Deoxygenation

Các Deoxygenation là sự phân ly của các phân tử oxy từ các phân tử hemoglobin trong máu người. Việc cung cấp oxy cho cơ thể dựa trên một chu kỳ oxy hóa và khử oxy. Chu trình này bị xáo trộn bởi các hiện tượng như ngộ độc khói.

Deoxygenation là gì?

Trong quá trình khử oxy hóa học, các nguyên tử oxy được giải phóng khỏi một liên kết nguyên tử. Y học dùng để chỉ sự phá vỡ các liên kết oxy trên hemoglobin. Hemoglobin là sắc tố máu đỏ có chứa các nguyên tử sắt hóa trị hai. Trong quá trình hô hấp của con người, hemoglobin đóng vai trò như một phương tiện vận chuyển nhờ liên kết sắt này có ái lực với oxy.

Tất cả các cơ quan và mô trong 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. Vì vậy, nó không chỉ hiện diện trong huyết tương ở dạng tự do mà còn ở dạng liên kết với hemoglobin. 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 đối với oxy thay đổi trong các milieus khác nhau của cơ thể. Khi ái lực giảm xuống, quá trình khử oxy diễn ra. Các nguyên tử oxy được giải phóng đến các mô và cơ quan riêng lẻ của cơ thể. Hemoglobin liên kết còn được gọi là deoxyhemoglobin. Tương tự, hemoglobin gắn với oxy được gọi là oxyhemoglobin.

Chức năng & nhiệm vụ

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. Sự trao đổi oxy diễn ra giữa huyết tương và tế bào bằng cách khuếch tán. Oxy hòa tan vật lý cũng đóng một vai trò trong quá trình này.

Tuy nhiên, để duy trì cung cấp oxy cho tất cả các tế bào, do khả năng hòa tan hạn chế, việc gắn kết với hemoglobin cũng là một quá trình quan trọng. Khi hemoglobin được cung cấp oxy, cấu trúc của nó sẽ thay đổi. Với sự thay đổi vị trí này, nguyên tử sắt trung tâm được sắp xếp lại theo không gian trong sắc tố hồng cầu và hemoglobin đảm nhận một trạng thái chức năng động.

Không có liên kết oxy, hemoglobin thực sự là deoxyhemoglobin và do đó có hình chữ T căng thẳng. Với quá trình oxy hóa, hình dạng của hemoglobin thay đổi thành hình chữ R thoải mái. 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 tương ứng của các phân tử. Ở dạng thoải mái, sắc tố máu đỏ có ái lực với oxy lớn hơn ở dạng căng.

Giá trị pH cũng có ảnh hưởng đến ái lực. Giá trị pH trong cơ thể tương ứng càng cao, ái lực liên kết oxy của hemoglobin càng cao. Ngoài ra, nhiệt độ ảnh hưởng đến tính chất liên kết. Ví dụ, ái lực liên kết với oxy tăng lên khi nhiệt độ giảm xuống.

Ngoài ra, ái lực liên kết oxy phụ thuộc vào hàm lượng carbon dioxide. Sự phụ thuộc này vào nồng độ carbon dioxide được gọi cùng với sự phụ thuộc vào pH là hiệu ứng Bohr. Ái lực liên kết của hemoglobin đối với oxy giảm khi mức carbon dioxide tăng lên và giá trị pH thấp. Với mức carbon dioxide thấp và giá trị pH cao, ái lực tăng lên. Vì lý do này, hemoglobin oxy hóa trong các mao mạch phế nang của phổi trong quá trình thở, vì có hàm lượng carbon dioxide giảm và pH máu tăng lên.

Tuy nhiên, trong hệ thống máu của phần còn lại của cơ thể, có nồng độ CO2 tương đối cao ở các giá trị pH thấp. Ái lực gắn kết của hồng cầu giảm. Oxy phân ly khỏi các phân tử hemoglobin và quá trình khử oxy diễn ra.

Do đó nếu không có quá trình khử oxy, máu sẽ không phải là phương tiện vận chuyển oxy hiệu quả. Nếu các phân tử oxy vẫn liên kết vĩnh viễn với sắt trong hemoglobin, thì cả mô cơ thể và các cơ quan đều không được hưởng lợi từ việc vận chuyển.

Bệnh tật & ốm đau

Trong trường hợp ngộ độc carbon monoxide, chức năng liên kết oxy của hemoglobin bị suy giảm. Ví dụ, nếu một bệnh nhân hít phải quá nhiều khí khói trong một tình huống hỏa hoạn, carbon monoxide sẽ lắng đọng trên các phân tử sắt của hemoglobin thay vì oxy. Kết quả là, có ít oxyhemoglobin hơn trong huyết tương. Hầu như không có bất kỳ quá trình oxy hóa nào trong cơ thể, bởi vì ái lực oxy của hồng cầu giảm theo nồng độ CO. Quá trình khử oxy của hemoglobin được ưu tiên với ái lực giảm. Tình trạng thiếu oxy xảy ra. Khi đó cơ thể không còn được cung cấp đầy đủ oxy.

Trong trường hợp ngộ độc nặng, có nói đến thiếu ôxy. Một trong những hiện tượng như vậy là sự thiếu oxy hoàn toàn trong các mô của cơ thể. Trong khi tình trạng thiếu oxy hầu như luôn liên quan đến việc hít phải khói thuốc, nguyên nhân gây ra tình trạng thiếu oxy cũng có thể là thiếu máu hoặc tắc mạch. Ví dụ, bệnh nhân thiếu máu hồng cầu hình liềm bị thiếu máu mãn tính. Hemoglobin bất thường của bạn có xu hướng kết tụ lại với nhau, làm tắc nghẽn mạch máu và không còn được cung cấp oxy đúng cách. Do đó, thiếu máu hồng cầu hình liềm cũng có thể gây ra tình trạng thiếu oxy. Điều tương tự cũng áp dụng cho cái gọi là bệnh alpha thalassemia, trong đó quá trình tổng hợp chuỗi alpha trong thành 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 cơ thể luôn bị tổn thương do không được cung cấp đủ oxy. Ví dụ, mức độ nghiêm trọng của hậu quả của việc cung cấp không đầy đủ phụ thuộc vào việc nó có thể được khắc phục nhanh như thế nào. Việc cung cấp oxy là một bước quan trọng trong điều trị hầu hết các chứng thiếu hụt. Truyền máu thường rất cần thiết trong trường hợp mắc các bệnh về hình thành máu hoặc rối loạn huyết sắc tố.