Hapenemine viitab punase seondumisele veri pigment kuni hapnik molekulid. Vastupidist nimetatakse ka hapnikuvabaks muutmiseks ja see tekib siis, kui veri CO kontsentratsioon on liiga kõrge või ph liiga madal. Järkjärguline hapnikuvaegus paneb hapnik ohustatud elundite varustamine aastal süsinik monoksiidimürgistused.
Mis on hapnikuga varustamine?
Hapenemine viitab punase seondumisele veri pigment kuni hapnik molekulid. Punane verepigment hemoglobiin annab punastele verelibledele nende värvi ja täidab olulisi funktsioone ka hingamisahelas. Selleks otstarbeks, hemoglobiin sisaldab kahevalentset raud ühend, mis suudab hapnikuga seonduda. Seetõttu on see tuntud ka kui hapniku afiinsus. Punase verepigmendi hapniku sidumist nimetatakse meditsiiniterminoloogias hapnikuga sidumiseks. Hingamise ajal täidab veri seega transpordikeskkonna funktsiooni, tuues hapnikku üksikutesse elunditesse ja kudedesse. Hapnik on veres nii seondunud kui ka füüsiliselt lahustunud kujul. Lahustunud vorm mängib rolli eelkõige hapniku vahetamisel kopsu alveoolid ja plasma. Hapnikuvahetus vereplasma ja interstitsiumi vahel sõltub ka lahustunud hapnikust, kuna see protsess toimub difusiooni teel. Kuid hapnik lahustub ainult piiratud ulatuses. Hemoglobiin- seotud hapnikutransport säilitab raku elutähtsa varustatuse vaatamata piiratud lahustuvusele.
Funktsioon ja eesmärk
Hapenemise ajal seondub hapnik hemoglobiiniga. Selle tulemusel muudab molekul oma konformatsiooni ehk ruumilist paigutust. Selle protsessi käigus on keskne raud eriti muudab vere pigmendi aatom oma positsiooni. Seega saavutab side dünaamilise funktsionaalse seisundi. Seega ei toimu hapnikuga oksüdeerumisel tõelist oksüdeerumist ega keemiliselt keerukat reaktsiooni. Seondumata hemoglobiin on tuntud ka kui deoksühemoglobiin ja see avaldub pingutatud T-kujulisena. Ainult hapniku aatomitega seondumisel muudetakse vere pigment lõdvestunud R-vormiks, mida nimetatakse ka oksühemoglobiiniks. Hemoglobiini afiinsus hapniku suhtes sõltub seega sellistest teguritest nagu molekulid. Lõdvestunud R-vormis on punase vere pigmendi afiinsus suurem kui lõdvestunud T-kujul. PH-väärtus mängib rolli ka hemoglobiini hapnikuga seondumise afiinsuses, mida ei tohiks alahinnata. Kui pH tõuseb, suureneb ka hemoglobiini seondumisafiinsus. Temperatuuril on sama suur mõju punaverepigmendi seondumisafiinsusele. Seega afiinsus suureneb temperatuuri langedes ja selle tagajärjel väheneb liiga kõrge sisetemperatuuri korral. Lisaks nendele teguritele sõltub hemoglobiini seondumisafiinsus ka süsinik dioksiid kontsentratsioon. Sõltuvus teguritest süsinik vere dioksiidisisaldus ja ph-väärtus on kokku võetud nn Bohri efektina. Kõrge pH ja madala korral süsinikdioksiid sisu, on suur afiinsus. The kontsentratsioon Oksühemoglobiini sisaldus nendes tingimustes vastavalt suureneb. Järelikult seondumisafiinsus väheneb kõrgel süsinikdioksiid sisaldus ja madal pH. Organismi vereringesüsteem võtab neid tegureid loomulikult hapniku transportimisel arvesse. Näiteks kopsude kapillaarides on madal süsinikdioksiid sisaldus ja suhteliselt kõrge pH. Hemoglobiini seondumisafiinsus on seetõttu kopsudes vastavalt kõrge. Selle tulemuseks on punase vere pigmendi hapnikuga varustamine. Väljaspool kopsu kapillaare on madala pH juures suhteliselt kõrge CO2 sisaldus. Hemoglobiini seondumisafiinsus väheneb vastavalt, vabastades vähehaaval hapniku, mis seejärel kudedes ja elundites imendub. Sellist hapniku dissotsieerumist hemoglobiini molekulidest nimetatakse deoksügeniseerimiseks ja see on sama oluline kui hapnikuga varustamine keha hapnikuvarustuse jaoks.
Haigused ja terviseseisundid
Süsinikmonooksiidimürgituse korral on hemoglobiini oksüdatsioon häiritud või isegi täielikult tühistatud. Seda seetõttu, et hemoglobiini seondumisafiinsus süsinikmonooksiidiga on umbes 300 korda suurem võrreldes hapniku seondumisafiinsusega. Seega suitsu korral sissehingamine, akumuleerub süsinikmonooksiid hemoglobiinile väga lühikese aja jooksul, põhjustades seega karboksühemoglobiini. Selle tagajärjel on hapniku omastamine ummistunud ja vere hapnikusisaldus langeb vähehaaval. Tõsine CO-mürgistus kutsub seetõttu esile hüpoksia, st keha kudedesse ja elunditesse üldise hapnikupuuduse. Kui CO sisaldus veres jõuab teatud protsendini, minestatakse selle alakütuse tõttu haigestunu. Kui tase pärast minestamist jätkab tõusu, toimub surm üle teatud kontsentratsioon. Hapniku alakakkumise korral sureb kehakude pöördumatult. Hapniku ravimeetodid on saadaval arteriaalse vere vähenenud hapniku kontsentratsiooni raviks. Need ravimeetodid on kasulikud ka kopsu korral emboolia. Sama kehtib ka müokardiinfarktide, hingamispuudulikkuse või süda ebaõnnestumisi. Hüpoksia on oht paljude kardiopulmonaarsete haiguste korral. Hüpoksia on ka kohe käes aneemia kuna selles on plasmas liiga vähe punaseid vereliblesid seisund. Seega, mida vähem on hemoglobiini, seda vähem saab hapnikku seotud kujul organitesse transportida. Aneemia võivad tekkida verekaotuse kontekstis, kuid võivad olla põhjustatud ka verepuudulikkusest raud or foolhape. Aneemilisi nähtusi võib esineda ka hematopoeetiliste häirete korral, millega võivad kaasneda muud vereloomehäired ja muud kaasnevad sümptomid. Aneemiat ravitakse sõltuvalt nende põhjusest ja taanduvad osana puudulikkuse sümptomitest, kui põhjuslik puudus on korrigeeritud.
