酸素化

の 酸素化 赤血球分子と酸素分子の結合を指します。反対は脱酸素とも呼ばれ、CO濃度が高すぎるか、血中のpH値が低すぎる場合に発生します。一酸化炭素中毒の場合、進行性の脱酸素化は臓器の酸素供給を危険にさらします。

酸素化とは何ですか？

赤血球色素ヘモグロビンは赤血球に色を与え、呼吸鎖の重要な機能も果たします。ヘモグロビンには、酸素に結合できる2価の鉄化合物も含まれています。したがって、酸素アフィンとも呼ばれます。赤い血液色素の酸素結合は、医学用語では酸素化と呼ばれます。

したがって、血液は呼吸中に輸送媒体の役割を果たし、個々の臓器や組織に酸素をもたらします。酸素は、結合した形態と物理的に溶解した形態の両方で血中に存在します。溶解形態は、特に肺胞と血漿との間の酸素交換に役割を果たす。血漿と間質の間の酸素交換は、拡散を介して行われるため、溶存酸素にも依存します。

ただし、酸素の溶解度は限られています。ヘモグロビンに結合した酸素輸送は、溶解度が限られているにもかかわらず、酸素による重要な細胞供給を維持します。

機能とタスク

酸素化の間、酸素はヘモグロビンに結合します。その結果、分子はそのコンフォメーション、つまり空間配置を変更します。このプロセス中に、血液色素の中心の鉄原子がその位置を変更します。このようにして、バインディングは動的な機能状態を実現します。酸素化では、実際の酸化や化学的に複雑な反応はありません。

非結合ヘモグロビンは、デオキシヘモグロビンとしても知られ、緊張したT字型として表示されます。それが酸素原子に結合するときだけ、血液色素は、オキシヘモグロビンとしても知られているリラックスしたR型に変換されます。酸素に対するヘモグロビンの親和性は、例えば、分子のコンフォメーションなどの要因に依存します。リラックスしたR型では、赤い血色素は緊張したT型よりも親和性が高くなります。

pH値は、ヘモグロビンの酸素結合親和性を過小評価してはならない役割も果たします。 pH値が増加すると、ヘモグロビンの結合親和性も増加します。温度は、赤血球の色素の結合親和性にも同様に大きな影響を与えます。親和性は温度の低下とともに増加し、結果として、コア温度が高すぎると失われます。これらの要因に加えて、ヘモグロビンの結合親和性は二酸化炭素濃度にも依存します。

二酸化炭素含有量と血液pHの要因への依存は、いわゆるボーア効果として要約されます。高pHおよび低二酸化炭素レベルでは、高い親和性があります。これらの条件下では、オキシヘモグロビンの濃度はそれに応じて増加します。結果として、二酸化炭素含有量が高く、pH値が低くなると、結合親和性が低下します。

体の血流は、酸素を輸送するときにこれらの要素を自然に考慮します。例えば、肺の毛細血管は、二酸化炭素含有量が低く、比較的高いpH値を持っています。したがって、肺におけるヘモグロビンの結合親和性は高いです。これは、赤血球の色素の酸素化につながります。肺毛細血管の外側には、低いpH値で比較的高いCO2含有量があります。ヘモグロビンの結合親和性はそれに応じて減少し、少しずつ酸素を放出し、それが次に組織や臓器に取り込まれます。

ヘモグロビン分子からの酸素のこの解離は、脱酸素化として知られており、酸素化と同様に身体に酸素を供給するために重要です。

病気と病気

一酸化炭素中毒の場合、ヘモグロビンの酸化は制限されるか、完全に無効になります。これは、一酸化炭素に対するヘモグロビンの結合親和性が、酸素に対する結合親和性の約300倍であるためです。このようにして、煙が吸入された場合、一酸化炭素がヘモグロビンに非常に短時間で蓄積し、カルボキシヘモグロビンを生成します。これにより、酸素の取り込みが阻害され、血液中の酸素含有量が徐々に低下します。

したがって、強いCO中毒は低酸素症、つまり体組織や臓器への酸素の供給不足を引き起こします。血中のCO濃度が一定の割合に達すると、この供給不足により関係者は気絶します。失神後もレベルが上昇し続ける場合、一定の濃度を超えると死亡します。酸素の供給が不十分な場合、体組織は不可逆的に死にます。

酸素療法は、動脈血中の酸素濃度の低下を治療するために利用できます。これらの治療法は、肺塞栓症にも役立ちます。同じことが心臓発作、呼吸不全または心不全にも当てはまります。多くの心肺疾患が低酸素症を脅かしています。

この疾患では血漿中の赤血球が少なすぎるため、低酸素症も貧血の脅威になります。ヘモグロビンが少ないほど、結合形態で臓器に輸送できる酸素が少なくなります。貧血は失血から生じる可能性がありますが、鉄分や葉酸の不足によっても引き起こされます。

血液形成障害は貧血現象を引き起こす可能性があり、これは他の血液形成障害および他の付随する症状と関連している場合があります。貧血は、原因に応じて治療され、原因となる欠乏症が改善されるとすぐに欠乏症の症状に関連して退縮します。