Plik natlenienie odnosi się do wiązania czerwonego barwnika krwi z cząsteczkami tlenu. Odwrotność nazywana jest również deoksygenacją i zachodzi, gdy stężenie CO jest zbyt wysokie lub wartość pH we krwi jest zbyt niska. Postępująca deoksygenacja zagraża zaopatrzeniu organów w tlen w przypadku zatrucia tlenkiem węgla.
Co to jest natlenienie?
Czerwony barwnik krwi, hemoglobina, nadaje krwinkom czerwonym ich kolor, a także spełnia ważne funkcje w łańcuchu oddechowym. Hemoglobina zawiera również dwuwartościowy związek żelaza, który może wiązać się z tlenem. Dlatego też jest również określany jako tlenowy. W terminologii medycznej wiązanie tlenu przez czerwony barwnik krwi nazywane jest utlenianiem.
W ten sposób krew spełnia rolę medium transportowego podczas oddychania i dostarcza tlen do poszczególnych narządów i tkanek. Tlen jest obecny we krwi zarówno w postaci związanej, jak i fizycznie rozpuszczonej. Postać rozpuszczona odgrywa w szczególności rolę w wymianie tlenu między pęcherzykami płucnymi a osoczem. Wymiana tlenu między osoczem krwi a śródmiąższem zależy również od rozpuszczonego tlenu, ponieważ proces ten odbywa się na drodze dyfuzji.
Jednak tlen ma tylko ograniczoną rozpuszczalność. Transport tlenu związany z hemoglobiną utrzymuje niezbędne zaopatrzenie komórek w tlen pomimo ograniczonej rozpuszczalności.
Funkcja i zadanie
Podczas natleniania tlen wiąże się z hemoglobiną. W rezultacie cząsteczka zmienia swoją konformację, czyli układ przestrzenny. Podczas tego procesu centralny atom żelaza barwnika krwi zmienia swoje położenie.W ten sposób wiązanie osiąga dynamiczny stan funkcjonalny. W przypadku utleniania nie ma prawdziwego utleniania ani złożonej chemicznie reakcji.
Niezwiązana hemoglobina jest również znana jako dezoksyhemoglobina i pojawia się jako napięty kształt litery T. Dopiero gdy wiąże się z atomami tlenu, pigment krwi przekształca się w zrelaksowaną formę R, znaną również jako oksyhemoglobina. Powinowactwo hemoglobiny do tlenu zależy na przykład od takich czynników, jak konformacja cząsteczek. W zrelaksowanej formie R czerwony pigment krwi ma większe powinowactwo niż w napiętej formie T.
Wartość pH odgrywa również rolę w powinowactwie hemoglobiny do wiązania tlenu, którego nie należy lekceważyć. Wraz ze wzrostem pH wzrasta również powinowactwo wiązania hemoglobiny. Temperatura ma równie duży wpływ na powinowactwo wiązania czerwonego barwnika krwi. Powinowactwo wzrasta wraz ze spadkiem temperatury i w konsekwencji zanika, gdy temperatury rdzenia są zbyt wysokie. Oprócz tych czynników, powinowactwo wiązania hemoglobiny zależy również od stężenia dwutlenku węgla.
Zależność od czynników zawartości dwutlenku węgla i wartości pH krwi podsumowuje się jako tzw. Efekt Bohra. Przy wysokim pH i niskim poziomie dwutlenku węgla powinowactwo jest wysokie. W tych warunkach stężenie oksyhemoglobiny odpowiednio wzrasta. W konsekwencji powinowactwo wiązania spada przy dużej zawartości dwutlenku węgla i niskiej wartości pH.
W organizmie krwiobieg w naturalny sposób bierze te czynniki pod uwagę podczas transportu tlenu. Na przykład naczynia włosowate płuc mają niską zawartość dwutlenku węgla i stosunkowo wysokie pH. Powinowactwo wiązania hemoglobiny w płucach jest odpowiednio wysokie. Prowadzi to do utlenienia czerwonego barwnika krwi. Poza naczyniami włosowatymi płuc występuje stosunkowo wysoka zawartość CO2 przy niskiej wartości pH. Powinowactwo wiązania hemoglobiny zmniejsza się odpowiednio i stopniowo uwalnia tlen, który jest następnie pobierany przez tkanki i narządy.
Ta dysocjacja tlenu od cząsteczek hemoglobiny jest znana jako odtlenienie i jest tak samo ważna dla dostarczania tlenu do organizmu, jak utlenianie.
Choroby i dolegliwości
W przypadku zatrucia tlenkiem węgla utlenianie hemoglobiny jest ograniczone lub nawet całkowicie wyłączone. Dzieje się tak, ponieważ powinowactwo wiązania hemoglobiny z tlenkiem węgla jest około 300 razy większe niż powinowactwo wiązania z tlenem. W ten sposób w przypadku wdychania dymu tlenek węgla gromadzi się w hemoglobinie w bardzo krótkim czasie, tworząc w ten sposób karboksyhemoglobinę. Tworzy to blokadę wchłaniania tlenu, a zawartość tlenu we krwi stopniowo spada.
Silne zatrucie CO powoduje zatem niedotlenienie, czyli ogólny niedobór tlenu w tkankach i narządach. Kiedy poziom CO we krwi osiągnie określony procent, dana osoba traci przytomność z powodu niedostatecznej podaży. Jeśli poziom nadal rośnie po omdleniu, śmierć następuje powyżej określonego stężenia. W przypadku niedostatecznego dopływu tlenu tkanka ciała obumiera nieodwracalnie.
Dostępne są terapie tlenowe do leczenia obniżonych stężeń tlenu we krwi tętniczej. Te terapie są również pomocne w przypadku zatorowości płucnej. To samo dotyczy zawałów serca, niewydolności oddechowej czy niewydolności serca. Wiele chorób sercowo-płucnych jest zagrożonych niedotlenieniem.
Niedotlenienie również grozi niedokrwistością, ponieważ w osoczu w tej chorobie jest zbyt mało czerwonych krwinek. Im mniej hemoglobiny, tym mniej tlenu może zostać przetransportowane do narządów w postaci związanej. Niedokrwistość może wynikać z utraty krwi, ale może być również spowodowana brakiem żelaza lub kwasu foliowego.
Zaburzenia tworzenia krwi mogą również prowadzić do zjawisk anemicznych, które mogą wiązać się z dalszymi zaburzeniami tworzenia krwi i innymi towarzyszącymi objawami. Anemie są leczone w zależności od ich przyczyny i ustąpienia w kontekście objawów niedoboru, gdy tylko przyczyna niedoboru zostanie uzupełniona.
