ʻAno hana o ka lawe ʻana o ka Oxygen e Hemoglobin
ʻO ka oxygen ka "wahie" mua no nā cell e hana i ka ikehu ma o ka hanu ʻana o ke kelepona. Eia nō naʻe, ʻaʻole hiki ke lawe ʻia ka oxygen i nā nui he nui ma ka hoʻoheheʻe wale ʻana i loko o ka plasma koko. He haʻahaʻa iki ka solubility o ka oxygen i loko o ka plasma, e koi ana i kahi ʻōnaehana lawe ʻoi aku ka maikaʻi. ʻO kēia kahi e pāʻani ai ka hemoglobin—ka protein nui i loko o nā ʻulaʻula koko—i kahi kuleana koʻikoʻi. Hiki i ka hemoglobin ke lawe i ka oxygen i loko o nā māmā, lawe ma o nā kīʻaha koko, a hoʻokuʻu i loko o nā ʻiʻo e like me ka mea e pono ai. Kūkākūkā kēia ʻatikala i ke ʻano o ka lawe ʻana o ka oxygen e ka hemoglobin, me kona ʻano, nā kaʻina hana o ka hoʻopaʻa ʻana a me ka hoʻokuʻu ʻana o ka oxygen, a me nā mea e hoʻohuli ai i ka pili o ka hemoglobin.
ʻO ke ʻano o ka Hemoglobin a me ke kumu o kona koʻikoʻi
He protein paʻakikī ʻo Hemoglobin (Hb) i loaʻa i loko o nā erythrocytes (nā hunaola koko ʻulaʻula). I nā kānaka makua, ʻo ke ʻano maʻamau ka hemoglobin A (HbA), i haku ʻia me ʻehā kaulahao globin: ʻelua kaulahao alpha (α) a me ʻelua kaulahao beta (β). Loaʻa i kēlā me kēia kaulahao globin kahi hui heme, no laila he ʻehā kaulahao heme ka huina o hoʻokahi molekole hemoglobin.
Aia i loko o ka hui heme kahi ʻātoma hao (Fe²⁺) ma kona kikowaena. Hoʻopaʻa pololei kēia hao i ka oxygen (O₂). No ka mea he ʻehā hemes, hiki i kahi molekole hemoglobin hoʻokahi ke hoʻopaʻa a hiki i ʻehā mau molekole oxygen. ʻO ke ʻano tetrameric o ka hemoglobin ʻaʻole wale ia he "wahi" no ka oxygen, akā ʻo ke kī hoʻi i kona mau waiwai hana like: ʻo ka hoʻopaʻa ʻana o ka oxygen i hoʻokahi heme e pili ana i ka maʻalahi o ka hoʻopaʻa ʻana o ka oxygen i nā hemes ʻē aʻe.
Hiki i ke ʻano o ka hemoglobin ke loli i ke ʻano. I ka ʻōlelo maʻalahi, aia ʻelua mau kūlana nui: ke kūlana T (tense), nona ka pilina haʻahaʻa no ka oxygen, a me ke kūlana R (relaxed), nona ka pilina kiʻekiʻe. ʻO ka hoʻololi T a i R ke kumu no ka hoʻopaʻa pono ʻana i ka oxygen i loko o nā māmā a me ka hoʻokuʻu pono ʻana i loko o nā ʻiʻo.
Ka Hoʻopaʻa ʻana o ka Oxygen i loko o nā Māmā
I loko o nā māmā, ʻoi aku hoʻi i loko o nā capillaries alveolar, kiʻekiʻe ke kaomi hapa o ka oxygen (pO₂). Hoʻolaha ka oxygen mai nā alveoli i loko o ke koko ma muli o ke kaomi. Ke komo i loko o nā erythrocytes, hoʻopaʻa hou ka oxygen i ka hao (Fe²⁺) i loko o ka heme e hana i ka oxyhemoglobin (HbO₂).
ʻAʻole kēia hoʻopaʻa ʻana he hana "on-off" maʻalahi. Ke hoʻopaʻa ʻia kekahi molekole O₂, loli ke ʻano o ka hemoglobin e hoʻonui ai i kona pili no ka wahi aʻe. ʻO kēia ka hanana o ka hana like maikaʻi. ʻO ka hopena, ʻo ka pilina ma waena o ka saturation hemoglobin a me ka pO₂ he sigmoidal (he ʻano S), ma mua o kahi laina pololei. ʻO kēia ʻano sigmoidal e hana ai i ka hemoglobin i mea kūpono loa: "hoʻopiʻi" koke ia ma ka pO₂ kiʻekiʻe (nā māmā) a "hoʻokuʻu" koke i kona hoʻopiʻi ma ka pO₂ haʻahaʻa (nā ʻiʻo).
Ma lalo o nā kūlana maʻamau, ma kahi alveolar pO₂ ma kahi o 100 mmHg, kokoke ka saturation hemoglobin i 97-99%. ʻO ke ʻano kēia, ua noho ʻia ka hapa nui o nā wahi hoʻopaʻa ma ka hemoglobin e ka oxygen. He mea nui kēia e hōʻoia i ka hiki ke lawe i ka oxygen i ka wā o ka hana.
