Tofauti Muhimu – Yenye oksijeni dhidi ya Hemoglobini isiyo na oksijeni
Hemoglobini ni protini inayopatikana katika chembechembe nyekundu za damu, ambazo husafirisha oksijeni kutoka kwenye mapafu hadi kwenye tishu na viungo vya mwili na dioksidi kaboni kutoka kwa tishu na viungo vya mwili hadi kwenye mapafu. Kuna hali mbili za hemoglobini: hemoglobin iliyo na oksijeni na iliyopunguzwa. Tofauti kuu kati ya himoglobini yenye oksijeni na isiyo na oksijeni ni kwamba himoglobini yenye oksijeni ni hali ya himoglobini iliyofungamana na molekuli nne za oksijeni huku hemoglobini isiyo na oksijeni ni hali isiyofungamana ya himoglobini yenye oksijeni. Hemoglobini yenye oksijeni ina rangi nyekundu nyangavu huku himoglobini isiyo na oksijeni ikiwa na rangi nyekundu iliyokolea.
Hemoglobin ni nini?
Hemoglobini (Hb) ni molekuli changamano ya protini iliyopo katika chembechembe nyekundu za damu ambayo hutoa umbo la kawaida kwa seli nyekundu ya damu (mviringo na katikati nyembamba). Majukumu muhimu ya Hb ni pamoja na kusafirisha oksijeni kutoka kwenye mapafu hadi kwenye tishu za mwili, kuibadilisha na dioksidi kaboni na kuchukua kaboni dioksidi kutoka kwa tishu za mwili hadi kwenye mapafu na kubadilishana oksijeni. Molekuli ya hemoglobini ina minyororo minne ya polipeptidi (vipande vidogo vya protini) na vikundi vinne vya heme kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro 01. Minyororo minne ya polipeptidi inawakilisha minyororo miwili ya globulini ya alpha na minyororo miwili ya beta globulini. Heme ni kiwanja muhimu cha porfirini katika molekuli ya himoglobini ambayo ina atomi kuu ya chuma iliyopachikwa ndani. Kila mlolongo wa polipeptidi wa molekuli ya hemoglobini una kundi la heme na atomi ya chuma. Atomu ya chuma ni muhimu kwa usafirishaji wa oksijeni na dioksidi kaboni katika damu na ndio mchangiaji mkuu wa rangi nyekundu ya seli nyekundu za damu. Hemoglobin pia huitwa metaloprotein kutokana na kuingizwa kwake kwa atomi za chuma.
Ugavi wa oksijeni kwa tishu na viungo ni muhimu na muhimu. Seli hupata nishati kupitia upumuaji wa aerobic (phosphorylation ya oksidi) kwa kutumia oksijeni kama kipokezi cha elektroni. Uzalishaji wa nishati unahitajika kwa kimetaboliki bora ya seli na kazi. Ugavi wa oksijeni unawezeshwa na protini za hemoglobin. Kwa hivyo hemoglobini pia inajulikana kama protini inayobeba oksijeni kwenye damu.
Kiwango kidogo cha himoglobini katika damu kiitwacho anemia. Anemia inaweza kusababisha magonjwa kadhaa. Kuna sababu tofauti za viwango vya chini vya hemoglobin katika damu. Upungufu wa madini ya chuma ndio sababu kuu, huku ulaji kupita kiasi, mtindo wa maisha usiofaa, baadhi ya magonjwa na saratani pia ni visababishi hivyo.
Molekuli ya hemoglobini ina tovuti nne za kumfunga oksijeni zinazohusishwa na atomi nne za Fe+2. Molekuli moja ya himoglobini inaweza kubeba kiwango cha juu cha molekuli nne za Oksijeni. Kwa hivyo, hemoglobini inaweza kujaa au kutojazwa na oksijeni. Kueneza kwa oksijeni ni asilimia ya tovuti zinazofunga oksijeni za hemoglobini iliyochukuliwa na oksijeni. Kwa maneno mengine, hupima sehemu ya hemoglobini iliyojaa oksijeni kuhusiana na hemoglobini jumla. Majimbo haya mawili ya himoglobini hujulikana kama himoglobini yenye oksijeni na isiyo na oksijeni.
