téhož.
Molekula hemoglobinu má čtyři vazebná místa pro kyslík spojená se čtyřmi atomy Fe+2. Jedna molekula hemoglobinu může nést maximálně čtyři molekuly kyslíku. Hemoglobin tedy může být nasycený nebo nenasycený kyslíkem. Nasycení kyslíkem je procento vazebných míst hemoglobinu pro kyslík obsazených kyslíkem. Jinými slovy, měří podíl hemoglobinu nasyceného kyslíkem vzhledem k celkovému hemoglobinu. Tyto dva stavy hemoglobinu jsou známé jako okysličený a deoxygenovaný hemoglobin.
Obrázek 1: Struktura hemoglobinu
Co je to okysličený hemoglobin?
Když jsou molekuly hemoglobinu vázány a nasyceny molekulami kyslíku, je kombinace hemoglobinu s kyslíkem známá jako okysličený hemoglobin (oxyhemoglobin). Okysličený hemoglobin vzniká při fyziologickém dýchání (ventilaci), kdy se molekuly kyslíku vážou na hemové skupiny hemoglobinu v červených krvinkách. K produkci okysličeného hemoglobinu dochází hlavně v plicních kapilárách v blízkosti plicních sklípků, kde dochází k výměně plynů (nádech a výdech). Afinita vazby kyslíku na hemoglobin je silně ovlivněna pH. Když je pH vysoké, existuje vysoká afinita vazby kyslíku na hemoglobin, ale se snižujícím se pH klesá. Normálně je vysoké pH v plicích a nízké pH ve svalech. Tento rozdíl v podmínkách pH je tedy užitečný pro připojení, transport a uvolňování kyslíku. Protože v blízkosti plic existuje vysoká vazebná afinita, kyslík se váže s hemoglobinem a vytváří oxyhemoglobin. Když se oxyhemoglobin díky nízkému pH dostane do svalu, rozpustí se a uvolní kyslík do buněk. Za normální hladinu kyslíku v krvi člověka je považována hodnota v rozmezí 95 – 100 %. Okysličená krev je viditelná v jasně červené (karmínově červené) barvě. Když je hemoglobin v okysličené formě, je také známý jako R stav (uvolněný stav) hemoglobinu.
Obrázek 2: Okysličený hemoglobin
Co je deoxygenovaný hemoglobin?
Deoxygenovaný hemoglobin je forma hemoglobinu, která není vázána na kyslík. Deoxygenovanému hemoglobinu chybí kyslík. Proto se tento stav nazývá T stav (Napjatý stav) hemoglobinu. Deoxygenovaný hemoglobin lze pozorovat, když okysličený hemoglobin uvolňuje kyslík a dochází k jeho výměně s oxidem uhličitým v blízkosti plazmatické membrány svalových buněk, kde je prostředí s nízkým pH. Když má hemoglobin nízkou afinitu k vazbě kyslíku, dodává kyslík a přeměňuje se na odkysličený hemoglobin.
Obrázek 3: Průtok okysličené a odkysličené krve tělem
Jaký je rozdíl mezi okysličeným a odkysličeným hemoglobinem?
Okysličený vs. Deoxygenovaný hemoglobin |
|
| Okysličený hemoglobin je kombinací hemoglobinu a kyslíku. | Nevázaná forma hemoglobinu s kyslíkem je známá jako deoxygenovaný hemoglobin. |
| Stav molekuly kyslíku | |
| Molekuly kyslíku jsou vázány na molekulu hemoglobinu. | Molekuly kyslíku nejsou vázány na molekulu hemoglobinu. |
| Barva | |
| Okysličený hemoglobin má jasně červenou barvu. | Deoxygenovaný hemoglobin má tmavě červenou barvu. |
| Stav hemoglobinu | |
| Toto je známé jako R stav hemoglobinu. | Toto je známé jako T (napjatý) stav hemoglobinu. |
| Formation | |
| Okysličený hemoglobin se tvoří, když se molekuly kyslíku vážou na hemové skupiny hemoglobinu v červených krvinkách během fyziologického dýchání. | Deoxygenovaný hemoglobin se tvoří, když se z okysličeného hemoglobinu uvolňuje kyslík a vyměňuje se s oxidem uhličitým v blízkosti plazmatické membrány svalových buněk. |
Shrnutí – Okysličený a odkysličený hemoglobin
Hemoglobin je životně důležitý protein nacházející se v červených krvinkách, který je schopen přenášet kyslík z plic do tělesných tkání a přivádět oxid uhličitý z tělesných tkání do plic. Vazbou kyslíku existují dva stavy hemoglobinu. Jsou to okysličený hemoglobin a deoxygenovaný hemoglobin. Okysličený hemoglobin se tvoří, když se molekuly kyslíku připojí k atomům Fe. Deoxygenovaný hemoglobin vzniká, když se molekuly kyslíku uvolňují z molekuly hemoglobinu. Toto je klíčový rozdíl mezi okysličeným a deoxygenovaným hemoglobinem. Přilnavost a uvolňování kyslíku je ovlivněno především pH a parciálním tlakem kyslíku.
