Deoxygenation: Chức năng, Vai trò & Bệnh tật

Quá trình khử oxy là sự phân ly của ôxy phân tử từ huyết cầu tố phân tử ở người máu. Của cơ thể ôxy cung cấp được xây dựng trên một chu kỳ oxy hóa và khử oxy. Trong các hiện tượng như khói hít phải, chu kỳ này bị gián đoạn.

Deoxygenation là gì?

Quá trình khử oxy là sự phân ly của ôxy phân tử từ huyết cầu tố phân tử trong con người máu. Quá trình khử oxy hóa học liên quan đến sự phân ly của các nguyên tử oxy khỏi một liên kết nguyên tử. Y học đề cập đến sự phân rã của các liên kết oxy trên huyết cầu tố. Hemoglobin có màu đỏ máu sắc tố có chứa hóa trị hai ủi các nguyên tử. Trong hô hấp của con người, hemoglobin đóng vai trò như một phương tiện vận chuyển nhờ ái lực với oxy này ủi liên kết. Tất cả các cơ quan và mô của cơ thể đều cần oxy. Máu vận chuyển các nguyên tử oxy đến các nhánh mỏng nhất của dòng máu và do đó cung cấp cho tất cả các mô. Oxy chỉ có khả năng hòa tan hạn chế. Do đó, nó có trong huyết tương không chỉ ở dạng tự do mà còn ở dạng liên kết với hemoglobin. Sự liên kết này còn được gọi là quá trình oxy hóa và ngược lại với quá trình khử oxy. Ái lực liên kết của hemoglobin với oxy thay đổi trong các môi trường khác nhau của cơ thể. Khi ái lực giảm, quá trình khử oxy diễn ra. Do đó, các nguyên tử oxy được phân phối đến các mô và cơ quan riêng lẻ của cơ thể. Hemoglobin không liên kết còn được gọi là deoxyhemoglobin. Tương tự, hemoglobin gắn với oxy được gọi là oxyhemoglobin.

Chức năng và mục đích

Quá trình oxy hóa và khử oxy kết hợp với nhau trong cơ thể người để cung cấp oxy quan trọng cho các mô. Ví dụ, oxy hòa tan về mặt vật lý đóng một vai trò trong sự trao đổi giữa huyết tương và các phế nang của phổi. Giữa huyết tương và các vách ngăn, sự trao đổi oxy diễn ra bằng cách khuếch tán. Oxy hòa tan vật lý cũng đóng một vai trò trong quá trình này. Tuy nhiên, để duy trì việc cung cấp oxy cho tất cả các tế bào, liên kết với hemoglobin cũng là một quá trình quan trọng do khả năng hòa tan hạn chế của nó. Khi hemoglobin được oxy hóa, cấu trúc của nó sẽ thay đổi. Với sự thay đổi vị trí này, trung tâm ủi nguyên tử trong sắc tố hồng cầu sắp xếp lại theo không gian và hemoglobin đảm nhận một trạng thái chức năng động. Không có liên kết oxy, hemoglobin thực sự là deoxyhemoglobin và do đó có dạng hình chữ T căng thẳng. Với quá trình oxy hóa, hình dạng của hemoglobin thay đổi thành hình dạng chữ R. Sau đó chúng ta đang nói về oxyhemoglobin. Ái lực của hemoglobin đối với oxy thay đổi theo hình dạng và sự sắp xếp không gian cụ thể của các phân tử. Ở dạng thư giãn, sắc tố máu đỏ do đó có ái lực với oxy lớn hơn ở dạng căng thẳng. Giá trị pH cũng có ảnh hưởng đến ái lực. Độ pH trong môi trường cơ thể tương ứng càng cao, ái lực liên kết oxy của hemoglobin càng cao. Ngoài ra, nhiệt độ ảnh hưởng đến các đặc tính liên kết. Ví dụ, ái lực liên kết với oxy tăng khi nhiệt độ giảm. Bên cạnh đó, ái lực liên kết oxy phụ thuộc vào carbon hàm lượng đioxit. Sự phụ thuộc này vào carbon dioxide tập trung, cùng với sự phụ thuộc vào pH, được gọi là hiệu ứng Bohr. Ái lực liên kết của hemoglobin với oxy giảm khi carbon mức độ điôxít tăng và độ pH thấp. Vì vậy, khi cạc-bon đi-ô-xít mức độ thấp và độ ph cao, ái lực tăng lên. Vì lý do này, hemoglobin oxy hóa trong các mao mạch phế nang của phổi trong quá trình hô hấp, bởi vì có sự giảm dần cạc-bon đi-ô-xít mức độ và độ pH trong máu tăng lên. Ngược lại, nồng độ CO2 tương đối cao ở giá trị pH thấp hiện diện trong hệ thống máu của tuần hoàn cơ thể. Ái lực gắn kết của hồng cầu vì vậy giảm đi. Oxy phân ly khỏi các phân tử của hemoglobin và xảy ra quá trình khử oxy. Do đó, nếu không có quá trình khử oxy, máu sẽ không phải là phương tiện vận chuyển oxy hiệu quả. Thật vậy, nếu các phân tử oxy vẫn liên kết vĩnh viễn với sắt của hemoglobin, thì cả các mô và cơ quan trong cơ thể sẽ không được hưởng lợi từ việc vận chuyển.

Bệnh tật

Trong ngộ độc carbon monoxide, chức năng liên kết oxy của hemoglobin bị suy giảm. Ví dụ, nếu một bệnh nhân hít phải quá nhiều khói trong một tình huống hỏa hoạn, carbon monoxide sẽ gắn vào các phân tử sắt của hemoglobin thay vì oxy, kết quả là sẽ có ít oxyhemoglobin hơn trong huyết tương. Hầu như không có bất kỳ oxy nào trong cơ thể, bởi vì ái lực oxy của sắc tố hồng cầu giảm với CO tập trung. Quá trình khử oxy của hemoglobin được ưu tiên khi ái lực giảm. Tình trạng thiếu oxy xảy ra. Khi đó cơ thể không còn được cung cấp đủ oxy. Trong trường hợp nhiễm độc nặng, chúng ta nói đến thiếu oxy. Hiện tượng như vậy là hoàn toàn không có oxy trong các mô của cơ thể. Trong khi thiếu oxy hầu như luôn liên quan đến khói hít phải, tình trạng thiếu oxy cũng có thể do thiếu máu or tắc mạch. Hồng cầu hình lưỡi liềm thiếu máu bệnh nhân, ví dụ, bị thiếu máu mãn tính. Hemoglobin bất thường của họ có xu hướng kết tụ lại với nhau, làm tắc nghẽn máu tàu và không cung cấp đủ oxy. Do đó, hồng cầu hình liềm thiếu máu cũng có thể gây ra tình trạng thiếu oxy. Điều tương tự cũng áp dụng cho cái gọi là alpha-thalassemia, trong đó quá trình tổng hợp chuỗi alpha trong phần protein của hemoglobin bị rối loạn. Trong điều kiện thiếu oxy, luôn có sự rối loạn chuyển hóa tế bào trong cơ thể. Các tế bào của cơ thể luôn bị tổn thương do thiếu oxy. Ví dụ, hậu quả nghiêm trọng của việc thiếu hụt nguồn cung cấp phụ thuộc vào việc nó có thể được khắc phục nhanh như thế nào. Các quản lý oxy là một bước điều trị quan trọng đối với hầu hết các bệnh thiếu hụt. Đối với các bệnh về tạo máu hoặc rối loạn huyết sắc tố, việc truyền máu thường rất cần thiết.