Ọ̀nà Ìgbésẹ̀ Atẹ́gùn nípasẹ̀ Hemoglobin
Atẹ́gùn ni “epo” akọkọ fun awọn sẹẹli lati ṣe agbara nipasẹ atẹgun sẹẹli. Sibẹsibẹ, a ko le gbe atẹgun ni iwọn pupọ nipa tituka ninu pilasima ẹjẹ. Agbara atẹ́gùn ninu pilasima kere ni iwọn, o nilo eto gbigbe ti o munadoko diẹ sii. Nibi ni hemoglobin—protein pataki ninu awọn sẹẹli ẹjẹ pupa—ṣe ipa pataki. Hemoglobin jẹ ki a gba atẹgun sinu ẹdọforo, gbe nipasẹ awọn iṣan ẹjẹ, ati itusilẹ ninu awọn ara bi o ṣe nilo. Nkan yii jiroro lori ilana gbigbe atẹ́gùn nipasẹ hemoglobin, pẹlu eto rẹ, awọn ilana ti isopọ ati itusilẹ atẹ́gùn, ati awọn okunfa ti o ni ipa lori ifẹmọ haemoglobin.
Ìṣètò Hemoglobin àti Ìdí Tí Ó Fi Ṣe Pàtàkì
Hemoglobin (Hb) jẹ́ amuaradagba tó díjú tí a rí nínú àwọn sẹ́ẹ̀lì ẹ̀jẹ̀ pupa (erythrocytes). Nínú àwọn ènìyàn àgbàlagbà, irú tó wọ́pọ̀ jùlọ ni hemoglobin A (HbA), tó ní ẹ̀wọ̀n globin mẹ́rin: ẹ̀wọ̀n alpha (α) méjì àti ẹ̀wọ̀n beta (β) méjì. Ẹ̀wọ̀n globin kọ̀ọ̀kan ní ẹgbẹ́ heme kan, tó fi jẹ́ pé molecule hemoglobin kan ní ẹ̀wọ̀n heme mẹ́rin.
Ẹgbẹ́ heme ní átọ̀mù irin kan (Fe²⁺) ní àárín rẹ̀. Irin yìí so mọ́ atẹ́gùn (O₂). Nítorí pé hemes mẹ́rin ló wà, molecule hemoglobin kan ṣoṣo lè so mọ́ àwọn molecule atẹ́gùn mẹ́rin. Ìṣètò tetrameric ti hemoglobin kìí ṣe “ibi ìtọ́jú” fún atẹ́gùn nìkan, ṣùgbọ́n ó tún jẹ́ kọ́kọ́rọ́ sí àwọn ànímọ́ ìfọwọ́sowọ́pọ̀ rẹ̀: ìsopọ̀ atẹ́gùn sí heme kan ní ipa lórí bí atẹ́gùn ṣe so mọ́ àwọn hemes mìíràn.
Ìṣètò hemoglobin le ṣe àyípadà ìrísí ara. Ní ṣókí, àwọn ipò pàtàkì méjì ló wà: ipò T (tense), èyí tí ó ní ìfàmọ́ra díẹ̀ fún atẹ́gùn, àti ipò R (relaxed), èyí tí ó ní ìfàmọ́ra gíga jù. Ìyípadà T sí R ni ìpìlẹ̀ fún ìsopọ̀ atẹ́gùn tí ó munadoko nínú ẹ̀dọ̀fóró àti ìtújáde tí ó munadoko nínú àwọn àsopọ.
Ìsopọ̀ atẹ́gùn nínú ẹ̀dọ̀fóró
Nínú ẹ̀dọ̀fóró, pàápàá jùlọ nínú àwọn ìṣùpọ̀ alveolar, ìfúnpá díẹ̀ ti atẹ́gùn (pO₂) ga. Atẹ́gùn máa ń tàn ká láti alveoli sínú ẹ̀jẹ̀ nítorí ìfúnpá títẹ̀. Nígbà tí ó bá wọ inú àwọn sẹ́ẹ̀lì erythrocytes, atẹ́gùn máa ń so mọ́ irin (Fe²⁺) nínú heme láti ṣẹ̀dá oxyhemoglobin (HbO₂).
Ìsopọ̀ yìí kì í ṣe ìlànà “tín-off” tí ó rọrùn. Nígbà tí molecule O₂ kan bá so pọ̀, hemoglobin máa ń ní ìyípadà ìrísí tí ó ń mú kí ó túbọ̀ súnmọ́ ibi tí ó tẹ̀lé e. Èyí ni ìṣẹ̀lẹ̀ ìfọwọ́sowọ́pọ̀ rere. Nítorí náà, ìbáṣepọ̀ láàárín ìtóbi hemoglobin àti pO₂ jẹ́ sigmoidal (apẹrẹ S), dípò ìlà títọ́. Apẹrẹ sigmoidal yìí mú kí hemoglobin ṣiṣẹ́ dáadáa: ó máa ń “gba agbára” ní pO₂ gíga (ẹ̀dọ̀fóró) ó sì máa ń “tú” agbára rẹ̀ jáde ní pO₂ tí ó kéré sí i (àsopọ).
Lábẹ́ àwọn ipò déédé, ní àpò alveolar pO₂ tó tó 100 mmHg, ìkún hemoglobin súnmọ́ 97–99%. Èyí túmọ̀ sí wípé atẹ́gùn ló gba ọ̀pọ̀lọpọ̀ ibi tí ó so mọ́ hemoglobin. Èyí ṣe pàtàkì láti rí i dájú pé agbára gbígbé atẹ́gùn pọ̀ sí i nígbà tí ó bá ń ṣiṣẹ́.
Gbigbe Atẹgun ni Isanka
Lẹ́yìn tí àwọn sẹ́ẹ̀lì ẹ̀jẹ̀ pupa bá ti jáde kúrò nínú ẹ̀dọ̀fóró, ẹ̀jẹ̀ iṣan ara máa ń gbé atẹ́gùn káàkiri ara. Atẹ́gùn inú ẹ̀jẹ̀ wà ní ìrísí méjì: ó so mọ́ hemoglobin (púpọ̀ jùlọ) ó sì máa ń yọ́ nínú plasma (púpọ̀ díẹ̀). Ní ti ara, atẹ́gùn tí ó yọ́ ṣì ṣe pàtàkì nítorí pé ó ń pinnu pO₂ ó sì ń mú kí atẹ́gùn tí ó ń tàn káàkiri láti inú ẹ̀jẹ̀ sí àwọn àsopọ̀ ara. Síbẹ̀síbẹ̀, láìsí hemoglobin, gbogbo atẹ́gùn tí ó wà nínú ẹ̀jẹ̀ yóò dínkù gidigidi, nítorí pé plasma kò ní lè yọ́ atẹ́gùn tí ó tó.
Hemoglobin ń ṣiṣẹ́ bí “afẹ́fẹ́ atẹ́gùn” tó ń dín atẹ́gùn kù. Ó máa ń gba atẹ́gùn nígbà tó bá pọ̀, ó sì máa ń tú u jáde nígbà tí àwọn sẹ́ẹ̀lì bá nílò rẹ̀. Ọ̀nà yìí máa ń jẹ́ kí atẹ́gùn tó wà nílẹ̀ dúró ṣinṣin láìka bí àwọn sẹ́ẹ̀lì ṣe ń yí padà sí.
Ìtújáde Atẹ́gùn nínú Àwọn Àsopọ̀
Nínú àwọn àsopọ̀ ẹ̀gbẹ́, pO₂ kéré ju ti ẹ̀dọ̀fóró lọ nítorí pé àwọn sẹ́ẹ̀lì máa ń lo atẹ́gùn nígbà gbogbo láti ṣe ATP. Atẹ́gùn máa ń tàn káàkiri láti inú àwọn capillaries sínú omi àárín àti lẹ́yìn náà sínú àwọn sẹ́ẹ̀lì. Bí atẹ́gùn tí ó ti yọ́ ṣe ń dínkù, hemoglobin máa ń dáhùn nípa títú atẹ́gùn tí ó so pọ̀ sílẹ̀ láti pa ìwọ́ntúnwọ̀nsì mọ́.
Ìṣẹ̀dá atẹ́gùn ní ipa lórí ìtújáde atẹ́gùn. Àsopọ ara tó ń ṣiṣẹ́ (fún àpẹẹrẹ, iṣan ara nígbà ìdánrawò) ń mú CO₂ pọ̀ sí i, àwọn ion hydrogen púpọ̀ sí i (dín pH kù), àti ooru, gbogbo èyí ló ń fún hemoglobin níṣìírí láti tú atẹ́gùn jáde ní irọ̀rùn. Èyí ń rí i dájú pé atẹ́gùn wà ní ibi tí a nílò rẹ̀ jùlọ.
Ní àròpín pO₂ àsopọ tó tó nǹkan bí 40 mmHg, ìkún hemoglobin dínkù sí nǹkan bí 75%. Èyí túmọ̀ sí wípé nǹkan bí 25% atẹ́gùn ni a máa ń "kó" sí àwọn àsopọ nígbà tí wọ́n bá sinmi. Bí iṣẹ́ ṣe ń pọ̀ sí i, àsopọ pO₂ lè dínkù sí i, èyí sì máa ń jẹ́ kí hemoglobin tú atẹ́gùn sí i.
Ipa Bohr: Ipa ti CO₂ ati pH
Ọ̀kan lára àwọn ọ̀nà pàtàkì jùlọ láti ṣàkóso ìtújáde atẹ́gùn ni ipa Bohr. Ìpa Bohr ṣàlàyé pé ìbísí CO₂ àti ìdínkù pH (tó ní ekikan) dín ìfàmọ́ra hemoglobin kù fún atẹ́gùn, èyí sì ń yí ìpele ìpínyà atẹ́gùn sí apá ọ̀tún. Ní ọ̀rọ̀ mìíràn, ní pO₂ kan náà, hemoglobin yóò gbé atẹ́gùn díẹ̀ kí ó sì tú jáde sí àwọn àsopọ̀ ara.
Ní ti kẹ́míkà, CO₂ lè ṣe àgbékalẹ̀ pẹ̀lú omi láti ṣẹ̀dá ásíìdì carbonic, èyí tí yóò wá bàjẹ́ sí H⁺ àti bicarbonate (HCO₃⁻). H⁺ yóò so mọ́ àwọn apá kan nínú hemoglobin, èyí tí yóò mú kí ipò T tí kò ní ìsopọ̀ mọ́ra dúró ṣinṣin. Ní àfikún, àwọn CO₂ kan lè so mọ́ hemoglobin tààrà láti ṣẹ̀dá carbaminohemoglobin, èyí tí ó tún ń ṣe àtìlẹ́yìn fún ìtújáde atẹ́gùn. Nítorí náà, àwọn àsopọ tí ó ń ṣe ọ̀pọ̀lọpọ̀ CO₂ “ń béèrè” atẹ́gùn púpọ̀ sí i nípasẹ̀ àwọn ìyípadà nínú àyíká kẹ́míkà ẹ̀jẹ̀.
Nínú ẹ̀dọ̀fóró, ipò náà yípadà: a máa yọ CO₂ kúrò, pH yóò ga sí i, hemoglobin yóò sì padà ní ìfẹ́ gíga rẹ̀ fún atẹ́gùn, èyí tí yóò jẹ́ kí ó so mọ́ra ní irọ̀rùn.
Ipa ti Iwọn otutu ati Iṣẹ-ṣiṣe ti iṣelọpọ
Iwọn otutu tun ni ipa lori ifẹmọ haemoglobin. Iwọn otutu ti o pọ si—gẹgẹ bi ninu awọn iṣan ti n ṣiṣẹ—ni o maa n yi iyipo pipin si apa ọtun, ti o mu ki o rọrun fun haemoglobin lati tu atẹgun silẹ. Ni idakeji, ni awọn iwọn otutu ti o kere, haemoglobin maa n di atẹgun mu daradara. Eyi n ṣe alabapin si pinpin atẹgun ti o pọ si si awọn ara ti n ṣiṣẹ ati ti o gbona.
