חִמצוּן

ה חִמצוּן מתייחס לקשירת פיגמנט הדם האדום למולקולות חמצן. ההפך נקרא גם deoxygenation ומתרחש כאשר ריכוזי ה- CO גבוהים מדי או שערך ה- pH בדם נמוך מדי. הדוקסידציה המתקדמת מסכנת את אספקת החמצן של האיברים במקרה של שיכרון פחמן חד חמצני.

מהו חמצן?

המוגלובין בפיגמנט הדם האדום מעניק לתאי הדם האדומים את צבעם וממלא גם תפקידים חשובים בשרשרת הנשימה. המוגלובין מכיל גם תרכובת ברזל דו-ערכית שיכולה להיקשר לחמצן. לפיכך נקרא גם שהיא בעלת חמצן. קשירת החמצן של פיגמנט הדם האדום נקראת חמצן במינוחים רפואיים.

כך ממלא הדם את המשימה של מדיום הובלה בזמן הנשימה ומביא את החמצן לאיברים ורקמות בודדים. חמצן קיים בדם הן בצורה כבולה והן מומסת פיזית. הצורה המומסת ממלאת תפקיד במיוחד לחילופי חמצן בין גוליות הריאה לפלזמה. חילופי החמצן בין פלסמת הדם לאינטרסטיטיום תלויים גם בחמצן מומס, מכיוון שתהליך זה מתבצע באמצעות דיפוזיה.

עם זאת, לחמצן יש מסיסות מוגבלת בלבד. הובלת החמצן הקשורה המוגלובין שומרת על אספקת התאים החיוניים עם חמצן למרות המסיסות המוגבלת.

פונקציה ומשימה

במהלך חמצון, חמצן נקשר להמוגלובין. כתוצאה מכך, המולקולה משנה את קונפורמציה שלה, כלומר הסידור המרחבי. במהלך תהליך זה אטום הברזל המרכזי של פיגמנט הדם משנה את מיקומו.בדרך זו הכריכה משיגה מצב פונקציונלי דינאמי. במקרה של חמצון, אין חמצון אמיתי או תגובה כימית מורכבת.

המוגלובין לא מוגדר ידוע גם בשם deoxyhemoglobin ומופיע כצורת T מתוחה. רק כאשר הוא נקשר לאטומי חמצן, הופך פיגמנט הדם לצורת R הנינוחה, המכונה גם אוקסימוגלובין. הזיקה של המוגלובין לחמצן תלויה למשל בגורמים כמו קונפורמציה של המולקולות. בצורת R הנינוחה, לפיגמנט הדם האדום יש יותר זיקה מאשר בצורת ה- T המתוחה.

ערך ה- pH ממלא גם תפקיד בזיקה הקשורה לחמצן של המוגלובין שאין להמעיט בערכו. הזיקה הקשורה של המוגלובין עולה גם עם עליית ה- pH. לטמפרטורה השפעה רבה לא פחות על הזיקה המחייבת של פיגמנט הדם האדום. הזיקה עולה עם ירידה בטמפרטורות וכתוצאה מכך, היא הולכת לאיבוד כאשר טמפרטורות הליבה גבוהות מדי. בנוסף לגורמים אלה, הזיקה המחייבת של המוגלובין תלויה גם בריכוז הפחמן הדו-חמצני.

התלות בגורמים בתכולת הפחמן הדו חמצני וערך ה- ph של הדם מסוכמת כאפקט בוהר. ברמת pH גבוהה וברמות נמוכות של פחמן דו חמצני קיימת זיקה גבוהה. ריכוז האוקסיהמוגלובין עולה בהתאם בתנאים אלה. כתוצאה מכך, הזיקה הקשירה יורדת עם תכולת פחמן דו חמצני גבוהה וערך pH נמוך.

מחזור הדם של הגוף לוקח בחשבון באופן טבעי גורמים אלה בעת הובלת חמצן. לדוגמה, נימי הריאות הם בעלי רמה נמוכה של דו תחמוצת הפחמן וחומציות גבוהה יחסית. הזיקה הקשורה של המוגלובין בריאות גבוהה בהתאם. זה מוביל לחמצון של פיגמנט הדם האדום. מחוץ לנימים הריאתיים יש תכולת CO2 גבוהה יחסית עם ערך pH נמוך. הזיקה הקשורה של ההמוגלובין פוחתת בהתאם ומשחררת את החמצן טיפה אחר טיפוס, אשר לאחר מכן תופס את הרקמות והאיברים.

ניתוק זה של החמצן ממולקולות ההמוגלובין מכונה deoxygenation וחשוב לא פחות לאספקת חמצן לגוף כמו חמצן.

מחלות ומחלות

במקרה של שיכרון פחמן חד חמצני, חמצון ההמוגלובין מוגבל או אפילו מושבת לחלוטין. הסיבה לכך היא שזיקה הכבילה של המוגלובין לפחמן חד חמצני גבוהה פי 300 מכפי הזיקה הקשורה לחמצן. באופן זה, במקרה של שאיפת עשן, פחמן חד-חמצני מצטבר בהמוגלובין בזמן קצר מאוד, וכך נוצר קרבוקסימוגלובין. זה יוצר סתימה לספיגת החמצן ותכולת החמצן בדם יורדת טיפין טיפין.

לכן הרעלת CO חזקה מעוררת היפוקסיה, כלומר תת-אספקה ​​כללית של רקמות גוף ואיברים עם חמצן. כאשר רמת ה- CO בדם מגיעה לאחוז מסוים, האדם הנוגע בדבר מתעלף בגלל תת-היצע זה. אם הרמה ממשיכה לעלות לאחר קלוש, המוות מתרחש מעל ריכוז מסוים. במקרה של אספקה ​​לא מספקת של חמצן, רקמת הגוף מתה באופן בלתי הפיך.

ניתן לקבל טיפולי חמצן לטיפול בירידה בריכוזי החמצן בדם העורקי. טיפולים אלו מועילים גם לתסחיף ריאתי. כך גם התקפי לב, אי ספיקת נשימה או אי ספיקת לב. מחלות לב-ריאות רבות מאוימות בהיפוקסיה.

היפוקסיה מאוימת גם היא באנמיה, מכיוון שיש מעט מדי כדוריות דם אדומות בפלסמה במחלה זו. ככל שהמוגלובין פחות, כך ניתן להעביר פחות חמצן לאיברים בצורה כבולה. אנמיה יכולה לנבוע מאובדן דם, אך היא יכולה להיגרם גם כתוצאה ממחסור בברזל או בחומצה פולית.

הפרעות בהיווצרות הדם עלולות להוביל גם לתופעות אנמיות, העלולות להיות קשורות להפרעות נוספות בהיווצרות הדם ותסמינים נלווים אחרים. מטפלים באנמיות בהתאם לסיבתם ונמצאים בהתחדשות בהקשר של תסמיני מחסור ברגע שהמחסור הסיבתי תוקן.