Karboxihemoglobinegenskaper och effekter

De karboxihemoglobin Det är hemoglobin fäst vid kolmonoxid (CO). Hemoglobin är proteinet som transporterar syre genom blod till människor och i många andra ryggradsdjur.

För att transportera syre måste hemoglobin gå med i detta. Max Perutz, en kemist och Nobelpris född i Wien 1914 och dödades i Cam-Bridge 2002, kallad "Hemoglobin Oxygen Liging Behaviour".

Hemoglobinstruktur (källa: Bielabio via Wikimedia Commons)

Föreställ dig två hemoglobinmolekyler som kan förena var och en till fyra syremolekyler. Den ena har redan tre syremolekyler och den andra ingen. Om en annan syremolekyl verkar är frågan som följer: Binds den till den "rika" som redan har tre, eller den "fattiga" som inte har något? Sannolikheten är 100 till 1 att den rika molekylen är riktad.

Föreställ dig nu två andra hemoglobinmolekyler. Den ena har 4 syremolekyler (den är mättad) och den andra har bara den ena. Vilken av molekylerna är mest troligt att ge syre till vävnaderna, de rika eller de fattiga? De fattigaste kommer lättare att leverera syre än rika.

Fördelningen av syre i hemoglobinmolekylen kan ses som den bibliska liknelsen: "... Vem har, som kommer att ges och vem som inte har, ens vad hon har kommer att tas bort ..." (MT, 13:12 ). Från den fysiologiska synvinkeln är detta "omoraliska" beteende hos hemoglobinmolekylen full av mening, position bidrar till syre till vävnaderna till vävnaderna.

Kolmonoxid är emellertid oavsett antalet syreatomer förenade till en hemoglobinmolekyl, "svep" med alla. Det vill säga, i närvaro av riklig CO, ersätts allt syre som är fäst vid hemoglobin av CO.

[TOC]

Strukturella egenskaper

För att prata om karboxihemoglobin, som inte är något annat än ett tillstånd av hemoglobin associerat med kolmonoxid, är det nödvändigt att först hänvisa till hemoglobin i allmänna termer.

Hemoglobin är ett protein som består av fyra underenheter bildade var och en av en polypeptidkedja känd som globin och en icke -protein naturgrupp (protesgrupp) som heter Hemo.

Kan tjäna dig: Bioestadistik: Historia, Studiefält och applikationer

Varje hemo -grupp innehåller en järnatom i järnhaltigt tillstånd (tro²⁺). Dessa är atomerna som kan förenas med syre utan att oxidera.

Hemoglobin -tetrameren består av två underenheter av alfa globin, 141 aminosyror vardera och två underenheter av beta globin, 146 aminosyror vardera.

Hemoglobinformer eller strukturer

När hemoglobin inte är kopplat till någon syreatom är strukturen för hemoglobin styv eller spänd, produkt från bildandet av saltlösningsbroar inuti.

Den kvartära strukturen hos hemoglobin utan syre (deoxigenada) är känd som "T" eller spänd struktur, och syresatt hemoglobin (oxyhemoglobin) kallas "R" eller avslappnad struktur.

Övergången från struktur t till struktur r inträffar med hjälp av föreningen av syre till järnatom (tro²⁺) av hemo -gruppen kopplad till varje globinkedja.

Kooperativt beteende

Underenheterna som utgör strukturen för hemoglobin visar kooperativt beteende som kan förklaras med följande exempel.

Du kan föreställa dig den deoxygenerade hemoglobinmolekylen (i struktur T) som ett ullskal med de mycket dolda syrebindningsställena (hemgrupper) inom den.

När denna spända struktur förenar sig i en syremolekyl är unionens hastighet mycket långsam, men denna förening är tillräcklig för att lossa bollen lite och föra följande hemo -grupp till ytan, vilket gör att hastigheten med vilken den binder följande syre är större, upprepa processen och öka affiniteten med varje fackförening.

Kolmonoxideffekter

För att studera effekterna av kolmonoxid på blodtransport av gaser är det först nödvändigt.

