هموگلوبین

هموگلوبین مولکولی تترامر با وزن مولکولی 68000 است که هر منومر آن یک هم و یک گلوبین می باشد. هم یک اصطلاح عمومی برای یک یون فلزی است که به یک حلقه پورفیرین شلاته شده باشد که در مورد هموگلوبین فلز آهن دوبار مثبت است. به عبارتی یک ترکیب پورفیرینی می باشد که حاوی یک اتم آهن است. پورفیرین شامل 4 حلقه پیرولی است که از طریق اتم های نیتروژن خود با یک آهن دوبار مثبت که در مرکز قرار گرفته پیوند کوردینانسی برقرار می کند. گلوبین پلی پپتید است و به شکل زنجیره آلفا شامل 141 اسید آمینه یا بتا شامل 146 اسید آمینه می باشد. هموگلوبین فقط زمانی می تواند به آهن متصل شود که آهن دو ظرفیتی یا فروس باشد. ممکن است مقداری از آهن دوبار مثبت در هموگلوبین به آهن سه بار مثبت یا فریک اکسیده شود که علت آن ترکیباتی مانند نیتریت ها یا سولفونامیدها و یا تبدیل خود به خودی است. در این شرایط مت هموگلوبین تولید می شود که قادر به حمل اکسیژن نیست. داخل گلبول های قرمز آنزیم مت هموگلوبین ردوکتاز وجود دارد که با استفاده از NADH مت هموگلوبین را به هموگلوبین احیاء می کند به طوری که فقط 5/1 درصد هموگلوبین تام به شکل مت هموگلوبین است. اتصال اکسیژن به آهن دو بار مثبت آزاد سبب تبدیل آن به آهن سه بار مثبت می گردد که ساده ترین مثال آن زنگ زدن آهن می باشد. اتم آهن دارای 6 پیوند کوردینانسی است که 4 تا در صفحه پورفیرینی قرار دارند و به آن متصل هستند و 2 تا عمود بر آن می باشند از این 2 تا یکی به نیتروژن هیستیدین متصل است و یکی جایگاه خالی برای اتصال اکسیژن می باشد. اسید آمینه ضروری در اتصال اکسیژن به آهن هیستیدین است که به آهن دو بار مثبت متصل و بار منفی ایجاد می کند که کمپلکس آهن دو بار مثبت- اکسیژن را پایدار می کند. گلبول های قرمز بالغ فاقد میتوکندری هستند و لذا متابولیسم انرژی در آنها از راه غیر هوازی یعنی گلیکولیز می باشد که در این صورت طی فرآیند گلیکولیز یک متابولیت واسطه به نام 2 و 3 دی فسفوگلیسرات تولید می شود. با افزایش غلظت این ماده در گلبول قرمز تمایل هموگلوبین برای اکسیژن کم می شود یعنی منحنی تجزیه اکسیژن- هموگلوبین به راست جابجا می گردد. کاهش تمایل هموگلوبین برای اکسیژن در حضور 2 و 3 دی فسفو گلیسرات مانند یک شمشیر دو لبه عمل می کند اما چون منحنی در فشارهای اکسیژن ریوی مسطح است این کاهش تمایل اثر کاهشی اندکی در بارگیری اکسیژن بر هموگلوبین دارد اما در بافت ها به علت شیب دار بودن منحنی در فشارهای اکسیژن کاهش مختصر تمایل هموگلوبین به اکسیژن مقادیر زیادی اکسیژن را از هموگلوبین رها می سازد.blood1

کنترل شیمیایی تنفس
کنترل شیمیایی تنفس توسط کمورسپتورهای محیطی و مرکزی انجام می شود. کمورسپتور گیرنده ای است که به تغییر ترکیب شیمیایی خون و یا دیگر مایعات اطراف خود پاسخ می دهد. مکانیسم های تنظیم شیمیایی تنفس تهویه را طوری تنظیم می کنند که:
1-فشار دی اکسید کربن آلوئولی ثابت بماند.
2-با تغییرات غلظت یون هیدروژن در خون مقابله شود.
3-اگر فشار اکسیژن تا حد خطرناکی پایین رود تهویه افزایش پیدا کند.
برقرار کننده ارتباط بین متابولیسم و تهویه دی اکسید کربن است نه اکسیژن بجز در دو حالت که اکسیژن کنترل کننده مرکز تنفس می شود، صعود به ارتفاعات و COPD .
