Odkysličenie je disociácia kyslík molekuly z hemoglobín molekuly u človeka krv. Telo kyslík zásobovanie je postavené na cykle okysličovania a odkysličovania. V javoch, ako je dym inhalácia, tento cyklus je narušený.
Čo je to odkysličenie?
Odkysličenie je disociácia kyslík molekuly z hemoglobín molekuly u človeka krv. Chemická deoxygenácia spočíva v disociácii atómov kyslíka z atómovej väzby. Medicína sa vzťahuje na rozpad kyslíkových väzieb hemoglobín. Hemoglobín je červená krv pigment, ktorý obsahuje dvojmocný železo atómy. V ľudské dýchanie, hemoglobín slúži ako transportné médium vďaka tejto afinite ku kyslíku železo väzba. Všetky orgány a tkanivá tela potrebujú kyslík. Krv transportuje atómy kyslíka do najtenších vetiev krvi a dodáva tak všetky tkanivá. Kyslík má iba obmedzenú rozpustnosť. Preto je v krvnej plazme prítomný nielen vo voľnej forme, ale aj vo forme viazanej na hemoglobín. Táto väzba sa nazýva aj okysličenie a je opakom odkysličovania. Väzbová afinita hemoglobínu ku kyslíku sa mení v rôznych prostrediach tela. Keď afinita klesá, dochádza k odkysličovaniu. Atómy kyslíka sa tak dodávajú do jednotlivých tkanív a orgánov tela. Hemoglobín bez väzieb sa tiež nazýva deoxyhemoglobín. Analogicky sa hemoglobín viazaný na kyslík nazýva oxyhemoglobín.
Funkcia a účel
Okysličenie a odkysličenie hrajú v ľudskom organizme spoločne životne dôležitý kyslík do tkanív. Fyzicky rozpustený kyslík napríklad hrá úlohu pri výmene medzi krvnou plazmou a pľúcnymi alveolmi. Medzi plazmou a interstíciom dochádza k výmene kyslíka difúziou. Úlohu v tomto procese zohráva aj fyzicky rozpustený kyslík. Avšak na udržanie prívodu kyslíka do všetkých buniek je väzba na hemoglobín tiež nevyhnutným procesom kvôli jeho obmedzenej rozpustnosti. Keď sa hemoglobín okysličí, zmení sa jeho konformácia. S touto zmenou polohy centrálny železo atóm v červenom krvnom pigmente sa priestorovo preskupuje a hemoglobín predpokladá dynamický funkčný stav. Bez väzby na kyslík je hemoglobín v skutočnosti deoxyhemoglobín, a teda vykazuje napätý tvar T. Okysličením sa tvar hemoglobínu zmení na uvoľnený tvar R. Potom hovoríme o oxyhemoglobíne. Afinita hemoglobínu ku kyslíku sa mení s konkrétnym tvarom a priestorovým usporiadaním molekúl. Vo svojej uvoľnenej forme má teda červený krvný pigment väčšiu afinitu ku kyslíku ako vo svojej napätej forme. Hodnota pH má tiež vplyv na afinitu. Čím vyššie je pH v príslušnom prostredí tela, tým vyššia je afinita hemoglobínu k väzbe na kyslík. Teploty navyše ovplyvňujú väzobné vlastnosti. Napríklad väzbová afinita ku kyslíku rastie s poklesom teploty. Okrem toho väzbová afinita ku kyslíku závisí od uhlík obsah oxidu uhličitého. Táto závislosť na uhlík dioxid koncentráciesa spolu so závislosťou od pH nazýva Bohrov efekt. Väzbová afinita hemoglobínu k kyslíku klesá ako uhlík stúpa hladina oxidu uhličitého a pH je nízke. Keď teda oxid uhličitý úroveň je nízka a ph je vysoká, afinita sa zvyšuje. Z tohto dôvodu hemoglobín pri dýchaní okysličuje alveolárne kapiláry pľúc, pretože klesá oxid uhličitý a zvyšuje sa pH krvi. Naproti tomu v krvnom systéme širšieho okruhu sú prítomné relatívne vysoké koncentrácie CO2 pri nízkych hodnotách pH cirkulácia tela. Väzobná afinita červeného krvného pigmentu sa tak znižuje. Kyslík sa disociuje z molekúl hemoglobínu a dochádza k deoxygenácii. Bez deoxygenácie by preto krv nebola účinným transportným médiom pre kyslík. Ak by molekuly kyslíka zostali natrvalo naviazané na železo hemoglobínu, transport by z toho nemal prospech ani pre telesné tkanivá, ani pre orgány.
Choroby a choroby
Pri otrave oxidom uhoľnatým je narušená funkcia hemoglobínu viazať kyslík. Napríklad, ak pacient v prípade požiaru nadýchol príliš veľa dymu, oxid uhoľnatý sa namiesto kyslíka viaže na molekuly železa hemoglobínu. Výsledkom je, že v plazme je menej oxyhemoglobínu. V tele takmer nedochádza k okysličovaniu, pretože kyslíková afinita červeného krvného pigmentu klesá s CO koncentrácie. Keď klesá afinita, uprednostňuje sa odkysličovanie hemoglobínu. Vyskytuje sa hypoxia. Telo potom už nie je zásobované dostatkom kyslíka. V prípade silnej intoxikácie hovoríme o anoxii. Takýmto javom je úplná absencia kyslíka v tkanivách tela. Zatiaľ čo anoxia je takmer vždy spojená s dymom inhalácia, hypoxia môže byť tiež spôsobená anémia or embólia. Kosáčik anémia pacienti napríklad trpia chronickou anémiou. Ich abnormálny hemoglobín má tendenciu sa zhlukovať a upchávať krv plavidlá a nedostatočné okysličenie. Preto kosáčiková bunka anémia môže tiež spôsobiť hypoxiu. To isté platí pre tzv.thalassemia, v ktorom je narušená syntéza alfa reťazcov v proteínovej časti hemoglobínu. V súvislosti s hypoxiou v tele vždy existuje narušený metabolizmus buniek. Bunky tela sú vždy poškodené nedostatkom kyslíka. Aké závažné sú následky nedostatku zásob, závisí napríklad od toho, ako rýchlo sa dá napraviť. The správa kyslíka je dôležitým liečebným krokom pre väčšinu chorôb z nedostatku. Pri ochoreniach krvotvorby alebo poruchách hemoglobínu sú obvykle nevyhnutné krvné transfúzie.
