Ključna razlika – oksigenirani u odnosu na deoksigenirani hemoglobin
Hemoglobin je protein koji se nalazi u crvenim krvnim zrncima, koji prenose kiseonik iz pluća do tjelesnih tkiva i organa i ugljični dioksid iz tjelesnih tkiva i organa do pluća. Postoje dva stanja hemoglobina: oksigenirani i deoksigenirani hemoglobin. Ključna razlika između oksigeniranog i deoksigeniranog hemoglobina je u tome što je oksigenirani hemoglobin stanje hemoglobina povezanog s četiri molekule kisika, dok je deoksigenirani hemoglobin nevezano stanje hemoglobina s kisikom. Oksigenirani hemoglobin je svijetlo crvene boje dok je deoksigenirani hemoglobin tamnocrvene boje.
Šta je hemoglobin?
Hemoglobin (Hb) je složena proteinska molekula prisutna u crvenim krvnim zrncima koja daje tipičan oblik crvenim krvnim zrncima (okrugla sa uskim središtem). Ključne uloge Hb uključuju transport kisika iz pluća u tjelesna tkiva, njegovu razmjenu s ugljičnim dioksidom i uzimanje ugljičnog dioksida iz tjelesnih tkiva u pluća i razmjenu natrag s kisikom. Molekul hemoglobina sadrži četiri polipeptidna lanca (proteinske podjedinice) i četiri heme grupe kao što je prikazano na slici 01. Četiri polipeptidna lanca predstavljaju dva lanca alfa globulina i dva lanca beta globulina. Hem je važno jedinjenje porfirina u molekuli hemoglobina koji ima centralni atom željeza ugrađen unutra. Svaki polipeptidni lanac molekula hemoglobina sadrži hem grupu i atom željeza. Atom željeza je vitalan za transport kisika i ugljičnog dioksida u krvi i glavni je doprinos crvenoj boji crvenih krvnih stanica. Hemoglobin se naziva i metaloproteinom zbog ugradnje atoma željeza.
Snabdevanje tkiva i organa kiseonikom je vitalno i neophodno. Ćelije dobijaju energiju aerobnim disanjem (oksidativna fosforilacija) koristeći kiseonik kao akceptor elektrona. Proizvodnja energije je potrebna za optimalan metabolizam i funkciju ćelije. Proteini hemoglobina olakšavaju snabdevanje kiseonikom. Stoga je hemoglobin poznat i kao protein koji prenosi kiseonik u krvi.
Nizak nivo hemoglobina u krvi naziva se anemija. Stanje anemije može uzrokovati nekoliko bolesti. Različiti su razlozi za niske koncentracije hemoglobina u krvi. Nedostatak gvožđa je glavni razlog, dok su preterana dijeta, nezdrav način života, neke bolesti i karcinomi takođe uzroci istog.
Molekul hemoglobina ima četiri mjesta za vezivanje kisika povezana sa četiri Fe+2 atoma. Jedan molekul hemoglobina može nositi najviše četiri molekula kiseonika. Dakle, hemoglobin može biti zasićen ili nezasićen kiseonikom. Zasićenost kiseonikom je procenat mesta za vezivanje kiseonika hemoglobina koje zauzima kiseonik. Drugim riječima, mjeri udio hemoglobina zasićenog kisikom u odnosu na ukupni hemoglobin. Ova dva stanja hemoglobina poznata su kao oksigenirani i deoksigenirani hemoglobin.
Slika 1: Struktura hemoglobina
Šta je oksigenirani hemoglobin?
