Sự khác biệt chính - Oxygenated vs Deoxygenated Hemoglobin
Hemoglobin là một loại protein được tìm thấy trong các tế bào hồng cầu, có chức năng vận chuyển oxy từ phổi đến các mô và cơ quan trong cơ thể và carbon dioxide từ các mô và cơ quan trong cơ thể đến phổi. Hemoglobin có hai trạng thái: hemoglobin được oxy hóa và khử oxy. Sự khác biệt chính giữa hemoglobin được oxy hóa và khử oxy là hemoglobin được oxy hóa là trạng thái của hemoglobin được liên kết với bốn phân tử oxy trong khi hemoglobin được khử oxy là trạng thái không liên kết của hemoglobin với oxy. Hemoglobin oxy hóa có màu đỏ tươi trong khi hemoglobin khử oxy có màu đỏ sẫm.
Hemoglobin là gì?
Hemoglobin (Hb) là một phân tử protein phức tạp có trong tế bào hồng cầu, tạo hình dạng điển hình cho hồng cầu (tròn với tâm hẹp). Các vai trò chính của Hb bao gồm vận chuyển oxy từ phổi đến các mô của cơ thể, trao đổi nó với carbon dioxide và lấy carbon dioxide từ các mô cơ thể đến phổi và trao đổi lại với oxy. Phân tử hemoglobin chứa bốn chuỗi polypeptide (tiểu đơn vị protein) và bốn nhóm heme như trong hình 01. Bốn chuỗi polypeptide đại diện cho hai chuỗi alpha globulin và hai chuỗi beta globulin. Heme là một hợp chất porphyrin quan trọng trong phân tử hemoglobin có một nguyên tử sắt trung tâm được nhúng bên trong. Mỗi chuỗi polypeptit của phân tử hemoglobin chứa một nhóm heme và một nguyên tử sắt. Nguyên tử sắt rất quan trọng đối với việc vận chuyển oxy và carbon dioxide trong máu và nó là thành phần chính tạo nên màu đỏ của hồng cầu. Hemoglobin còn được gọi là mettaloprotein do sự kết hợp của nó với các nguyên tử sắt.
Cung cấp oxy cho các mô và cơ quan là vô cùng quan trọng và cần thiết. Tế bào thu được năng lượng thông qua hô hấp hiếu khí (quá trình phosphoryl hóa oxy hóa) sử dụng oxy làm chất nhận điện tử. Sản xuất năng lượng là cần thiết cho sự trao đổi chất và chức năng tối ưu của tế bào. Cung cấp oxy được tạo điều kiện thuận lợi bởi các protein hemoglobin. Do đó hemoglobin còn được gọi là protein vận chuyển oxy trong máu.
Mức độ thấp của hemoglobin trong máu được gọi là thiếu máu. Tình trạng thiếu máu có thể gây ra một số bệnh. Có nhiều lý do khác nhau dẫn đến nồng độ hemoglobin thấp trong máu. Thiếu sắt là nguyên nhân chính, trong khi ăn kiêng quá mức, lối sống không lành mạnh, một số bệnh và ung thư cũng là những nguyên nhân tương tự.
Phân tử hemoglobin có bốn vị trí liên kết oxy liên kết với bốn nguyên tử Fe+ 2. Một phân tử hemoglobin có thể mang tối đa bốn phân tử Oxy. Do đó, hemoglobin có thể bão hòa hoặc không bão hòa với oxy. Độ bão hòa oxy là phần trăm vị trí liên kết oxy của hemoglobin bị oxy chiếm giữ. Nói cách khác, nó đo lường phần hemoglobin bão hòa oxy so với tổng lượng hemoglobin. Hai trạng thái này của hemoglobin được gọi là hemoglobin được oxy hóa và khử oxy.
Hình 1: Cấu trúc của Hemoglobin
Oxygenated Hemoglobin là gì?
