Sleutelverskil – suurstof versus ontsuurde hemoglobien
Hemoglobien is 'n proteïen wat in rooibloedselle voorkom, wat suurstof vanaf die longe na die liggaamsweefsels en -organe en koolstofdioksied vanaf liggaamsweefsels en -organe na die longe vervoer. Daar is twee toestande van hemoglobien: geoksigeneerde en gedeoksigeneerde hemoglobien. Die sleutelverskil tussen suurstofryke en gedeoksigeneerde hemoglobien is dat suurstofryke hemoglobien die toestand van hemoglobien is wat met vier suurstofmolekules gebind is, terwyl die gedeoksigeneerde hemoglobien die ongebonde toestand van hemoglobien met suurstof is. Gesuurde hemoglobien is helderrooi van kleur terwyl gedeoksigeneerde hemoglobien donkerrooi van kleur is.
Wat is hemoglobien?
Hemoglobien (Hb) is 'n komplekse proteïenmolekule teenwoordig in rooibloedselle wat die tipiese vorm aan die rooibloedsel gee (rond met smal middelpunt). Die sleutelrolle van Hb sluit in die vervoer van suurstof vanaf die longe na die liggaamsweefsels, die uitruil daarvan met koolstofdioksied en die neem van koolstofdioksied van die liggaamsweefsels na die long en die terugruil met suurstof. Hemoglobienmolekule bevat vier polipeptiedkettings (proteïensubeenhede) en vier heemgroepe soos in figuur 01 getoon. Vier polipeptiedkettings verteenwoordig twee alfa-globulienkettings en twee beta-globulienkettings. Heme is 'n belangrike porfirienverbinding in die hemoglobienmolekule wat 'n sentrale ysteratoom het binne-in ingebed. Elke polipeptiedketting van die hemoglobienmolekule bevat 'n heemgroep en 'n ysteratoom. Die ysteratoom is noodsaaklik vir die vervoer van suurstof en koolstofdioksied in die bloed en dit is die hoofbydraer van rooi kleur van die rooibloedselle. Hemoglobien word ook 'n mettaloproteïen genoem as gevolg van die inkorporering van ysteratome.
Suurstoftoevoer aan weefsels en organe is noodsaaklik en noodsaaklik. Selle verkry energie deur aërobiese respirasie (oksidatiewe fosforilering) deur suurstof as 'n elektronaannemer te gebruik. Produksie van energie is nodig vir optimale selmetabolisme en -funksies. Suurstoftoevoer word deur die hemoglobienproteïene vergemaklik. Daarom staan hemoglobien ook bekend as suurstofdraende proteïen in die bloed.
Die lae vlak van hemoglobien in bloed wat bloedarmoede genoem word. Anemie toestand kan verskeie siektes veroorsaak. Daar is verskillende redes vir lae hemoglobienkonsentrasies in die bloed. Tekort aan yster is die hoofrede, terwyl oormatige dieet, ongesonde lewenstyl, sommige siektes en kankers ook oorsake vir dieselfde is.
Hemoglobienmolekule het vier suurstofbindingsplekke wat met vier Fe+2-atome geassosieer word. Een molekule hemoglobien kan 'n maksimum van vier molekules suurstof dra. Gevolglik kan hemoglobien versadig of onversadig wees met suurstof. Suurstofversadiging is die persentasie suurstofbindingsplekke van hemoglobien wat deur die suurstof beset word. Met ander woorde, dit meet die fraksie van suurstofversadigde hemoglobien relatief tot totale hemoglobien. Hierdie twee toestande van die hemoglobien staan bekend as geoksigeneerde en gedeoksigeneerde hemoglobien.
Figuur 1: Struktuur van hemoglobien
Wat is suurstofryke hemoglobien?
