oksijenizasyon

oksijenizasyon kırmızı kan pigmentinin oksijen moleküllerine bağlanmasını ifade eder. Bunun tersi deoksijenasyon olarak adlandırılır ve CO konsantrasyonları çok yüksek olduğunda veya kandaki pH değeri çok düşük olduğunda gerçekleşir. Aşamalı deoksijenasyon, karbon monoksit zehirlenmesi durumunda organların oksijen beslemesini tehlikeye atar.

Oksijenasyon nedir?

Kırmızı kan pigmenti olan hemoglobin, kırmızı kan hücrelerine rengini verir ve ayrıca solunum zincirindeki önemli işlevleri yerine getirir. Hemoglobin ayrıca oksijene bağlanabilen iki değerlikli bir demir bileşiği içerir. Bu nedenle, oksijen-afin olarak da adlandırılır. Kırmızı kan pigmentinin oksijen bağlanmasına tıbbi terminolojide oksijenasyon denir.

Kan böylece solunum sırasında bir taşıma ortamı görevini yerine getirir ve oksijeni tek tek organlara ve dokulara getirir. Oksijen kanda hem bağlı hem de fiziksel olarak çözünmüş halde bulunur. Çözünmüş form, özellikle akciğer alveolleri ile plazma arasındaki oksijen alışverişinde rol oynar. Kan plazması ve interstisyum arasındaki oksijen değişimi de çözünmüş oksijene bağlıdır, çünkü bu işlem difüzyon yoluyla gerçekleştirilir.

Bununla birlikte, oksijen yalnızca sınırlı çözünürlüğe sahiptir. Hemoglobine bağlı oksijen taşınması, sınırlı çözünürlüğe rağmen hayati hücre beslemesini oksijenle sürdürür.

İşlev ve görev

Oksijenasyon sırasında oksijen hemoglobine bağlanır. Sonuç olarak molekül, konformasyonunu, yani uzamsal düzenlemeyi değiştirir. Bu işlem sırasında kan pigmentinin merkezi demir atomu konumunu değiştirir.Bu şekilde bağlanma, dinamik bir işlevsel duruma ulaşır. Oksijenasyon durumunda, gerçek bir oksidasyon veya kimyasal olarak karmaşık bir reaksiyon yoktur.

Bağlanmamış hemoglobin, deoksihemoglobin olarak da bilinir ve gergin bir T şekli olarak görünür. Kan pigmenti, yalnızca oksijen atomlarına bağlandığında, oksihemoglobin olarak da bilinen gevşemiş R-formuna dönüşür. Hemoglobinin oksijen için afinitesi, örneğin moleküllerin konformasyonu gibi faktörlere bağlıdır. Rahatlamış R-formunda, kırmızı kan pigmenti, gergin T-formundakinden daha fazla afiniteye sahiptir.

PH değeri ayrıca hemoglobinin oksijen bağlama afinitesinde küçümsenmemesi gereken bir rol oynar. Hemoglobinin bağlanma afinitesi de artan pH ile artar. Sıcaklığın, kırmızı kan pigmentinin bağlanma afinitesi üzerinde eşit derecede büyük bir etkisi vardır. Afinite, azalan sıcaklıklarla artar ve sonuç olarak, çekirdek sıcaklıkları çok yüksek olduğunda kaybolur. Bu faktörlere ek olarak, hemoglobinin bağlanma afinitesi de karbondioksit konsantrasyonuna bağlıdır.

Kanın karbondioksit içeriği ve ph değeri faktörlerine olan bağımlılığı Bohr etkisi olarak özetlenmiştir. Yüksek pH ve düşük karbondioksit seviyelerinde yüksek afinite vardır. Oksihemoglobin konsantrasyonu, bu koşullar altında buna göre artar. Sonuç olarak, bağlanma afinitesi, yüksek bir karbon dioksit içeriği ve düşük bir pH değeri ile azalır.

Vücudun kan dolaşımı, oksijen taşırken bu faktörleri doğal olarak hesaba katar. Örneğin, akciğerlerin kılcal damarları düşük bir karbondioksit içeriğine ve nispeten yüksek bir pH'a sahiptir. Akciğerlerdeki hemoglobinin bağlanma afinitesi buna göre yüksektir. Bu, kırmızı kan pigmentinin oksijenlenmesine yol açar. Pulmoner kılcal damarların dışında, düşük pH değerine sahip nispeten yüksek bir CO2 içeriği vardır. Hemoglobinin bağlanma afinitesi buna göre azalır ve oksijeni yavaş yavaş serbest bırakır, bu daha sonra dokular ve organlar tarafından alınır.

Oksijenin hemoglobin moleküllerinden bu ayrışması, oksijensizleştirme olarak bilinir ve vücuda oksijen sağlanması kadar önemlidir.

Hastalıklar ve rahatsızlıklar

Karbon monoksit zehirlenmesi durumunda, hemoglobinin oksidasyonu sınırlandırılır veya hatta tamamen devre dışı bırakılır. Bunun nedeni, hemoglobinin karbon monoksit için bağlanma afinitesinin, oksijen için bağlanma afinitesinin yaklaşık 300 katı kadar yüksek olmasıdır. Bu sayede duman inhalasyonu durumunda çok kısa sürede hemoglobinde karbon monoksit birikerek karboksihemoglobini oluşturur. Bu, oksijen alımı için bir tıkanma yaratır ve kandaki oksijen içeriği parça parça düşer.

Bu nedenle güçlü CO zehirlenmesi hipoksiyi, yani genel olarak vücut dokusu ve organlarının oksijen ile yetersiz beslenmesini tetikler. Kandaki CO seviyesi belirli bir yüzdeye ulaştığında, ilgili kişi bu eksiklikten dolayı bayılır. Bir bayıldıktan sonra seviye yükselmeye devam ederse, belirli bir konsantrasyonun üzerinde ölüm meydana gelir. Yetersiz oksijen kaynağı durumunda, vücut dokusu geri döndürülemez bir şekilde ölür.

Oksijen tedavileri arteriyel kandaki azalmış oksijen konsantrasyonlarını tedavi etmek için mevcuttur. Bu tedaviler aynı zamanda pulmoner emboli için de faydalıdır. Aynısı kalp krizi, solunum yetmezliği veya kalp yetmezliği için de geçerlidir. Hipoksi ile birçok kardiyopulmoner hastalık tehdit altındadır.

Hipoksi ayrıca bu hastalıkta plazmada çok az kırmızı kan hücresi bulunduğundan anemi ile tehdit eder. Ne kadar az hemoglobin olursa, bağlı formdaki organlara o kadar az oksijen taşınabilir. Anemi kan kaybından kaynaklanabilir, ancak demir veya folik asit eksikliğinden de kaynaklanabilir.

Kan oluşumu bozuklukları ayrıca, başka kan oluşumu bozuklukları ve eşlik eden diğer semptomlarla ilişkilendirilebilen anemik olaylara da yol açabilir. Anemiler nedenlerine göre tedavi edilir ve nedensel eksiklik giderilir giderilmez eksiklik belirtileri bağlamında geriler.