تفاوت کلیدی - هموگلوبین اکسیژن دار در مقابل هموگلوبین بدون اکسیژن
هموگلوبین پروتئینی است که در گلبول های قرمز خون یافت می شود که اکسیژن را از ریه ها به بافت ها و اندام های بدن و دی اکسید کربن را از بافت ها و اندام های بدن به ریه ها می رساند. دو حالت هموگلوبین وجود دارد: هموگلوبین اکسیژن دار و هموگلوبین بدون اکسیژن. تفاوت اصلی بین هموگلوبین اکسیژن دار و بدون اکسیژن در این است که هموگلوبین اکسیژنه حالت هموگلوبین متصل به چهار مولکول اکسیژن است در حالی که هموگلوبین بدون اکسیژن حالت غیر متصل هموگلوبین با اکسیژن است. هموگلوبین اکسیژن دار به رنگ قرمز روشن است در حالی که هموگلوبین بدون اکسیژن به رنگ قرمز تیره است.
هموگلوبین چیست؟
هموگلوبین (Hb) یک مولکول پروتئین پیچیده موجود در گلبول های قرمز خون است که شکل معمولی را به گلبول قرمز می دهد (گرد با مرکز باریک). نقش کلیدی هموگلوبین شامل انتقال اکسیژن از ریه ها به بافت های بدن، تبادل آن با دی اکسید کربن و انتقال دی اکسید کربن از بافت های بدن به ریه و تبادل مجدد با اکسیژن است. مولکول هموگلوبین شامل چهار زنجیره پلی پپتیدی (زیر واحد پروتئین) و چهار گروه هم است که در شکل 01 نشان داده شده است. چهار زنجیره پلی پپتیدی نشان دهنده دو زنجیره آلفا گلوبولین و دو زنجیره بتا گلوبولین هستند. هِم یک ترکیب مهم پورفیرین در مولکول هموگلوبین است که یک اتم مرکزی آهن در داخل آن تعبیه شده است. هر زنجیره پلی پپتیدی مولکول هموگلوبین حاوی یک گروه هم و یک اتم آهن است. اتم آهن برای انتقال اکسیژن و دی اکسید کربن در خون حیاتی است و عامل اصلی رنگ قرمز گلبول های قرمز است. هموگلوبین به دلیل ترکیب اتم های آهن به عنوان متالوپروتئین نیز نامیده می شود.
اکسیژن رسانی به بافت ها و اندام ها حیاتی و ضروری است. سلول ها از طریق تنفس هوازی (فسفوریلاسیون اکسیداتیو) با استفاده از اکسیژن به عنوان گیرنده الکترون انرژی دریافت می کنند. تولید انرژی برای متابولیسم و عملکرد بهینه سلول مورد نیاز است. تامین اکسیژن توسط پروتئین های هموگلوبین تسهیل می شود. بنابراین هموگلوبین به عنوان پروتئین حامل اکسیژن در خون نیز شناخته می شود.
سطح پایین هموگلوبین خون به نام کم خونی. شرایط کم خونی ممکن است باعث ایجاد چندین بیماری شود. دلایل مختلفی برای غلظت کم هموگلوبین در خون وجود دارد. کمبود آهن دلیل اصلی آن است، در حالی که رژیم غذایی بیش از حد، سبک زندگی ناسالم، برخی بیماری ها و سرطان ها نیز از دلایل آن هستند.
مولکول هموگلوبین دارای چهار محل اتصال اکسیژن مرتبط با چهار اتم Fe+2 است. یک مولکول هموگلوبین می تواند حداکثر چهار مولکول اکسیژن را حمل کند. از این رو، هموگلوبین می تواند با اکسیژن اشباع یا غیر اشباع شود. اشباع اکسیژن درصدی از محل های اتصال اکسیژن هموگلوبین است که توسط اکسیژن اشغال شده است.به عبارت دیگر، کسر هموگلوبین اشباع شده با اکسیژن را نسبت به هموگلوبین کل اندازه گیری می کند. این دو حالت هموگلوبین به نام‌های هموگلوبین اکسیژن دار و بدون اکسیژن شناخته می‌شوند.
