Hauptunterschied – sauerstoffreiches vs. sauerstoffarmes Hämoglobin
Hämoglobin ist ein Protein, das in roten Blutkörperchen vorkommt, die Sauerstoff von den Lungen zu den Körpergeweben und Organen und Kohlendioxid von den Körpergeweben und Organen zur Lunge transportieren. Es gibt zwei Zustände von Hämoglobin: sauerstoffreiches und sauerstoffarmes Hämoglobin. Der Hauptunterschied zwischen sauerstoffreichem und sauerstoffarmem Hämoglobin besteht darin, dass sauerstoffreiches Hämoglobin der Zustand von Hämoglobin ist, das mit vier Sauerstoffmolekülen gebunden ist, während das sauerstoffarme Hämoglobin der ungebundene Zustand von Hämoglobin mit Sauerstoff ist. Oxygeniertes Hämoglobin hat eine hellrote Farbe, während desoxygeniertes Hämoglobin eine dunkelrote Farbe hat.
Was ist Hämoglobin?
Hämoglobin (Hb) ist ein komplexes Proteinmolekül, das in roten Blutkörperchen vorkommt und den roten Blutkörperchen die typische Form (rund mit schmaler Mitte) verleiht. Zu den Schlüsselfunktionen von Hb gehört der Transport von Sauerstoff von der Lunge zu den Körpergeweben, der Austausch mit Kohlendioxid und der Transport von Kohlendioxid aus den Körpergeweben zur Lunge und der Rückaustausch mit Sauerstoff. Das Hämoglobinmolekül enthält vier Polypeptidketten (Proteinuntereinheiten) und vier Hämgruppen, wie in Abbildung 01 gezeigt. Vier Polypeptidketten repräsentieren zwei Alpha-Globulinketten und zwei Beta-Globulinketten. Häm ist eine wichtige Porphyrinverbindung im Hämoglobinmolekül, in das ein zentrales Eisenatom eingebettet ist. Jede Polypeptidkette des Hämoglobinmoleküls enthält eine Hämgruppe und ein Eisenatom. Das Eisenatom ist für den Transport von Sauerstoff und Kohlendioxid im Blut lebenswichtig und trägt hauptsächlich zur roten Farbe der roten Blutkörperchen bei. Hämoglobin wird aufgrund seines Einbaus von Eisenatomen auch als Mettaloprotein bezeichnet.
Sauerstoffversorgung von Geweben und Organen ist lebenswichtig und essentiell. Zellen erh alten Energie durch aerobe Atmung (oxidative Phosphorylierung) unter Verwendung von Sauerstoff als Elektronenakzeptor. Die Produktion von Energie ist für einen optimalen Zellstoffwechsel und optimale Zellfunktionen erforderlich. Die Sauerstoffversorgung wird durch die Hämoglobinproteine erleichtert. Daher ist Hämoglobin auch als sauerstofftragendes Protein im Blut bekannt.
Der niedrige Hämoglobinspiegel im Blut wird Anämie genannt. Anämiezustand kann mehrere Krankheiten verursachen. Es gibt verschiedene Gründe für niedrige Hämoglobinkonzentrationen im Blut. Eisenmangel ist der Hauptgrund, während übermäßige Diäten, ungesunde Lebensweise, einige Krankheiten und Krebsarten ebenfalls Ursachen dafür sind.
Das Hämoglobinmolekül hat vier Sauerstoffbindungsstellen, die mit vier Fe+2 Atomen assoziiert sind. Ein Molekül Hämoglobin kann maximal vier Moleküle Sauerstoff transportieren. Daher kann Hämoglobin mit Sauerstoff gesättigt oder ungesättigt sein. Die Sauerstoffsättigung ist der Prozentsatz der Sauerstoffbindungsstellen des Hämoglobins, die von Sauerstoff besetzt sind. Mit anderen Worten, es misst den Anteil an sauerstoffgesättigtem Hämoglobin relativ zum Gesamthämoglobin. Diese beiden Zustände des Hämoglobins sind als sauerstoffreiches und sauerstoffarmes Hämoglobin bekannt.
Abbildung 1: Struktur von Hämoglobin
Was ist sauerstoffh altiges Hämoglobin?