Kada su molekuli hemoglobina vezani i zasićeni molekulima kiseonika, kombinacija hemoglobina sa kiseonikom je poznata kao hemoglobin sa kiseonikom (oksihemoglobin). Oksigenirani hemoglobin nastaje tokom fiziološkog disanja (ventilacije), kada se molekule kisika vežu za hem grupe hemoglobina u crvenim krvnim zrncima. Proizvodnja hemoglobina kiseonikom uglavnom se dešava u plućnim kapilarama u blizini plućnih alveola gde se odvija razmena gasova (udisaj i izdisaj). Afinitet vezivanja kiseonika za hemoglobin je pod velikim uticajem pH vrednosti. Kada je pH visok postoji visok afinitet vezivanja kiseonika za hemoglobin, ali se smanjuje kako se pH smanjuje. Obično postoji visok pH u plućima, a nizak pH u mišićima. Stoga je ova razlika u pH uslovima korisna za vezivanje, transport i oslobađanje kiseonika. Pošto postoji visok afinitet vezivanja u blizini pluća, kiseonik se vezuje za hemoglobin i stvara oksihemoglobin. Kada oksihemoglobin dođe do mišića zbog niskog pH, on se otapa i otpušta kisik u stanice. Smatra se da je normalan nivo kiseonika u krvi ljudi u rasponu od 95 – 100 %. Krv zasićena kiseonikom vidljiva je u jarkocrvenoj (grimiznocrvenoj) boji. Kada je hemoglobin u oksigeniranom obliku, ono je poznato i kao R stanje (opušteno stanje) hemoglobina.
Slika 2: oksigenirani hemoglobin
Šta je deoksigenirani hemoglobin?
Deoksigenirani hemoglobin je oblik hemoglobina koji nije vezan za kiseonik. Deoksigeniranom hemoglobinu nedostaje kiseonik. Otuda ovo stanje nazvano T stanje (napeto stanje) hemoglobina. Deoksigenirani hemoglobin se može uočiti kada oksigenirani hemoglobin oslobađa kisik i on se razmjenjuje s ugljičnim dioksidom u blizini plazma membrane mišićnih stanica gdje je okruženje niskog pH. Kada hemoglobin ima nizak afinitet prema vezivanju kiseonika, on isporučuje kiseonik i pretvara se u deoksigenirani hemoglobin.
Slika 3: Protok oksigenirane i deoksigenirane krvi kroz tijelo
Koja je razlika između oksigeniranog i deoksigeniranog hemoglobina?
Oksigenirani vs deoksigenirani hemoglobin |
|
| Oksigenirani hemoglobin je kombinacija hemoglobina i kisika. | Nevezani oblik hemoglobina s kisikom poznat je kao deoksigenirani hemoglobin. |
| Stanje molekula kiseonika | |
| Molekuli kiseonika su vezani za molekul hemoglobina. | Molekuli kiseonika nisu vezani za molekul hemoglobina. |
| Boja | |
| Oksigenirani hemoglobin je jarko crvene boje. | Deoksigenirani hemoglobin je tamnocrvene boje. |
| Stanje hemoglobina | |
| Ovo je poznato kao R stanje hemoglobina. | Ovo je poznato kao T (napeto) stanje hemoglobina. |
| Formacija | |
| Oksigenirani hemoglobin nastaje kada se molekuli kiseonika vežu sa hem grupama hemoglobina u crvenim krvnim zrncima tokom fiziološkog disanja. | Deoksigenirani hemoglobin nastaje kada se kisik oslobađa iz oksigeniranog hemoglobina i razmjenjuje se s ugljičnim dioksidom blizu plazma membrane mišićnih ćelija. |
Sažetak – oksigenirani i deoksigenirani hemoglobin
Hemoglobin je vitalni protein koji se nalazi u crvenim krvnim zrncima koji je sposoban da prenosi kiseonik iz pluća do tjelesnih tkiva i donosi ugljični dioksid iz tjelesnih tkiva u pluća. Postoje dva stanja hemoglobina zbog vezivanja kiseonika. To su oksigenirani hemoglobin i deoksigenirani hemoglobin. Oksigenirani hemoglobin nastaje kada se molekuli kisika vežu za atome Fe. Deoksigenirani hemoglobin nastaje kada se molekule kisika oslobode iz molekula hemoglobina. Ovo je ključna razlika između oksigeniranog i deoksigeniranog hemoglobina. Na vezivanje i oslobađanje kiseonika uglavnom utiču pH i parcijalni pritisak kiseonika.