Kan tjäna dig: briologi: vad är, historia, vilka studier

Oxihemioglobinkurvan har en sigmoid eller "S" -form som varierar beroende på partiellt syretryck. Kurvdiagrammet framgår av analyserna till de blodprover som används för att bygga det.

Den mest benägna området i kurvan erhålls med tryck under 60 mmHg och vid större tryck än detta, tenderar kurvan att platta, som om den når en platå.

När du är i närvaro av vissa ämnen kan kurvan visa betydande avvikelser. Dessa avvikelser visar förändringar som inträffar i affiniteten hos hemoglobin på grund av syre till samma PO₂.

För att kvantifiera detta fenomen introducerades måtten på affiniteten hos hemoglobin med syre, känd som P -värdet_femtio, vilket är det partiella syretrycksvärdet som hemoglobin är 50% mättat; det vill säga när hälften av deras hemo -grupper förenas till en syremolekyl.

Under standardförhållanden, som måste förstås som pH 7.4, partiell 40 mmHg syretryck och 37 ° C temperatur, p, p_femtio Under en vuxen man är 27 mm Hg eller 3,6 kPa.

Vilka faktorer kan påverka affiniteten hos hemoglobin med syre?

Affiniteten för syre i hemoglobinet i erytrocyterna kan minska i närvaro av 2,3 defosfoglycerat (2-3dpg), koldioxid (CO₂), av höga koncentrationer av protoner eller genom ökad temperatur; Och detsamma gäller för kolmonoxid (CO).

Funktionella konsekvenser

Kolmonoxid kan störa syretransportfunktionen i arteriellt blod. Denna molekyl kan gå med i hemoglobin och bilda karboxihemoglobin. Detta beror på att det har en affinitet för hemoglobin ungefär 250 gånger större än O₂, Så han kan flytta den även när han är kopplad till henne.

Kan tjäna dig: Czapek agar: grund, förberedelser, användningar och begränsningar

Kroppen producerar kolmonoxid permanent, även om de är i små mängder. Denna gas, färglös och toalett, går med i hemo -gruppen på samma sätt som den gör eller_2, Och normalt finns det cirka 1% av blodhemoglobin såsom karboxihemoglobin.

Eftersom den ofullständiga förbränningen av organiskt material producerar CO är andelen karboxihemoglobin hos rökare mycket högre, att kunna nå värden mellan 5 och 15% av det totala hemoglobinet. Den kroniska ökningen av karboxihemoglobinkoncentrationen är skadlig för hälsan.

En ökning av mängden CO som andas in som genererar mer än 40% karboxihemoglobin hotar livet. När järnbindningsstället för järn är ockuperat av ett CO kan du inte träffa O₂.

Co -unionen producerar övergången från hemoglobin till struktur R, så att hemoglobin ytterligare minskar förmågan att leverera eller₂ I blodkapillärer.

Karboxihemoglobin har en ljusröd färg. Så patienter som är förgiftade med CO antar en rosa färg, även i koma och andningsförlamning. Den bästa behandlingen för att försöka rädda livet för dessa patienter är att göra ren, till och med hyperbar syreinandning, att försöka förskjuta föreningen av järn med CO.

Referenser

1. Räv, s. Yo. (2006). Mänsklig fysiologi 9: e upplagan (PP. 501-502). McGraw-Hill Press, New York, USA.
2. Murray, r. K., Granner, D. K., Mayes, s. TILL., & Rodwell, V. W. (2014). Harpers illustrerade biokemi. McGraw-hill.
3. Rawn, j. D. (1998). Biochemistry (1989). Burlington, North Carolina: Neil Patterson Publishers (c) n. Lalioti, CP Raptopoulou, A. Terzis, a. Panagiotopoulos, SP Perlepes och. Manessi-Zouopa, J. Kem. Soc. Dalton Trans, 1327.
4. Robert M. Berne, Matthew n. Avgift. (2001) Fysiologi. (3: e upplagan.) Harcourt Editions, s.TILL.
5. West, J. B. (1991). Fysiologisk grund för medicinsk praxis. Williams & Wilkins