Khi các phân tử hemoglobin liên kết và bão hòa với các phân tử oxy, sự kết hợp của hemoglobin với oxy được gọi là hemoglobin được oxy hóa (oxyhemoglobin). Hemoglobin oxy được hình thành trong quá trình hô hấp sinh lý (thông khí), khi các phân tử oxy liên kết với các nhóm heme của hemoglobin trong hồng cầu. Quá trình sản xuất hemoglobin được oxy hóa chủ yếu diễn ra trong các mao mạch phổi gần phế nang của phổi, nơi diễn ra quá trình trao đổi khí (hít vào và thở ra). Ái lực của oxy liên kết với hemoglobin bị ảnh hưởng nhiều bởi độ pH. Khi pH cao, có ái lực cao của oxy liên kết với hemoglobin nhưng nó sẽ giảm khi pH giảm. Bình thường có độ pH cao trong phổi và độ pH thấp trong cơ bắp. Do đó, sự khác biệt về điều kiện pH này rất hữu ích cho việc gắn, vận chuyển và giải phóng oxy. Vì có ái lực liên kết cao ở gần phổi, oxy liên kết với hemoglobin và tạo ra oxyhemoglobin. Khi oxyhemoglobin đến cơ do pH thấp, nó sẽ hòa tan và giải phóng oxy cho các tế bào. Mức oxy bình thường trong máu của con người được coi là nằm trong khoảng 95 - 100%. Máu được cung cấp oxy có màu đỏ tươi (đỏ thẫm). Khi hemoglobin ở dạng oxy hóa, nó còn được gọi là trạng thái R (Trạng thái thư giãn) của hemoglobin.
Hình 2: Hemoglobin oxy hóa
Hemoglobin được khử oxy là gì?
Hemoglobin khử oxy là dạng hemoglobin không liên kết với oxy. Hemoglobin bị khử oxy làm thiếu oxy. Do đó trạng thái này được gọi là trạng thái T (Trạng thái căng thẳng) của hemoglobin. Hemoglobin khử oxy có thể được quan sát thấy khi hemoglobin được oxy giải phóng oxy và nó được trao đổi với carbon dioxide gần màng sinh chất của tế bào cơ ở nơi có môi trường pH thấp. Khi hemoglobin có ái lực thấp đối với liên kết oxy, nó sẽ cung cấp oxy và chuyển đổi thành hemoglobin đã khử oxy.
Hình 3: Lưu lượng máu được oxy hóa và khử oxy qua cơ thể
Sự khác biệt giữa Hemoglobin được oxy hóa và khử oxy là gì?
Oxygenated vs Deoxygenated Hemoglobin |
|
| Hemoglobin oxy hóa là sự kết hợp của hemoglobin với oxy. | Dạng hemoglobin không liên kết với oxy được gọi là hemoglobin khử oxy. |
| Trạng thái của Phân tử Oxy | |
| Các phân tử oxy được liên kết với phân tử hemoglobin. | Phân tử oxy không liên kết với phân tử hemoglobin. |
| Màu | |
| Hemoglobin oxy hóa có màu đỏ tươi. | Hemoglobin khử oxy có màu đỏ sẫm. |
| Trạng thái của Hemoglobin | |
| Đây được gọi là trạng thái R của hemoglobin. | Đây được gọi là trạng thái T (căng thẳng) của Hemoglobin. |
| Hình thành | |
| Hemoglobin oxy hóa được hình thành khi các phân tử oxy liên kết với các nhóm heme của hemoglobin trong tế bào hồng cầu trong quá trình hô hấp sinh lý. | Hemoglobin khử oxy được hình thành khi oxy được giải phóng từ hemoglobin được oxy hóa và được trao đổi với carbon dioxide gần màng sinh chất của tế bào cơ. |
Tóm tắt - Hemoglobin được oxy hóa và khử oxy
Hemoglobin là một loại protein quan trọng được tìm thấy trong các tế bào hồng cầu, có khả năng mang oxy từ phổi đến các mô cơ thể và mang carbon dioxide từ các mô cơ thể đến phổi. Có hai trạng thái của hemoglobin do sự liên kết của oxy. Đó là hemoglobin oxy hóa và hemoglobin khử oxy. Hemoglobin oxy được hình thành khi các phân tử oxy gắn vào nguyên tử Fe. Hemoglobin khử oxy được hình thành khi các phân tử oxy được giải phóng khỏi phân tử hemoglobin. Đây là sự khác biệt chính giữa Hemoglobin được oxy hóa và khử oxy. Sự gắn kết và giải phóng oxy chủ yếu bị ảnh hưởng bởi độ pH và áp suất riêng phần của oxy.
