hapnikuga varustamine

hapnikuga varustamine Termin "punane verepigment" seostub hapniku molekulidega. Vastupidist nimetatakse ka deoksügeenimiseks ja see toimub siis, kui CO kontsentratsioon on liiga kõrge või pH väärtus veres on liiga madal. Järk-järguline deoksügeenimine ohustab elundite hapnikuvarustust vingugaasi joobeseisundi korral.

Mis on hapnikuga varustamine?

Punase vere pigmendi hemoglobiin annab punastele verelibledele nende värvi ja täidab ka hingamisahela olulisi funktsioone. Hemoglobiin sisaldab kahevalentset rauaühendit, mis võib seonduda hapnikuga. Seetõttu nimetatakse seda ka hapniku-afiiniks. Punase verepigmendi hapniku sidumist nimetatakse meditsiinilises terminoloogias hapnikuga varustamiseks.

Veri täidab hingamise ajal transpordivahendi ülesannet ja viib hapniku üksikutele elunditele ja kudedele. Hapnik on veres nii seotud kui ka füüsiliselt lahustunud kujul. Lahustunud vorm mängib rolli eriti hapniku vahetuses kopsu alveoolide ja plasma vahel. Hapnikuvahetus vereplasma ja interstitiumi vahel sõltub ka lahustunud hapnikust, kuna see protsess viiakse läbi difusiooni teel.

Kuid hapniku lahustuvus on piiratud. Hemoglobiiniga seotud hapniku transport tagab rakkude elutähtsa varustamise hapnikuga, hoolimata piiratud lahustuvusest.

Funktsioon ja ülesanne

Hapniku ajal seob hapnik hemoglobiini. Selle tagajärjel muudab molekul oma konformatsiooni, st ruumilist paigutust. Selle protsessi käigus muudab verepigmendi keskne rauaaatom oma positsiooni.Sel viisil saavutab sidumine dünaamilise funktsionaalse oleku. Hapnemise korral ei toimu reaalset oksüdeerumist ega keemiliselt keerulist reaktsiooni.

Seondumata hemoglobiini tuntakse ka kui deoksühemoglobiini ja see on pingeline T-kuju. Ainult siis, kui see seondub hapnikuaatomitega, muundatakse verepigment pingevabaks R-vormiks, mida nimetatakse ka oksühemoglobiiniks. Hemoglobiini afiinsus hapniku suhtes sõltub näiteks sellistest teguritest nagu molekulide konformatsioon. Lõdvestunud R-kujul on punasel verepigmendil suurem afiinsus kui pingelisel T-kujul.

PH väärtus mängib rolli ka hemoglobiini hapniku sidumise afiinsuses, mida ei tohiks alahinnata. Hemoglobiini seondumisafiinsus suureneb ka pH tõustes. Temperatuuril on sama suur mõju punase vere pigmendi sidumisafiinsusele. Afiinsus suureneb temperatuuri langedes ja selle tagajärjel see kaob, kui südamiku temperatuurid on liiga kõrged. Lisaks neile teguritele sõltub hemoglobiini seondumisafiinsus ka süsinikdioksiidi kontsentratsioonist.

Sõltuvus teguritest, süsinikdioksiidi sisaldusest ja vere pH väärtusest, võetakse kokku nn Bohri efektina. Kõrge pH ja madala süsinikdioksiiditaseme korral on kõrge afiinsus. Nendes tingimustes suureneb vastavalt ka oksühemoglobiini kontsentratsioon. Selle tulemusel väheneb seondumisafiinsus kõrge süsinikdioksiidi sisalduse ja madala pH väärtuse korral.

Keha vereringes arvestatakse hapniku transportimisel neid tegureid loomulikult. Näiteks kopsude kapillaarides on madal süsinikdioksiidi sisaldus ja suhteliselt kõrge pH. Seetõttu on hemoglobiini sidumisafiinsus kopsudes kõrge. See toob kaasa punase vere pigmendi hapnikuvabaduse. Väljaspool kopsukapillaare on suhteliselt kõrge CO2 sisaldus, madala pH väärtusega. Hemoglobiini sidumisafiinsus väheneb vastavalt ja vabastab hapnikutükkide kaupa, mille kudedes ja organites kasutatakse.

Seda hapniku dissotsieerumist hemoglobiini molekulidest tuntakse desoksügenatsioonina ja see on sama oluline keha hapniku varustamiseks kui hapnikuga varustamine.

Haigused ja tervisehäired

Süsinikmonooksiidi joobeseisundi korral on hemoglobiini oksüdeerimine piiratud või isegi täielikult keelatud. Selle põhjuseks on asjaolu, et hemoglobiini seondumisafiinsus vingugaasi suhtes on umbes 300 korda suurem kui seondumisafiinsus hapniku suhtes. Sel viisil koguneb vingugaasi hemoglobiinis suitsu sissehingamise korral väga lühikese aja jooksul, luues seega karboksühemoglobiini. See blokeerib hapniku omastamist ja hapnikusisaldus veres väheneb vähehaaval.

Tugev CO-mürgistus kutsub esile hüpoksia, see tähendab kehakudede ja organite üldise hapnikuga varustatuse. Kui CO sisaldus veres jõuab teatud protsendini, möödub asjaomane inimene selle alapakkumise tõttu. Kui tase tõuseb pärast nõrkust veelgi, saabub surm üle teatud kontsentratsiooni. Ebapiisava hapnikuvarustuse korral sureb kehakude pöördumatult.

Arteriaalses veres vähendatud hapniku kontsentratsiooni raviks on saadaval hapnikravi. Need ravimeetodid on abiks ka kopsuemboolia korral. Sama kehtib südameatakkide, hingamispuudulikkuse või südamepuudulikkuse kohta. Hüpoksia ähvardab paljusid südamehaigusi.

Hüpoksiat ähvardab ka aneemia, kuna selle haiguse korral on vereplasmas liiga vähe punaseid vereliblesid. Mida vähem hemoglobiini, seda vähem hapnikku saab seotud kujul elunditesse vedada. Aneemia võib tuleneda verekaotusest, kuid seda võib põhjustada ka raua või foolhappe puudus.

Vere moodustumise häired võivad põhjustada ka aneemilisi nähtusi, mis võivad olla seotud edasiste vere moodustumise häirete ja muude kaasnevate sümptomitega. Aneemiaid ravitakse sõltuvalt nende põhjusest ja taandumisest defitsiidi sümptomite taustal kohe, kui põhjuslik puudus on kõrvaldatud.