потеря кислорода представляет собой диссоциацию молекул кислорода от молекул гемоглобина в крови человека. Подача кислорода к телу основана на цикле оксигенации и деоксигенации. Этот цикл нарушается такими явлениями, как отравление дымом.
Что такое деоксигенация?
При химической деоксигенации атомы кислорода освобождаются от атомной связи. В медицине термин обозначает разрыв кислородных связей в гемоглобине. Гемоглобин - это красный кровяной пигмент, содержащий атомы двухвалентного железа. В человеческом дыхании гемоглобин служит транспортной средой благодаря этой связи железа со сродством к кислороду.
В кислороде нуждаются все органы и ткани тела. Кровь переносит атомы кислорода в самые тонкие ветви кровотока и, таким образом, снабжает все ткани.
Кислород имеет лишь ограниченную растворимость. Следовательно, он присутствует в плазме крови не только в свободной, но и в связанной с гемоглобином форме. Эта связь также называется оксигенацией и является противоположностью деоксигенации.
Сродство связывания гемоглобина с кислородом изменяется в различных средах тела. Когда сродство падает, происходит деоксигенация. Атомы кислорода попадают в отдельные ткани и органы тела. Связывающий гемоглобин также называют дезоксигемоглобином. Точно так же связанный с кислородом гемоглобин называется оксигемоглобином.
Функция и задача
Оксигенация и деоксигенация работают вместе в человеческом организме, обеспечивая ткани жизненно важным кислородом. Физически растворенный кислород играет роль, например, в обмене между плазмой крови и альвеолами легких. Кислородный обмен между плазмой и междоузлиями происходит за счет диффузии. Физически растворенный кислород также играет роль в этом процессе.
Однако для поддержания снабжения кислородом всех клеток из-за ограниченной растворимости связывание с гемоглобином также является жизненно важным процессом. Когда гемоглобин насыщается кислородом, его конформация меняется. При этом изменении положения центральный атом железа пространственно перестраивается в красном пигменте крови, и гемоглобин принимает динамическое функциональное состояние.
Без связывания кислорода гемоглобин на самом деле является дезоксигемоглобином и, следовательно, имеет напряженную Т-образную форму. При оксигенации форма гемоглобина меняется на расслабленную R-форму. Тогда мы говорим об оксигемоглобине. Сродство гемоглобина к кислороду изменяется в зависимости от формы и пространственного расположения молекул. В расслабленной форме красный пигмент крови имеет большее сродство к кислороду, чем в напряженной форме.
Значение pH также влияет на сродство. Чем выше значение pH в соответствующей среде тела, тем выше сродство гемоглобина к связыванию кислорода. Кроме того, на свойства склеивания влияет температура. Например, сродство связывания кислорода увеличивается с понижением температуры.
Кроме того, сродство связывания кислорода зависит от содержания диоксида углерода. Эта зависимость от концентрации диоксида углерода называется вместе с зависимостью от pH эффектом Бора. Сродство связывания гемоглобина с кислородом падает с увеличением уровня углекислого газа и низким значением pH. При низком уровне диоксида углерода и высоком значении pH сродство увеличивается. По этой причине гемоглобин насыщает кислородом альвеолярные капилляры легких во время дыхания, потому что содержание углекислого газа падает, а pH крови повышается.
Однако в кровеносной системе остального тела при низких значениях pH наблюдаются относительно высокие концентрации CO2. Сродство связывания красного пигмента крови снижается. Кислород отделяется от молекул гемоглобина, и происходит дезоксигенация.
Следовательно, без деоксигенации кровь не была бы эффективной транспортной средой для кислорода. Если бы молекулы кислорода оставались постоянно связанными с железом в гемоглобине, ни ткани тела, ни органы не выиграли бы от транспортировки.
Болезни и недуги
В случае отравления угарным газом кислородсвязывающая функция гемоглобина нарушается. Если, например, пациент вдохнул слишком много дымового газа в сценарии пожара, на молекулах железа гемоглобина вместо кислорода откладывается окись углерода. В результате в плазме меньше оксигемоглобина. В организме почти нет оксигенации, потому что сродство красного пигмента крови к кислороду падает вместе с концентрацией CO. Деоксигенации гемоглобина благоприятствует падающая аффинность. Возникает гипоксия. В результате организм перестает получать кислород в достаточной степени.
В случае сильного отравления говорят о гипоксии. Одно из таких явлений - полное отсутствие кислорода в тканях тела. Хотя аноксия почти всегда связана с вдыханием дыма, причиной гипоксии также может быть анемия или эмболия. Например, пациенты с серповидноклеточной анемией страдают хронической анемией. Ваш аномальный гемоглобин имеет тенденцию слипаться, закупоривая кровеносные сосуды и больше не насыщая кислородом должным образом. Следовательно, серповидно-клеточная анемия также может вызывать гипоксию. То же самое касается так называемой альфа-талассемии, при которой нарушается синтез альфа-цепей белкового компонента гемоглобина.
В условиях гипоксии всегда наблюдается нарушение клеточного метаболизма в организме. Клетки организма всегда повреждаются из-за недостаточного поступления кислорода. Серьезность последствий неадекватного снабжения зависит, например, от того, насколько быстро это можно исправить. Введение кислорода - важный шаг в лечении большинства недостатков. Переливание крови обычно необходимо при заболеваниях кроветворения или нарушениях гемоглобина.
