الفرق الرئيسي - الهيموغلوبين المؤكسج مقابل الهيموغلوبين غير المؤكسد
الهيموجلوبين هو بروتين موجود في خلايا الدم الحمراء ، والذي يحمل الأكسجين من الرئتين إلى أنسجة وأعضاء الجسم وثاني أكسيد الكربون من أنسجة الجسم والأعضاء إلى الرئتين. هناك حالتان من الهيموجلوبين: الهيموجلوبين المؤكسج وغير المؤكسج. الفرق الرئيسي بين الهيموغلوبين المؤكسج وغير المؤكسج هو أن الهيموغلوبين المؤكسج هو حالة الهيموغلوبين المرتبط بأربعة جزيئات أكسجين بينما الهيموغلوبين غير المؤكسج هو حالة الهيموغلوبين غير المرتبط بالأكسجين. الهيموجلوبين المؤكسج أحمر فاتح اللون بينما الهيموجلوبين غير المؤكسج أحمر داكن.
ما هو الهيموجلوبين؟
الهيموجلوبين (Hb) هو جزيء بروتين معقد موجود في خلايا الدم الحمراء والذي يعطي الشكل النموذجي لكرات الدم الحمراء (دائرية ذات مركز ضيق). تشمل الأدوار الرئيسية للهيموغلوبين نقل الأكسجين من الرئتين إلى أنسجة الجسم ، وتبادله بثاني أكسيد الكربون وأخذ ثاني أكسيد الكربون من أنسجة الجسم إلى الرئة واستبداله بالأكسجين. يحتوي جزيء الهيموجلوبين على أربع سلاسل متعددة البيبتيد (وحدات بروتينية فرعية) وأربع مجموعات هيم كما هو موضح في الشكل 01. تمثل أربع سلاسل متعددة الببتيد سلسلتين من الجلوبيولين ألفا وسلاسل جلوبولين بيتا. الهيم هو مركب بورفيرين مهم في جزيء الهيموجلوبين الذي يحتوي على ذرة حديد مركزية مدمجة في الداخل. تحتوي كل سلسلة بولي ببتيد من جزيء الهيموجلوبين على مجموعة هيم وذرة حديد. تعتبر ذرة الحديد حيوية لنقل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الدم وهي المساهم الرئيسي للون الأحمر في خلايا الدم الحمراء. يُطلق على الهيموغلوبين أيضًا اسم ميتالوبروتين نظرًا لتضمينه ذرات الحديد.
إمداد الأنسجة والأعضاء بالأكسجين أمر حيوي وضروري. تحصل الخلايا على الطاقة من خلال التنفس الهوائي (الفسفرة المؤكسدة) باستخدام الأكسجين كمتقبل للإلكترون. إنتاج الطاقة مطلوب من أجل التمثيل الغذائي الأمثل للخلايا ووظائفها. يتم تسهيل إمداد الأكسجين بواسطة بروتينات الهيموجلوبين. لذلك يُعرف الهيموغلوبين أيضًا بالبروتين الذي يحمل الأكسجين في الدم.
انخفاض مستوى الهيموجلوبين في الدم يسمى فقر الدم. قد تسبب حالة فقر الدم عدة أمراض. هناك أسباب مختلفة لانخفاض تركيزات الهيموجلوبين في الدم. نقص الحديد هو السبب الرئيسي ، في حين أن اتباع نظام غذائي مفرط ، وأنماط حياة غير صحية ، وبعض الأمراض والسرطانات هي أيضا أسباب لنفس السبب.
يحتوي جزيء الهيموجلوبين على أربعة مواقع ربط للأكسجين مرتبطة بأربعة ذرات Fe+ 2. يمكن أن يحمل جزيء واحد من الهيموجلوبين أربعة جزيئات من الأكسجين كحد أقصى. وبالتالي ، يمكن أن يكون الهيموجلوبين مشبعًا أو غير مشبع بالأكسجين. تشبع الأكسجين هو النسبة المئوية لمواقع ارتباط الهيموجلوبين بالأكسجين التي يشغلها الأكسجين.بمعنى آخر ، يقيس جزء الهيموجلوبين المشبع بالأكسجين بالنسبة للهيموجلوبين الكلي. تُعرف هاتان الحالتان من الهيموغلوبين بالهيموغلوبين المؤكسج وغير المؤكسج.
الشكل 1: هيكل الهيموجلوبين
ما هو الهيموجلوبين المؤكسج؟
عندما ترتبط جزيئات الهيموجلوبين بجزيئات الأكسجين وتشبعها ، يُعرف مزيج الهيموغلوبين بالأكسجين باسم الهيموغلوبين المؤكسج (أوكسي هيموغلوبين). يتكون الهيموجلوبين المؤكسج أثناء التنفس الفسيولوجي (التهوية) ، عندما ترتبط جزيئات الأكسجين بمجموعات الهيم من الهيموجلوبين في خلايا الدم الحمراء. يحدث إنتاج الهيموغلوبين المؤكسج بشكل رئيسي في الشعيرات الدموية الرئوية بالقرب من الحويصلات الهوائية في الرئتين حيث يحدث التبادل الغازي (الشهيق والزفير).تتأثر تقارب الأكسجين المرتبط بالهيموغلوبين بدرجة كبيرة بالرقم الهيدروجيني. عندما يكون الرقم الهيدروجيني مرتفعًا ، يكون هناك تقارب كبير بين الأكسجين المرتبط بالهيموغلوبين ولكنه يتناقص مع انخفاض الرقم الهيدروجيني. عادة ما يكون هناك درجة حموضة عالية في الرئتين ودرجة حموضة منخفضة في العضلات. وبالتالي ، فإن هذا الاختلاف في ظروف الأس الهيدروجيني مفيد لربط الأكسجين ونقله وإطلاقه. نظرًا لوجود تقارب ارتباط كبير بالقرب من الرئة ، يرتبط الأكسجين بالهيموجلوبين ويصنع أوكسي هيموغلوبين. عندما يصل أوكسي هيموغلوبين إلى العضلات بسبب انخفاض درجة الحموضة ، فإنه يذوب ويطلق الأكسجين إلى الخلايا. يعتبر مستوى الأكسجين الطبيعي في دم الإنسان في حدود 95-100٪. يظهر الدم المؤكسج باللون الأحمر الفاتح (الأحمر القرمزي). عندما يكون الهيموغلوبين في شكل مؤكسج ، فإنه يُعرف أيضًا باسم الحالة R (الحالة المسترخية) للهيموجلوبين.
الشكل 2: الهيموجلوبين المؤكسج
ما هو الهيموغلوبين غير المؤكسج؟
الهيموجلوبين غير المؤكسج هو شكل الهيموجلوبين غير المرتبط بالأكسجين. يفتقر الهيموغلوبين غير المؤكسج إلى الأكسجين. ومن هنا تسمى هذه الحالة T state (Tense state) للهيموغلوبين. يمكن ملاحظة الهيموغلوبين غير المؤكسج عندما يطلق الهيموغلوبين المؤكسج الأكسجين ويتم تبادله مع ثاني أكسيد الكربون بالقرب من غشاء البلازما لخلايا العضلات حيث توجد بيئة منخفضة الأس الهيدروجيني. عندما يكون للهيموغلوبين تقارب منخفض تجاه ارتباط الأكسجين ، فإنه يوفر الأكسجين ويتحول إلى هيموجلوبين غير مؤكسج.
الشكل 3: تدفق الدم المؤكسد وغير المؤكسد عبر الجسم
ما هو الفرق بين الهيموغلوبين المؤكسج وغير المؤكسد؟
مؤكسد مقابل الهيموغلوبين غير المؤكسج |
|
| الهيموجلوبين المؤكسد هو مزيج من الهيموجلوبين مع الأكسجين. | يُعرف الشكل غير المرتبط من الهيموغلوبين بالأكسجين باسم الهيموغلوبين غير المؤكسج. |
| حالة جزيء الأكسجين | |
| جزيئات الأكسجين مرتبطة بجزيء الهيموجلوبين. | جزيئات الأكسجين غير مرتبطة بجزيء الهيموجلوبين. |
| اللون | |
| الهيموجلوبين المؤكسج أحمر فاتح اللون. | الهيموجلوبين غير المؤكسج لونه أحمر غامق. |
| حالة الهيموغلوبين | |
| يُعرف هذا باسم الحالة R للهيموغلوبين. | يُعرف هذا بحالة T (متوترة) للهيموغلوبين. |
| تشكيل | |
| يتكون الهيموجلوبين المؤكسج عندما ترتبط جزيئات الأكسجين بمجموعات الهيموجلوبين في خلايا الدم الحمراء أثناء التنفس الفسيولوجي. | يتشكل الهيموجلوبين غير المؤكسج عندما يتم إطلاق الأكسجين من الهيموجلوبين المؤكسج ويتم تبادله مع ثاني أكسيد الكربون بالقرب من غشاء البلازما لخلايا العضلات. |
ملخص - الهيموجلوبين المؤكسد وغير المؤكسد
الهيموجلوبين هو بروتين حيوي موجود في خلايا الدم الحمراء وهو قادر على حمل الأكسجين من الرئة إلى أنسجة الجسم ونقل ثاني أكسيد الكربون من أنسجة الجسم إلى الرئة. هناك حالتان من الهيموجلوبين بسبب ارتباط الأكسجين. هذه هي الهيموغلوبين المؤكسج والهيموغلوبين غير المؤكسج. يتكون الهيموغلوبين المؤكسج عندما تلتصق جزيئات الأكسجين بذرات الحديد.يتشكل الهيموجلوبين غير المؤكسج عندما يتم إطلاق جزيئات الأكسجين من جزيء الهيموجلوبين. هذا هو الفرق الرئيسي بين الهيموغلوبين المؤكسج وغير المؤكسج. يتأثر ارتباط الأكسجين وإطلاقه بشكل أساسي بدرجة الحموضة والضغط الجزئي للأكسجين.