Wenn Hämoglobinmoleküle gebunden und mit Sauerstoffmolekülen gesättigt sind, wird die Verbindung von Hämoglobin mit Sauerstoff als oxygeniertes Hämoglobin (Oxyhämoglobin) bezeichnet. Oxygeniertes Hämoglobin wird während der physiologischen Atmung (Beatmung) gebildet, wenn sich Sauerstoffmoleküle mit Hämgruppen des Hämoglobins in roten Blutkörperchen verbinden. Die Produktion von sauerstoffh altigem Hämoglobin findet hauptsächlich in den Lungenkapillaren in der Nähe der Alveolen der Lunge statt, wo der Gasaustausch stattfindet (Einatmen und Ausatmen). Die Affinität der Sauerstoffbindung zum Hämoglobin wird stark vom pH-Wert beeinflusst. Wenn der pH-Wert hoch ist, besteht eine hohe Bindungsaffinität von Sauerstoff an Hämoglobin, die jedoch mit abnehmendem pH-Wert abnimmt. Es gibt normalerweise einen hohen pH-Wert in der Lunge und einen niedrigen pH-Wert in den Muskeln. Somit ist dieser Unterschied in den pH-Bedingungen nützlich für die Anlagerung, den Transport und die Freisetzung von Sauerstoff. Da in der Nähe der Lunge eine hohe Bindungsaffinität besteht, bindet Sauerstoff an Hämoglobin und bildet Oxyhämoglobin. Wenn Oxyhämoglobin aufgrund des niedrigen pH-Werts den Muskel erreicht, löst es sich auf und gibt Sauerstoff an die Zellen ab. Der normale Sauerstoffgeh alt im Blut des Menschen liegt im Bereich von 95 – 100 %. Mit Sauerstoff angereichertes Blut ist in hellroter (karmesinroter) Farbe sichtbar. Wenn das Hämoglobin in der oxygenierten Form vorliegt, wird es auch als R-Zustand (entspannter Zustand) des Hämoglobins bezeichnet.
Abbildung 2: Oxygeniertes Hämoglobin
Was ist sauerstoffarmes Hämoglobin?
Desoxygeniertes Hämoglobin ist die Form von Hämoglobin, die nicht an Sauerstoff gebunden ist. Desoxygeniertes Hämoglobin ist sauerstoffarm. Daher dieser Zustand, der als T-Zustand (angespannter Zustand) von Hämoglobin bezeichnet wird. Desoxygeniertes Hämoglobin kann beobachtet werden, wenn oxygeniertes Hämoglobin Sauerstoff freisetzt und mit Kohlendioxid in der Nähe der Plasmamembran von Muskelzellen ausgetauscht wird, wo eine Umgebung mit niedrigem pH-Wert herrscht. Wenn Hämoglobin eine geringe Affinität zur Sauerstoffbindung hat, liefert es Sauerstoff und wandelt sich in sauerstoffarmes Hämoglobin um.
Abbildung 3: Sauerstoffreicher und sauerstoffarmer Blutfluss durch den Körper
Was ist der Unterschied zwischen sauerstoffreichem und sauerstoffarmem Hämoglobin?
Sauerstoffh altiges vs. sauerstoffarmes Hämoglobin |
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| Sauerstoffh altiges Hämoglobin ist die Kombination von Hämoglobin plus Sauerstoff. | Die ungebundene Form von Hämoglobin mit Sauerstoff wird als desoxygeniertes Hämoglobin bezeichnet. |
| Zustand des Sauerstoffmoleküls | |
| Sauerstoffmoleküle sind an Hämoglobinmoleküle gebunden. | Sauerstoffmoleküle sind nicht an Hämoglobinmoleküle gebunden. |
| Farbe | |
| Sauerstoffh altiges Hämoglobin hat eine leuchtend rote Farbe. | Desoxygeniertes Hämoglobin hat eine dunkelrote Farbe. |
| Hämoglobinzustand | |
| Dies ist als R-Zustand des Hämoglobins bekannt. | Dies ist als T-Zustand (angespannt) des Hämoglobins bekannt. |
| Formation | |
| Sauerstoffh altiges Hämoglobin entsteht, wenn Sauerstoffmoleküle während der physiologischen Atmung an Hämgruppen des Hämoglobins in roten Blutkörperchen binden. | Sauerstoffarmes Hämoglobin wird gebildet, wenn Sauerstoff aus sauerstoffreichem Hämoglobin freigesetzt und in der Nähe der Plasmamembran von Muskelzellen mit Kohlendioxid ausgetauscht wird. |
Zusammenfassung – sauerstoffreiches und sauerstoffarmes Hämoglobin
Hämoglobin ist ein lebenswichtiges Protein, das in roten Blutkörperchen vorkommt und in der Lage ist, Sauerstoff von der Lunge zu den Körpergeweben zu transportieren und Kohlendioxid aus den Körpergeweben zur Lunge zu transportieren. Aufgrund der Bindung von Sauerstoff gibt es zwei Zustände von Hämoglobin. Das sind sauerstoffreiches Hämoglobin und sauerstoffarmes Hämoglobin. Oxygeniertes Hämoglobin wird gebildet, wenn Sauerstoffmoleküle an die Fe-Atome gebunden werden. Desoxygeniertes Hämoglobin wird gebildet, wenn Sauerstoffmoleküle aus dem Hämoglobinmolekül freigesetzt werden. Dies ist der Hauptunterschied zwischen sauerstoffreichem und sauerstoffarmem Hämoglobin. Die Anlagerung und Freisetzung von Sauerstoff wird hauptsächlich durch den pH-Wert und den Partialdruck des Sauerstoffs beeinflusst.