Ka Lawe ʻana o ka Oxygen ma ke Kaʻapuni
Ma hope o ka haʻalele ʻana o nā hunaola koko ʻulaʻula mai nā māmā, lawe ke koko arterial i ka oxygen ma ke kino holoʻokoʻa. Aia ka oxygen i loko o ke koko ma nā ʻano ʻelua: hoʻopaʻa ʻia i ka hemoglobin (ka hapa nui) a hoʻoheheʻe ʻia i loko o ka plasma (kaʻuʻuku loa). Ma ke ʻano physiological, he mea nui ka oxygen i hoʻoheheʻe ʻia no ka mea e hoʻoholo ai i ka pO₂ a paipai i ka hoʻolaha ʻana o ka oxygen mai ke koko a i nā ʻiʻo. Eia naʻe, me ka ʻole o ka hemoglobin, e hāʻule nui ka nui o ka oxygen o ke koko, no ka mea, ʻaʻole hiki i ka plasma ke hoʻoheheʻe i ka oxygen lawa.
Hana ʻo Hemoglobin e like me ka "buffer" oxygen. Lawe ia i ka oxygen ke nui a hoʻokuʻu iā ia ke pono nā ʻiʻo. Mālama kēia ʻano hana i kahi lako oxygen paʻa ʻoiai ke loli nei ke koi o nā ʻiʻo.
Hoʻokuʻu ʻia ka Oxygen i loko o nā ʻiʻo
I loko o nā ʻiʻo peripheral, ʻoi aku ka haʻahaʻa o ka pO₂ ma mua o nā māmā no ka mea hoʻohana mau ʻia ka oxygen e nā cell e hana i ka ATP. Hoʻolaha ka oxygen mai nā capillaries i loko o ka wai interstitial a laila i loko o nā cell. I ka emi ʻana o ka oxygen i hoʻoheheʻe ʻia, pane ka hemoglobin ma ka hoʻokuʻu ʻana i ka oxygen i hoʻopaʻa ʻia e mālama i ke kaulike.
Hoʻopilikia ʻia ka hoʻokuʻu ʻana o ka oxygen e ke kūlana metabolic o ke kino. ʻO nā ʻiʻo hana (e.g., nā ʻiʻo i ka wā hoʻoikaika kino) e hana i nā CO₂ hou aku, nā ion hydrogen hou aku (e hoʻohaʻahaʻa ana i ka pH), a me ka wela, ʻo ia mau mea a pau e paipai i ka hemoglobin e hoʻokuʻu koke i ka oxygen. Hōʻoia kēia i ka loaʻa ʻana o ka oxygen ma kahi e pono nui ai.
Ma ka awelika pO₂ o nā ʻiʻo ma kahi o 40 mmHg, hāʻule ka saturation hemoglobin i kahi o 75%. ʻO ke ʻano kēia, ma kahi o 25% o ka oxygen e "hoʻokuʻu ʻia" i nā ʻiʻo i ka wā hoʻomaha. I ka piʻi ʻana o ka hana, hiki i ka pO₂ o nā ʻiʻo ke hāʻule hou aʻe, e ʻae ana i ka hemoglobin e hoʻokuʻu i ka oxygen hou aku.
Ka Hopena Bohr: Ke Kuleana o CO₂ a me ka pH
ʻO kekahi o nā ʻano hana koʻikoʻi i ka hoʻoponopono ʻana i ka hoʻokuʻu ʻana o ka oxygen ʻo ia ka hopena Bohr. Ua wehewehe ka hopena Bohr ʻo ka hoʻonui ʻia ʻana o ka CO₂ a me ka emi ʻana o ka pH (ʻoi aku ka waikawa) e hōʻemi ana i ka pili o ka hemoglobin no ka oxygen, e hoʻololi ana i ka piʻo dissociation oxygen i ka ʻākau. I nā huaʻōlelo ʻē aʻe, ma ka pO₂ like, e lawe ka hemoglobin i ka oxygen liʻiliʻi a hoʻokuʻu hou aku i nā ʻiʻo.
Ma ke ʻano kemika, hiki i ka CO₂ ke hana me ka wai e hana i ka waikawa carbonic, a laila e wāwahi i H⁺ a me bicarbonate (HCO₃⁻). E hoʻopaʻa ʻo H⁺ i kekahi mau ʻāpana o ka hemoglobin, e hoʻopaʻa ana i kona kūlana T haʻahaʻa. Eia kekahi, hiki i kekahi CO₂ ke hoʻopaʻa pololei i ka hemoglobin e hana i ka carbaminohemoglobin, kahi e kākoʻo pū ai i ka hoʻokuʻu ʻana o ka oxygen. No laila, ʻo nā ʻiʻo e hana nui ana i ka CO₂ e "noi" koke i ka oxygen hou aku ma o nā loli i ke kaiapuni kemika o ke koko.
