เฮโมโกลบิน

โครงสร้าง

ฮีโมโกลบินเป็นโปรตีนในร่างกายมนุษย์ที่มีหน้าที่สำคัญในการขนส่งออกซิเจนใน เลือด. โปรตีน ในร่างกายมนุษย์มักประกอบด้วยกรดอะมิโนหลายตัวที่เชื่อมโยงกัน กรดอะมิโนบางส่วนถูกร่างกายดูดซึมไปกับอาหารส่วนหนึ่งร่างกายยังสามารถเปลี่ยนโมเลกุลอื่นให้เป็นกรดอะมิโนผ่านการแปลงของเอนไซม์หรือสร้างขึ้นเองโดยสมบูรณ์

กรดอะมิโน 141 ชนิดเชื่อมโยงกันเพื่อสร้างหน่วยย่อยของฮีโมโกลบินซึ่งเป็นโกลบิน โมเลกุลของฮีโมโกลบินประกอบด้วยสี่โกลบินโดยมีหน่วยย่อยที่เหมือนกันสองหน่วยแต่ละหน่วยสร้างโมเลกุล ลูกโลกถูกพับให้เป็นกระเป๋าชนิดหนึ่งซึ่งมีโมเลกุลฮีมซึ่งเรียกว่า“ คอมเพล็กซ์เหล็ก” ถูกผูกไว้

สารประกอบเหล็กนี้ซึ่งมีอยู่ในโมเลกุลของฮีโมโกลบิน 2 โมเลกุลจับกับออกซิเจนหนึ่งโมเลกุลต่อออกซิเจนหนึ่งโมเลกุล เนื่องจากมีเหล็กในโครงสร้างฮีโมโกลบินจึงมีสีแดงซึ่งทำให้ทั้งหมด เลือด สีของมัน ถ้าไอออนของเหล็กจับกับโมเลกุลของออกซิเจนแล้วสีของฮีโมโกลบินจะเปลี่ยนจากสีแดงเข้มเป็นสีแดงที่จางกว่า

การเปลี่ยนสีนี้สามารถสังเกตเห็นได้ชัดเจนเมื่อเปรียบเทียบหลอดเลือดดำและหลอดเลือดแดง เลือด. เลือดแดงซึ่งนำออกซิเจนไปผูกไว้มากขึ้นจะมีสีอ่อนกว่ามาก หน่วยย่อยของโกลบินทั้งสี่มีผลพิเศษในการจับกับออกซิเจนทั้งสี่โมเลกุล

ด้วยโมเลกุลของออกซิเจนแต่ละตัวที่ถูกผูกมัดปฏิสัมพันธ์ระหว่างหน่วยย่อยทั้งสี่จะเกิดขึ้นและการรวมตัวของโมเลกุลออกซิเจนอื่นจะอำนวยความสะดวก ฮีโมโกลบินที่เต็มไปด้วยโมเลกุลออกซิเจนสี่ตัวมีความเสถียรเป็นพิเศษ การเปิดตัวทำงานในลักษณะเดียวกัน

เมื่อออกซิเจนหนึ่งโมเลกุลออกจากฮีโมโกลบินกระบวนการดังกล่าวก็จะอำนวยความสะดวกให้กับอีกสามโมเลกุลเช่นกัน ในสถานการณ์ชีวิตที่แตกต่างกันมนุษย์มีฮีโมโกลบินในรูปแบบต่างๆ เมื่อเป็นเด็กในครรภ์เขาจะมีฮีโมโกลบินตัวอ่อนแรกและต่อมาจากทารกในครรภ์

หน่วยย่อยของโกลบินแตกต่างกันในโครงสร้างทางเคมีและทำให้ฮีโมโกลบินในวัยแรกเกิดมีความสัมพันธ์กับออกซิเจนสูงกว่าฮีโมโกลบินของมนุษย์ผู้ใหญ่อย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งจะช่วยให้ออกซิเจนสามารถถ่ายเทจากเลือดของแม่ไปยังเลือดของเด็กได้ รก. มนุษย์ที่โตเต็มวัยสามารถมีฮีโมโกลบินได้ 1 ประเภทคือ HbA2 หรือ HbA1 แม้ว่า HbA98 จะเด่นกว่าใน XNUMX% ของคนทั้งหมด

If น้ำตาลในเลือด ระดับยังคงสูงเกินไปเป็นระยะเวลานานอาจมีฮีโมโกลบินร่วมกับน้ำตาล HbA1c ในการวินิจฉัยส่วนใหญ่จะใช้ในการวิเคราะห์ระยะยาว น้ำตาลในเลือด ระดับ Methemoglobin เป็นรูปแบบที่ไม่ใช้งานได้