Ipa ti 2,3-BPG ninu Amuṣiṣẹpọ
Àwọn sẹ́ẹ̀lì ẹ̀jẹ̀ pupa ní molecule pàtàkì kan tí a ń pè ní 2,3-bisphosphoglycerate (2,3-BPG), àbájáde glycolysis. 2,3-BPG so mọ́ hemoglobin deoxygenated (oxygen-depleted) ó sì mú kí ipò T rẹ̀ dúró ṣinṣin, nípa bẹ́ẹ̀ ó dín ìfaramọ́ rẹ̀ fún atẹ́gùn kù. Nítorí náà, atẹ́gùn náà rọrùn láti tú jáde sínú àwọn àsopọ̀ ara.
Ipele 2,3-BPG le pọ si ni awọn ipo kan, gẹgẹbi gbigbe ni awọn ibi giga, ẹjẹ, tabi hypoxia onibaje. Pipọsi 2,3-BPG n ṣe iranlọwọ fun ara lati mu ara ba ara mu nipa gbigbe itusilẹ atẹgun ti o pọ si ninu awọn àsopọ laisi ipo pO₂ ti o kere si.
Ìtẹ̀sí Ìpínyà Atẹ́gùn: Kókó Ìlóye Ìlànà Hb
Ìlà ìsopọ̀mọ́ra atẹ́gùn àti hemoglobin fi ìbáṣepọ̀ tó wà láàárín pO₂ àti ìtóbi hemoglobin hàn. Ìrísí sigmoid fi ìfọwọ́sowọ́pọ̀ hàn. Apá “pẹlẹbẹ” tó wà ní pO₂ gíga ń ran lọ́wọ́ láti mú kí ìtóbimọ́ra tó ga nínú ẹ̀dọ̀fóró kódà nígbà tí pO₂ bá dínkù díẹ̀. Apá “gíga” tó wà ní pO₂ tó kéré sí àárín mú kí ìtújáde atẹ́gùn máa dáhùn padà nínú àwọn àsopọ ara: ìdínkù díẹ̀ nínú pO₂ lè yọrí sí ìtújáde atẹ́gùn tó tóbi jù.
Ìyípadà ìtẹ̀sí sí ọ̀tún fi hàn pé ìfàmọ́ra díẹ̀ ló ń dínkù (atẹ́gùn púpọ̀ ló ń tú jáde), èyí tí CO₂ tó pọ̀ sí i ló ń fà, pH tó dínkù, ìwọ̀n otútù tó pọ̀ sí i, àti 2,3-BPG tó pọ̀ sí i ló ń fà á. Ìyípadà sí apá òsì fi hàn pé ìfàmọ́ra tó pọ̀ sí i (atẹ́gùn kì í tètè tú jáde), fún àpẹẹrẹ lábẹ́ àwọn ipò tí CO₂ tó kéré sí i, pH tó ga, ìwọ̀n otútù tó kéré sí i, tàbí àwọn irú hemoglobin kan wà.
Ipari
Ọ̀nà tí a fi ń gbé atẹ́gùn nípasẹ̀ hemoglobin jẹ́ àbájáde ìṣètò ara tó gbéṣẹ́ gan-an. Hemoglobin so atẹ́gùn mọ́ inú ẹ̀dọ̀fóró, ó ń gbé e kọjá ibi tí ó ń ṣàn, lẹ́yìn náà ó ń tú u sílẹ̀ sí àwọn ara bí ó ṣe yẹ fún ìṣètò ara. Ìmọ́lára Hemoglobin sí pH, CO₂, ìwọ̀n otútù, àti 2,3-BPG mú kí ìpínkiri atẹ́gùn ṣeé ṣe: àwọn ara tó ń ṣiṣẹ́ jù máa ń gba atẹ́gùn púpọ̀ sí i láìfọwọ́sí. Lílóye ìlànà yìí ń ran lọ́wọ́ láti ṣàlàyé ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìṣẹ̀lẹ̀ ìṣègùn àti ti ara, láti ìdáhùn ara sí eré ìdárayá sí ìyípadà ní ibi gíga àti àìlera ìrìnàjò atẹ́gùn nínú onírúurú àìsàn.