کمورسپتورهای محیطی
کمورسپتورهای محیطی در اجسام کاروتیدی و آئورتی قرار دارند و به نظر می رسد در انسان پاسخ اجسام کاروتیدی اهمیت بیشتری از اجسام آئورتی داشته باشد. این کمورسپتورها به کاهش فشار اکسیژن یا هیپوکسی، افزایش فشار دی اکسید کربن و کاهش PH خون پاسخ می دهند اما محرک اصلی آنها کاهش فشار اکسیژن خون است نه محتوای اکسیژن خون. دی اکسید کربن و یون هیدروژن قادرند مستقیماً روی مرکز تنفس عمل کنند اما اکسیژن اثر مستقیم قابل ملاحظه ای بر مرکز تنفس ندارد. حتی هنگامی که فشار اکسیژن ریوی مقداری به اندکی 60 میلی متر جیوه تا مقداری به بزرگی 1000 میلی متر جیوه تغییر کند، سیستم بافری هموگلوبین- اکسیژن تقریباً به طور دقیق مقادیر طبیعی اکسیژن را به بافت ها تحویل می هد. بنابر این بجز در شرایط ویژه علی رغم تغییرات در تهویه ریوی از مقدار اندکی کمتر از یک دوم مقدار طبیعی تا مقداری به بزرگی 20 بار یا بیشتر از مقدار طبیعی، تحویل کافی اکسیژن انجام می شود. این مسئله در مورد دی اکسید کربن صادق نیست چون هر دو فشار دی اکسید کربن خون و بافت به طور معکوس با میزان تهویه آلوئولی تغییر می کنند بنابر این دی اکسید کربن کنترل کننده عمده تنفس است نه اکسیژن. با این وجود در برخی شرایط ویژه که بافت ها دچار فقدان اکسیژن هستند بدن دارای مکانیسم خاصی برای کنترل تنفسی است که در کمورسپتورهای محیطی در خارج از مرکز تنفسی مغز قرار گرفته است. این مکانیسم هنگامی جواب می دهد که اکسیژن خون به مقادیر پایینی و عمدتا به کمتر از 70 میلی متر جیوه سقوط کند و در دو مورد دیده می شود، صعود به ارتفاعات و COPD . کمورسپتورهای محیطی مسئول 40 درصد پاسخ تهویه ای به دی اکسید کربن هستند.streaming blood cells

هموگلوبین مولکولی تترامر با وزن مولکولی 68000 است که هر منومر آن یک هم و یک گلوبین می باشد. هم یک اصطلاح عمومی برای یک یون فلزی است که به یک حلقه پورفیرین شلاته شده باشد که در مورد هموگلوبین فلز آهن دوبار مثبت است. به عبارتی یک ترکیب پورفیرینی می باشد که حاوی یک اتم آهن است. پورفیرین شامل 4 حلقه پیرولی است که از طریق اتم های نیتروژن خود با یک آهن دوبار مثبت که در مرکز قرار گرفته پیوند کوردینانسی برقرار می کند. گلوبین پلی پپتید است و به شکل زنجیره آلفا شامل 141 اسید آمینه یا بتا شامل 146 اسید آمینه می باشد. هموگلوبین فقط زمانی می تواند به آهن متصل شود که آهن دو ظرفیتی یا فروس باشد. ممکن است مقداری از آهن دوبار مثبت در هموگلوبین به آهن سه بار مثبت یا فریک اکسیده شود که علت آن ترکیباتی مانند نیتریت ها یا سولفونامیدها و یا تبدیل خود به خودی است. در این شرایط مت هموگلوبین تولید می شود که قادر به حمل اکسیژن نیست. داخل گلبول های قرمز آنزیم مت هموگلوبین ردوکتاز وجود دارد که با استفاده از NADH مت هموگلوبین را به هموگلوبین احیاء می کند به طوری که فقط 5/1 درصد هموگلوبین تام به شکل مت هموگلوبین است. اتصال اکسیژن به آهن دو بار مثبت آزاد سبب تبدیل آن به آهن سه بار مثبت می گردد که ساده ترین مثال آن زنگ زدن آهن می باشد. اتم آهن دارای 6 پیوند کوردینانسی است که 4 تا در صفحه پورفیرینی قرار دارند و به آن متصل هستند و 2 تا عمود بر آن می باشند از این 2 تا یکی به نیتروژن هیستیدین متصل است و یکی جایگاه خالی برای اتصال اکسیژن می باشد. اسید آمینه ضروری در اتصال اکسیژن به آهن هیستیدین است که به آهن دو بار مثبت متصل و بار منفی ایجاد می کند که کمپلکس آهن دو بار مثبت- اکسیژن را پایدار می کند. گلبول های قرمز بالغ فاقد میتوکندری هستند و لذا متابولیسم انرژی در آنها از راه غیر هوازی یعنی گلیکولیز می باشد که در این صورت طی فرآیند گلیکولیز یک متابولیت واسطه به نام 2 و 3 دی فسفوگلیسرات تولید می شود. با افزایش غلظت این ماده در گلبول قرمز تمایل هموگلوبین برای اکسیژن کم می شود یعنی منحنی تجزیه اکسیژن- هموگلوبین به راست جابجا می گردد. کاهش تمایل هموگلوبین برای اکسیژن در حضور 2 و 3 دی فسفو گلیسرات مانند یک شمشیر دو لبه عمل می کند اما چون منحنی در فشارهای اکسیژن ریوی مسطح است این کاهش تمایل اثر کاهشی اندکی در بارگیری اکسیژن بر هموگلوبین دارد اما در بافت ها به علت شیب دار بودن منحنی در فشارهای اکسیژن کاهش مختصر تمایل هموگلوبین به اکسیژن مقادیر زیادی اکسیژن را از هموگلوبین رها می سازد.