มันไม่สามารถจับกับออกซิเจนได้อีกต่อไป มีอยู่ในปริมาณเล็กน้อยในทุกคนและเกิดขึ้นอย่างมากโดยเฉพาะในควัน การสูด หรือข้อบกพร่องทางพันธุกรรม สัดส่วนที่สูงขึ้นการขาดออกซิเจนสำหรับสิ่งมีชีวิตของมนุษย์ก็จะมากขึ้น

การทำงานของฮีโมโกลบินในร่างกายมนุษย์มีความสำคัญ โมเลกุลของเหล็กที่อยู่ตรงกลางของฮีมซึ่งมีหน่วยย่อยของโกลบินแต่ละตัวจะจับกับโมเลกุลออกซิเจน หลังจากเลือดดำในร่างกายถูกสูบฉีดจากด้านขวา หัวใจ ไปยังปอดจะสะสมอยู่ที่นั่นพร้อมกับออกซิเจนที่หายใจเข้าไป

จากนั้นเรียกว่าอุดมด้วยออกซิเจน เหนือขอบเขตของ ถุงลมปอดออกซิเจนจะแพร่ผ่านผนังหลอดเลือดเข้าสู่เซลล์เม็ดเลือดแดง เม็ดเลือดแดงและผูกทางเคมีกับไอออนของเหล็ก เลือดจะมีสีแดงอ่อนตามแบบฉบับของหลอดเลือดเนื่องจากการจับตัวและจะถูกสูบฉีดผ่านร่างกายจากทางซ้าย หัวใจ ทางกระแสเลือดขนาดใหญ่

ที่เนื้อเยื่อที่ใช้จ่ายเลือดด้วยออกซิเจนเลือดจะไหลช้าโดยเฉพาะอย่างยิ่งผ่านเส้นเลือดฝอยเพื่อให้เนื้อเยื่อที่ขาดออกซิเจนสามารถดึงโมเลกุล O2 ออกจากเลือดที่อุดมด้วยออกซิเจนและฮีโมโกลบินจะถูกเปลี่ยนกลับไปเป็นรูปแบบเดิม ผลของ "ความร่วมมือ" ทำให้หน่วยโกลบินทั้ง XNUMX หน่วยอำนวยความสะดวกในการขนถ่ายโมเลกุลออกซิเจนร่วมกัน ถ้าโมเลกุลออกซิเจนหนึ่งถูกผูกไว้แล้วการจับตัวของอีกสามโมเลกุลจะอำนวยความสะดวกได้มาก

เป็นผลให้ปริมาณออกซิเจนคงที่ในขณะนี้แม้จะมีข้อ จำกัด เล็กน้อยในการเสริมสร้างออกซิเจน แม้แต่ข้อ จำกัด ในวัยชรายังคงอยู่ในระดับสูงและเล็กน้อย ปอด ความผิดปกติไม่ได้มีอิทธิพลอย่างมากในตอนแรก ความอิ่มตัวของออกซิเจน ของเลือด แม้ว่าความดันบางส่วนของออกซิเจนในอากาศที่เราหายใจจะลดลงถึงครึ่งหนึ่งของค่าเดิมแล้วก็ตาม ความอิ่มตัวของออกซิเจน ของเลือดยังคงสูงกว่า 80% สิ่งสำคัญอย่างยิ่งคือฮีโมโกลบินมีคุณสมบัติในการจับออกซิเจนกับองศาที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับ pH ความดันบางส่วนของ CO2 อุณหภูมิและ 2,3-BPG (2,3-bisphosphoglycerate)

สิ่งนี้ช่วยให้สามารถผูกมัดในปอดได้มากที่สุดและปล่อยให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในเนื้อเยื่อส่วนที่เหลือของร่างกายเมื่อจำเป็น 2,3-BPG ซึ่งผลิตมากขึ้นในช่วง การฝึกอบรมระดับความสูงตัวอย่างเช่นยังช่วยให้ร่างกายสามารถลดแรงยึดเกาะของออกซิเจนเพื่อให้สามารถปล่อยออกมาได้ง่ายขึ้น นอกจากนี้ฮีโมโกลบินยังมีหน้าที่ขนส่ง CO2 ในระดับหนึ่งและปล่อยเข้าสู่ปอด

ในกระบวนการนี้คาร์บอนไดออกไซด์จะถูกผูกไว้กับฮีโมโกลบินด้วย แต่จะไม่เกาะติดกับ O2 สำหรับโรคหลายชนิดค่าฮีโมโกลบินมีความสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งโรคขาดซึ่งเรียกว่า anemias เป็นปัญหาที่พบบ่อย