شکل 1: ساختار هموگلوبین
هموگلوبین اکسیژنه چیست؟
وقتی مولکول های هموگلوبین با مولکول های اکسیژن متصل و اشباع می شوند، ترکیب هموگلوبین با اکسیژن به عنوان هموگلوبین اکسیژن دار (اکسی هموگلوبین) شناخته می شود. هموگلوبین اکسیژن دار در طی تنفس فیزیولوژیکی (تهویه)، هنگامی که مولکول های اکسیژن با گروه های هموگلوبین در گلبول های قرمز خون متصل می شوند، تشکیل می شود. تولید هموگلوبین اکسیژن دار عمدتاً در مویرگ های ریوی در نزدیکی آلوئول های ریه که در آن تبادل گازی رخ می دهد (دم و بازدم) اتفاق می افتد.میل اتصال اکسیژن به هموگلوبین به شدت تحت تأثیر pH است. هنگامی که PH بالا باشد، پیوند اکسیژن به هموگلوبین زیاد است، اما با کاهش pH کاهش می یابد. به طور معمول PH در ریه ها بالا و در ماهیچه ها pH پایین وجود دارد. بنابراین، این تفاوت در شرایط pH برای اتصال، حمل و نقل و آزادسازی اکسیژن مفید است. از آنجایی که در نزدیکی ریه میل پیوندی بالایی وجود دارد، اکسیژن به هموگلوبین متصل می شود و اکسی هموگلوبین می سازد. هنگامی که اکسی هموگلوبین به دلیل PH پایین به عضله می رسد، حل می شود و اکسیژن به سلول ها آزاد می شود. سطح طبیعی اکسیژن در خون انسان در محدوده 95 تا 100 درصد در نظر گرفته می شود. خون اکسیژن دار در رنگ قرمز روشن (قرمز زرشکی) قابل مشاهده است. هنگامی که هموگلوبین به شکل اکسیژنه باشد، به عنوان حالت R (حالت آرام) هموگلوبین نیز شناخته می شود.
شکل 2: هموگلوبین اکسیژن
هموگلوبین بدون اکسیژن چیست؟
هموگلوبین بدون اکسیژن شکلی از هموگلوبین است که به اکسیژن متصل نیست. هموگلوبین بدون اکسیژن فاقد اکسیژن است. از این رو این حالت را حالت T (حالت تنش) هموگلوبین می نامند. هموگلوبین بدون اکسیژن را می توان زمانی مشاهده کرد که هموگلوبین اکسیژن دار اکسیژن آزاد می کند و با دی اکسید کربن در نزدیکی غشای پلاسمایی سلول های عضلانی که محیطی با pH پایین وجود دارد مبادله می شود. وقتی هموگلوبین میل ترکیبی کمی نسبت به اتصال اکسیژن دارد، اکسیژن را تحویل می‌دهد و به هموگلوبین بدون اکسیژن تبدیل می‌شود.
شکل 3: جریان خون اکسیژن دار و بدون اکسیژن در بدن
تفاوت بین هموگلوبین اکسیژن دار و بدون اکسیژن چیست؟
هموگلوبین اکسیژن در مقابل هموگلوبین بدون اکسیژن |
|
| هموگلوبین اکسیژن دار ترکیبی از هموگلوبین به اضافه اکسیژن است. | شکل غیر متصل هموگلوبین با اکسیژن به نام هموگلوبین بدون اکسیژن شناخته می شود. |
| وضعیت مولکول اکسیژن | |
| مولکول های اکسیژن به مولکول هموگلوبین متصل می شوند. | مولکول های اکسیژن به مولکول هموگلوبین متصل نیستند. |
| رنگ | |
| هموگلوبین اکسیژن دار به رنگ قرمز روشن است. | هموگلوبین فاقد اکسیژن به رنگ قرمز تیره است. |
| وضعیت هموگلوبین | |
| این به عنوان حالت R هموگلوبین شناخته می شود. | این به عنوان حالت T (تنش) هموگلوبین شناخته می شود. |
| تشکیل | |
| هموگلوبین اکسیژنه زمانی تشکیل می شود که مولکول های اکسیژن با گروه های هموگلوبین موجود در گلبول های قرمز در طی تنفس فیزیولوژیکی متصل شوند. | هموگلوبین بدون اکسیژن هنگامی تشکیل می شود که اکسیژن از هموگلوبین اکسیژن دار آزاد می شود و با دی اکسید کربن در نزدیکی غشای پلاسمایی سلول های عضلانی مبادله می شود. |
خلاصه - هموگلوبین اکسیژن دار و بدون اکسیژن
هموگلوبین یک پروتئین حیاتی است که در گلبول های قرمز یافت می شود و قادر است اکسیژن را از ریه به بافت های بدن برساند و دی اکسید کربن را از بافت های بدن به ریه برساند. دو حالت هموگلوبین به دلیل اتصال اکسیژن وجود دارد. اینها هموگلوبین اکسیژن و هموگلوبین بدون اکسیژن هستند. هموگلوبین اکسیژن دار زمانی تشکیل می شود که مولکول های اکسیژن به اتم های آهن متصل می شوند.هموگلوبین بدون اکسیژن زمانی تشکیل می شود که مولکول های اکسیژن از مولکول هموگلوبین آزاد می شوند. این تفاوت اصلی بین هموگلوبین اکسیژن دار و بدون اکسیژن است. اتصال و آزادسازی اکسیژن عمدتاً تحت تأثیر pH و فشار جزئی اکسیژن است.