کنترل شیمیایی تنفس
کنترل شیمیایی تنفس توسط کمورسپتورهای محیطی و مرکزی انجام می شود. کمورسپتور گیرنده ای است که به تغییر ترکیب شیمیایی خون و یا دیگر مایعات اطراف خود پاسخ می دهد. مکانیسم های تنظیم شیمیایی تنفس تهویه را طوری تنظیم می کنند که:
1-فشار دی اکسید کربن آلوئولی ثابت بماند.
2-با تغییرات غلظت یون هیدروژن در خون مقابله شود.
3-اگر فشار اکسیژن تا حد خطرناکی پایین رود تهویه افزایش پیدا کند.
برقرار کننده ارتباط بین متابولیسم و تهویه دی اکسید کربن است نه اکسیژن بجز در دو حالت که اکسیژن کنترل کننده مرکز تنفس می شود، صعود به ارتفاعات و COPD .
کمورسپتورهای محیطی
کمورسپتورهای محیطی در اجسام کاروتیدی و آئورتی قرار دارند و به نظر می رسد در انسان پاسخ اجسام کاروتیدی اهمیت بیشتری از اجسام آئورتی داشته باشد. این کمورسپتورها به کاهش فشار اکسیژن یا هیپوکسی، افزایش فشار دی اکسید کربن و کاهش PH خون پاسخ می دهند اما محرک اصلی آنها کاهش فشار اکسیژن خون است نه محتوای اکسیژن خون. دی اکسید کربن و یون هیدروژن قادرند مستقیماً روی مرکز تنفس عمل کنند اما اکسیژن اثر مستقیم قابل ملاحظه ای بر مرکز تنفس ندارد. حتی هنگامی که فشار اکسیژن ریوی مقداری به اندکی 60 میلی متر جیوه تا مقداری به بزرگی 1000 میلی متر جیوه تغییر کند، سیستم بافری هموگلوبین- اکسیژن تقریباً به طور دقیق مقادیر طبیعی اکسیژن را به بافت ها تحویل می هد. بنابر این بجز در شرایط ویژه علی رغم تغییرات در تهویه ریوی از مقدار اندکی کمتر از یک دوم مقدار طبیعی تا مقداری به بزرگی 20 بار یا بیشتر از مقدار طبیعی، تحویل کافی اکسیژن انجام می شود. این مسئله در مورد دی اکسید کربن صادق نیست چون هر دو فشار دی اکسید کربن خون و بافت به طور معکوس با میزان تهویه آلوئولی تغییر می کنند بنابر این دی اکسید کربن کنترل کننده عمده تنفس است نه اکسیژن. با این وجود در برخی شرایط ویژه که بافت ها دچار فقدان اکسیژن هستند بدن دارای مکانیسم خاصی برای کنترل تنفسی است که در کمورسپتورهای محیطی در خارج از مرکز تنفسی مغز قرار گرفته است. این مکانیسم هنگامی جواب می دهد که اکسیژن خون به مقادیر پایینی و عمدتا به کمتر از 70 میلی متر جیوه سقوط کند و در دو مورد دیده می شود، صعود به ارتفاعات و COPD . کمورسپتورهای محیطی مسئول 40 درصد پاسخ تهویه ای به دی اکسید کربن هستند.
کمورسپتورهای مرکزی
کمورسپتورهای مرکزی در بصل النخاع قرار دارند و از نظر مکانی مستقل از مرکز پنوموتاکسیک بوده و در مدولای ونترولترال قرار گرفته اند. مکان کمورسپتورهای مرکزی ناحیه حساس شیمیایی نام دارد و به طور 2 طرفه و فقط 2/0 میلی متر زیر سطح شکمی بصل النخاع قرار گرفته است. این ناحیه حساسیت بالایی به تغییرات فشار دی اکسید کربن یا غلظت یون هیدروژن خون دارد و به نوبه خود قسمت های دیگر مرکز تنفس را تحریک می کند. نورون هایی در هسته رافه، آمبیگوس و لوکوس سرولئوس و هیپوتالاموس نیز به اسیدوز حساس می باشند. به نظر می رسد که نورون های هسته رافه کاندید خوبی برای کمورسپتورهای مرکزی محسوب شوند زیرا حساسیت غیر معمولی به PH دارند.
هیچکدام از نواحی مربوط به مرکز تنفس مستقیماً به وسیله تغییرات غلظت دی اکسید کربن و یا غلظت یون های هیدروژن در خون متأثر نمی شوند.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *