脱酸素

の 脱酸素 人間の血液中のヘモグロビン分子からの酸素分子の解離です。体への酸素供給は、酸素化と脱酸素化のサイクルに基づいています。このサイクルは、煙中毒などの現象によって妨げられます。

脱酸素とは何ですか？

化学的脱酸素では、酸素原子が原子結合から解放されます。医学とは、ヘモグロビンの酸素結合の分解を指す用語です。ヘモグロビンは、2価の鉄原子を含む赤血球の色素です。人間の呼吸では、ヘモグロビンは酸素に対する親和性を持つこの鉄結合のおかげで輸送媒体として機能します。

体内のすべての臓器と組織には酸素が必要です。血液は酸素原子を血流の最も細い枝に輸送し、すべての組織に供給します。

酸素の溶解度は限られています。したがって、血漿中に遊離して存在するだけでなく、ヘモグロビン結合型でも存在します。この結合は酸素化とも呼ばれ、脱酸素の反対です。

酸素に対するヘモグロビンの結合親和性は、体のさまざまな環境で変化します。親和性が低下すると、脱酸素が行われます。酸素原子は体の個々の組織や臓器に放出されます。ヘモグロビンの結合は、デオキシヘモグロビンとも呼ばれます。同様に、酸素結合ヘモグロビンはオキシヘモグロビンと呼ばれます。

機能とタスク

酸素化と脱酸素化は人間の生体内で一緒に働き、生体に酸素を供給します。物理的に溶解した酸素は、例えば、血漿と肺の肺胞との間の交換において役割を果たす。 酸素交換は、プラズマと間質の間で拡散によって起こります。物理的に溶存している酸素もこのプロセスで役割を果たします。

しかし、すべての細胞への酸素供給を維持するには、溶解度が限られているため、ヘモグロビンへの結合も重要なプロセスです。ヘモグロビンが酸素化されると、その構造が変化します。この位置の変化により、中心の鉄原子は赤い血液色素で空間的に再配置され、ヘモグロビンは動的な機能状態になります。

酸素結合がない場合、ヘモグロビンは実際にはデオキシヘモグロビンであり、したがって緊張したT字型になります。酸素化により、ヘモグロビンの形状はリラックスしたR形状に変化します。次に、オキシヘモグロビンについて話します。酸素に対するヘモグロビンの親和性は、分子のそれぞれの形状と空間配置によって変化します。リラックスした形の赤い血色素は、緊張した形よりも酸素との親和性が高くなります。

pH値も親和性に影響を与えます。それぞれの身体環境のpH値が高いほど、ヘモグロビンの酸素結合親和性が高くなります。さらに、温度は結合特性に影響します。たとえば、温度が下がるにつれて、酸素に対する結合親和性が増加します。

さらに、酸素結合親和性は二酸化炭素含有量に依存します。この二酸化炭素濃度への依存性は、ボーア効果としてpH依存性と呼ばれます。酸素に対するヘモグロビンの結合親和性は、二酸化炭素レベルの増加と低いpH値で低下します。二酸化炭素レベルが低く、pH値が高いと、親和性が高くなります。このため、二酸化炭素含有量が低下し、血液のpHが上昇するため、呼吸中にヘモグロビンが肺の肺胞毛細血管で酸素化します。

しかし、体の他の部分の血液系では、低いpH値で比較的高いCO2濃度があります。赤血球の色素の結合親和性が低下します。酸素はヘモグロビン分子から解離し、脱酸素化が起こります。

したがって、脱酸素がなければ、血液は酸素の効果的な輸送媒体にはなりません。酸素分子がヘモグロビンの鉄に永久的に結合したままである場合、体組織も臓器も輸送から利益を得ることができません。

病気と病気

一酸化炭素中毒の場合、ヘモグロビンの酸素結合機能が損なわれます。たとえば、火災のシナリオで患者が大量の煙ガスを吸入した場合、一酸化炭素が酸素ではなくヘモグロビンの鉄分子に堆積します。その結果、血漿中のオキシヘモグロビンは少なくなります。赤血球の色素親和性はCO濃度とともに低下するため、体内の酸素化はほとんどありません。ヘモグロビンの脱酸素化は、親和性の低下に有利です。低酸素症が発生します。体には酸素が十分に供給されなくなります。

重度の中毒の場合、無酸素症の話があります。そのような現象の1つは、体の組織に完全に酸素が不足していることです。無酸素症はほとんど常に煙の吸入に関連していますが、低酸素症の原因は貧血または塞栓症である可能性もあります。例えば、鎌状赤血球貧血の患者は慢性貧血を患っています。異常なヘモグロビンは凝集し、血管を詰まらせ、適切に酸素を補給できなくなります。したがって、鎌状赤血球貧血も低酸素症を引き起こす可能性があります。同じことがいわゆるヘモグロビンのタンパク質成分におけるアルファ鎖の合成が妨害されるいわゆるアルファサラセミアにも当てはまります。

低酸素症の状況では、体内の細胞代謝が常に妨げられています。体細胞は、不十分な酸素供給によって常に損傷を受けます。不十分な供給の結果の重大度は、たとえば、それがどれだけ迅速に改善できるかに依存します。酸素の投与は、ほとんどの欠乏症の治療において重要なステップです。輸血は通常、血液形成疾患やヘモグロビン障害の場合に不可欠です。