deoxygenation

De deoxygenation er dissosiasjonen av oksygenmolekyler fra hemoglobinmolekyler i menneskelig blod. Oksygentilførselen til kroppen er basert på en syklus av oksygenering og deoksygenering. Denne syklusen er forstyrret av fenomener som røykforgiftning.

Hva er deoksygenering?

Ved kjemisk deoksygenering frigjøres oksygenatomene fra en atombinding. Medisin refererer begrepet til nedbrytning av oksygenbindinger på hemoglobin. Hemoglobin er det røde blodpigmentet som inneholder divalente jernatomer. Ved menneskelig respirasjon fungerer hemoglobin som et transportmedium takket være denne jernbindingen med en affinitet for oksygen.

Alle organer og vev i kroppen trenger oksygen. Blodet transporterer oksygenatomene til de tynneste grenene i blodomløpet og forsyner dermed alt vev.

Oksygen har bare begrenset løselighet. Derfor er den ikke bare til stede i blodplasmaet i fri, men også i hemoglobinbundet form. Denne bindingen kalles også oksygenering og er motsatt av deoksygenering.

Hemoglobinets bindingsaffinitet for oksygen forandrer seg i kroppens forskjellige milier. Når affiniteten synker, finner deoksygenering sted. Oksygenatomene frigjøres til de enkelte vev og organer i kroppen. Bindende hemoglobin kalles også deoksyhemoglobin. Tilsvarende kalles oksygenbundet hemoglobin oksyhemoglobin.

Funksjon & oppgave

Oksygenering og deoksygenering fungerer sammen i den menneskelige organismen for å forsyne vevene med viktig oksygen. Fysisk oppløst oksygen spiller for eksempel en rolle i utvekslingen mellom blodplasma og lungene i lungene. Oksygenutvekslingen skjer mellom plasma og interstitium ved diffusjon. Fysisk oppløst oksygen spiller også en rolle i denne prosessen.

For å opprettholde oksygenforsyningen til alle celler er imidlertid binding til hemoglobin også en viktig prosess på grunn av den begrensede løseligheten. Når hemoglobinet er oksygenert, endrer det seg. Med denne posisjonsendringen omorganiseres det sentrale jernatom romlig i det røde blodpigmentet og hemoglobinet antar en dynamisk funksjonell tilstand.

Uten oksygenbinding er hemoglobin faktisk deoksyhemoglobin og har dermed en anspent T-form. Ved oksygenering endres formen på hemoglobin til en avslappet R-form. Vi snakker da om oksyhemoglobin. Hemoglobinets affinitet for oksygen endres med den respektive formen og romlige arrangementet av molekylene. I sin avslappede form har det røde blodpigmentet en større affinitet for oksygen enn i sin anspente form.

PH-verdien har også innflytelse på affiniteten. Jo høyere pH-verdi i det respektive kroppsmiljøet, desto høyere er oksygenbindingsaffiniteten til hemoglobin. I tillegg påvirker temperaturene limingsegenskapene. For eksempel øker bindingsaffiniteten for oksygen når temperaturen synker.

I tillegg er oksygenbindingsaffiniteten avhengig av karbondioksydinnholdet. Denne avhengigheten av karbondioksidkonsentrasjonen blir referert til sammen med pH-avhengigheten som Bohr-effekten. Hemoglobinets bindingsaffinitet for oksygen faller med økende karbondioksydnivåer og en lav pH-verdi. Med et lavt karbondioksydnivå og en høy pH-verdi øker affiniteten. Av denne grunn oksygenerer hemoglobinet i de alveolære kapillærene i lungene under pusting, fordi det er et fallende karbondioksidinnhold og blodets pH stiger.

I blodsystemet i resten av kroppen er det imidlertid relativt høye CO2-konsentrasjoner ved lave pH-verdier. Bindingsaffiniteten til det røde blodpigmentet avtar. Oksygenet dissosierer fra hemoglobinmolekylene og deoksygenering finner sted.

Uten deoksygenering ville blodet derfor ikke være et effektivt transportmedium for oksygen. Hvis oksygenmolekylene forble permanent bundet til jernet i hemoglobin, ville verken kroppsvev eller organer ha fordel av transporten.

Sykdommer og plager

Når det gjelder karbonmonoksidforgiftning, blir hemoglobinets oksygenbindende funksjon nedsatt. Hvis for eksempel en pasient har inhaleret for mye røykgass i et brannscenario, blir karbonmonoksid avsatt på jernmolekylene i hemoglobin i stedet for oksygen. Som et resultat er det mindre oksyhemoglobin i plasma. Det er knapt oksygenering i kroppen, fordi oksygenaffiniteten til det røde blodpigmentet faller med CO-konsentrasjonen. Deoksygenering av hemoglobin foretrekkes med den fallende affiniteten. Hypoksi oppstår. Kroppen tilføres da ikke lenger tilstrekkelig med oksygen.

Ved alvorlig forgiftning er det snakk om anoksi. Et slikt fenomen er den fullstendige mangelen på oksygen i kroppens vev. Mens anoksi nesten alltid er relatert til røykinhalering, kan årsaken til hypoksi også være anemi eller emboli. For eksempel lider pasienter med sigdcelleanemi av kronisk anemi. Det unormale hemoglobinet ditt har en tendens til å klumpe seg sammen, tette blodkar og ikke lenger oksygenere ordentlig. Derfor kan sigdcelleanemi også forårsake hypoksi. Det samme gjelder såkalt alpha thalassemia, der syntesen av alfakjedene i proteinkomponenten i hemoglobin forstyrres.

I sammenheng med hypoksi er det alltid en forstyrret cellemetabolisme i kroppen. Kroppscellene blir alltid skadet av mangelfull tilførsel av oksygen. Alvorlighetsgraden av konsekvensene av den mangelfulle forsyningen avhenger for eksempel av hvor raskt den kan avhjelpes. Administrering av oksygen er et viktig trinn i behandlingen av de fleste mangler. Blodoverføringer er vanligvis essensielle når det gjelder bloddannelsessykdommer eller hemoglobinforstyrrelser.