I loko o nā māmā, ua huli ke kūlana: ua hoʻokuʻu ʻia ka CO₂, piʻi ka pH, a hoʻi hou ka hemoglobin i kona pilina kiʻekiʻe no ka oxygen, e ʻae ana iā ia e nakinaki maʻalahi.
Ka Hopena o ka Mahana a me ka Hana Metabolic
Hoʻopilikia pū ka mahana i ka pilina hemoglobin. ʻO ka piʻi ʻana o ka mahana—e like me nā ʻiʻo hana—e hoʻoneʻe i ke kūlou dissociation i ka ʻākau, e maʻalahi ai i ka hemoglobin ke hoʻokuʻu i ka oxygen. I ka ʻaoʻao ʻē aʻe, i nā mahana haʻahaʻa, ʻoi aku ka paʻa o ka hemoglobin i ka oxygen. Hāʻawi kēia i ka hoʻolaha nui ʻana o ka oxygen i nā ʻiʻo hana a mehana.
Ke Kūlana o 2,3-BPG i ka Hoʻololi ʻana
Aia i loko o nā hunaola koko ʻulaʻula kahi molekole koʻikoʻi i kapa ʻia ʻo 2,3-bisphosphoglycerate (2,3-BPG), kahi huahana o ka glycolysis. Hoʻopaʻa ʻo 2,3-BPG i ka hemoglobin deoxygenated (oxygen-depleted) a hoʻopaʻa i kona kūlana T, a laila e hoʻemi ana i kona pili no ka oxygen. ʻO ka hopena, ʻoi aku ka maʻalahi o ka hoʻokuʻu ʻia ʻana o ka oxygen i loko o nā ʻiʻo.
Hiki ke piʻi aʻe nā pae 2,3-BPG i kekahi mau kūlana, e like me ke noho ʻana ma nā wahi kiʻekiʻe, anemia, a i ʻole hypoxia mau. ʻO ka hoʻonui ʻia ʻana o 2,3-BPG e kōkua i ke kino e hoʻololi ma ka hoʻolaha ʻana i ka hoʻokuʻu ʻana o ka oxygen i loko o nā ʻiʻo me ka haʻahaʻa o ka pO₂ kaiapuni.
ʻO ke Kiʻikuhi Hoʻokaʻawale ʻOkikene: Ke Kumu o ka Hoʻomaopopo ʻana i ke ʻAno Hb
Hōʻike ka piʻo hoʻokaʻawale oxygen-hemoglobin i ka pilina ma waena o ka pO₂ a me ka saturation hemoglobin. Hōʻike ke ʻano sigmoid i ka hana like. Kōkua ka ʻāpana "pālahalaha" ma ka pO₂ kiʻekiʻe i ka mālama ʻana i ka saturation kiʻekiʻe i loko o nā māmā ʻoiai ke emi iki ka pO₂. ʻO ka ʻāpana "piʻi" ma ka pO₂ waena-haʻahaʻa e hoʻihoʻi i ka oxygen i ka pane wikiwiki i loko o nā ʻiʻo: ʻo ka emi iki ʻana o ka pO₂ hiki ke alakaʻi i ka hoʻokuʻu oxygen nui aʻe.
ʻO ka neʻe ʻana o ke kūlou i ka ʻākau e hōʻike ana i ka emi ʻana o ka pilina (ʻoi aku ka nui o ka oxygen i hoʻokuʻu ʻia), i hoʻoulu ʻia e ka hoʻonui ʻia ʻana o ka CO₂, ka emi ʻana o ka pH, ka piʻi ʻana o ka mahana, a me ka hoʻonui ʻia ʻana o 2,3-BPG. ʻO ka neʻe ʻana i ka hema e hōʻike ana i ka hoʻonui ʻia ʻana o ka pilina (ʻoi aku ka liʻiliʻi o ka oxygen i hoʻokuʻu ʻia), no ka laʻana ma lalo o nā kūlana o ka CO₂ haʻahaʻa, ka pH kiʻekiʻe, ka mahana haʻahaʻa, a i ʻole kekahi mau ʻano hemoglobin.
Ka hopena
ʻO ke ʻano o ka lawe ʻana o ka oxygen e ka hemoglobin ka hopena o kahi hoʻolālā physiological kūpono loa. Hoʻopaʻa pū ʻo Hemoglobin i ka oxygen i loko o nā māmā, lawe iā ia ma o ke kaʻapuni, a laila hoʻokuʻu iā ia i nā ʻiʻo e like me ka mea e pono ai no ka hoʻoponopono metabolic. ʻO ka ʻike o Hemoglobin i ka pH, CO₂, ka mahana, a me 2,3-BPG e hoʻololi ai i ka hoʻolaha oxygen: loaʻa koke i nā ʻiʻo hana hou aku ka oxygen. ʻO ka hoʻomaopopo ʻana i kēia ʻano hana e kōkua i ka wehewehe ʻana i nā hanana lapaʻau a me nā physiological he nui, mai ka pane a ke kino i ka hoʻoikaika kino a hiki i ka hoʻololi ʻana i nā kiʻekiʻe kiʻekiʻe a me ka lawe ʻana o ka oxygen i nā maʻi like ʻole.