Wanneer hemoglobienmolekules gebind en versadig is met suurstofmolekules, staan die kombinasie van hemoglobien met suurstof bekend as geoksigeneerde hemoglobien (oksihemoglobien). Gesuurde hemoglobien word gevorm tydens die fisiologiese respirasie (ventilasie), wanneer suurstofmolekules met heemgroepe van die hemoglobien in rooibloedselle bind. Die produksie van suurstof hemoglobien vind hoofsaaklik plaas in die pulmonêre kapillêre naby alveoli van die longe waar die gaswisseling plaasvind (inaseming en uitaseming). Die affiniteit van suurstofbinding aan die hemoglobien word hoogs deur die pH beïnvloed. Wanneer die pH hoog is, is daar 'n hoë affiniteit om suurstof aan hemoglobien te bind, maar dit neem af soos die pH afneem. Daar is gewoonlik 'n hoë pH in longe, en 'n lae pH in spiere. Hierdie verskil in pH-toestande is dus nuttig vir suurstofaanhegting, vervoer en vrystelling. Aangesien daar 'n hoë bindingsaffiniteit naby die long is, bind suurstof met hemoglobien en maak oksihemoglobien. Wanneer oksihemoglobien die spier bereik as gevolg van lae pH, los dit op en stel suurstof aan die selle vry. Normale suurstofvlak in bloed van mense word beskou as in die reeks van 95 – 100 %. Suurstofryke bloed is sigbaar in helderrooi (karmosynrooi) kleur. Wanneer die hemoglobien in die suurstofryke vorm is, staan dit ook bekend as R-toestand (Ontspanne toestand) van die hemoglobien.
Figuur 2: Gesuurde hemoglobien
Wat is gedeoksigeneerde hemoglobien?
Deoksigeneerde hemoglobien is die vorm van hemoglobien wat nie aan suurstof gebind is nie. Gedeoksigeneerde hemoglobien het 'n gebrek aan suurstof. Vandaar hierdie toestand genoem T-toestand (Tense state) van hemoglobien. Gedeoksigeneerde hemoglobien kan waargeneem word wanneer geoksigeneerde hemoglobien suurstof vrystel en dit word uitgeruil met koolstofdioksied naby die plasmamembraan van spierselle waar daar 'n lae pH-omgewing is. Wanneer hemoglobien 'n lae affiniteit vir die suurstofbinding het, lewer dit suurstof en omskep dit in gedeoksigeneerde hemoglobien.
Figuur 3: Gesuurde en gedeoksigeneerde bloedvloei deur die liggaam
Wat is die verskil tussen suurstofryke en gedeoksigeneerde hemoglobien?
Gesuurde vs Gedeoksigeneerde Hemoglobien |
|
| Gesuurde hemoglobien is die kombinasie van hemoglobien plus suurstof. | Die ongebonde vorm van hemoglobien met suurstof staan bekend as gedeoksigeneerde hemoglobien. |
| Toestand van suurstofmolekule | |
| Suurstofmolekules is aan hemoglobienmolekule gebind. | Suurstofmolekules is nie aan hemoglobienmolekule gebind nie. |
| Kleur | |
| Gesuurde hemoglobien is helderrooi van kleur. | Deoksigeneerde hemoglobien is donkerrooi van kleur. |
| Staat van hemoglobien | |
| Dit staan bekend as die R-toestand van hemoglobien. | Dit staan bekend as die T (gespanne) toestand van Hemoglobien. |
| Formasie | |
| Gesuurde hemoglobien word gevorm wanneer suurstofmolekules met heemgroepe van die hemoglobien in rooibloedselle bind tydens die fisiologiese asemhaling. | Deoksigeneerde hemoglobien word gevorm wanneer suurstof vrygestel word uit suurstofryke hemoglobien en word uitgeruil met koolstofdioksied naby die plasmamembraan van spierselle. |
Opsomming – Suurstof- en Gedeoksigeneerde Hemoglobien
Hemoglobien is 'n noodsaaklike proteïen wat in rooibloedselle voorkom, wat in staat is om suurstof van die long na die liggaamsweefsel te vervoer en koolstofdioksied van die liggaamsweefsel na die long te bring. Daar is twee toestande van hemoglobien as gevolg van die binding van suurstof. Dit is geoksigeneerde hemoglobien en gedeoksigeneerde hemoglobien. Gesuurde hemoglobien word gevorm wanneer suurstofmolekules aan die Fe-atome geheg word. Gedeoksigeneerde hemoglobien word gevorm wanneer suurstofmolekules uit die hemoglobienmolekule vrygestel word. Dit is die belangrikste verskil tussen suurstofryke en gedeoksigeneerde hemoglobien. Suurstofaanhegting en vrystelling word hoofsaaklik deur die pH en die gedeeltelike druk van die suurstof beïnvloed.