Kielelezo 1: Muundo wa Hemoglobini
Hemoglobini yenye Oksijeni ni nini?
Molekuli za himoglobini zinapounganishwa na kujaa molekuli za oksijeni, mchanganyiko wa himoglobini na oksijeni hujulikana kama himoglobini yenye oksijeni (oksihimoglobini). Hemoglobini yenye oksijeni huundwa wakati wa kupumua kwa kisaikolojia (uingizaji hewa), wakati molekuli za oksijeni hufunga na vikundi vya heme vya hemoglobin katika seli nyekundu za damu. Uzalishaji wa hemoglobini yenye oksijeni hasa hutokea kwenye kapilari za mapafu karibu na alveoli ya mapafu ambapo ubadilishanaji wa gesi hutokea (kuvuta pumzi na kuvuta pumzi). Mshikamano wa kumfunga oksijeni kwa himoglobini huathiriwa sana na pH. Wakati pH iko juu kuna mshikamano mkubwa wa kumfunga oksijeni kwa himoglobini lakini hupungua kadri pH inavyopungua. Kwa kawaida kuna pH ya juu kwenye mapafu, na pH ya chini kwenye misuli. Kwa hivyo, tofauti hii katika hali ya pH ni muhimu kwa kiambatisho cha oksijeni, usafirishaji na kutolewa. Kwa kuwa kuna mshikamano mkubwa karibu na mapafu, oksijeni hufungana na hemoglobini na kutengeneza oksihimoglobini. Oksihimoglobini inapofikia misuli kutokana na pH ya chini, huyeyuka na kutoa oksijeni kwa seli. Kiwango cha kawaida cha oksijeni katika damu ya binadamu kinachukuliwa kuwa kati ya 95 - 100%. Damu yenye oksijeni inaonekana katika rangi nyekundu (nyekundu nyekundu). Hemoglobini inapokuwa katika umbo la oksijeni, pia inajulikana kama R state (hali tulivu) ya himoglobini.
Kielelezo 2: Hemoglobini yenye oksijeni
Hemoglobin isiyo na oksijeni ni nini?
Hemoglobini isiyo na oksijeni ni aina ya himoglobini isiyofungamana na oksijeni. Hemoglobini isiyo na oksijeni haina oksijeni. Kwa hiyo hali hii inaitwa T state (Tense state) ya himoglobini. Hemoglobini isiyo na oksijeni inaweza kuzingatiwa wakati himoglobini yenye oksijeni inapotoa oksijeni na inabadilishwa na dioksidi kaboni karibu na utando wa plazima ya seli za misuli ambapo kuna mazingira ya pH ya chini. Hemoglobini inapokuwa na mshikamano wa chini wa kumfunga oksijeni, hutoa oksijeni na kubadilika kuwa himoglobini isiyo na oksijeni.
Mchoro 3: Damu yenye oksijeni na isiyo na oksijeni inapita mwilini
Kuna tofauti gani kati ya Hemoglobini yenye Oksijeni na Haina oksijeni?
Inayo oksijeni dhidi ya Hemoglobini isiyo na oksijeni |
|
| Hemoglobini yenye oksijeni ni mchanganyiko wa himoglobini pamoja na oksijeni. | Aina isiyofungwa ya himoglobini yenye oksijeni inajulikana kama himoglobini isiyo na oksijeni. |
| Hali ya Molekuli ya Oksijeni | |
| Molekuli za oksijeni hufungamana na molekuli ya himoglobini. | Molekuli za oksijeni hazifungwi kwenye molekuli ya himoglobini. |
| Rangi | |
| Hemoglobini yenye oksijeni ina rangi nyekundu nyangavu. | Hemoglobini isiyo na oksijeni ina rangi nyekundu iliyokolea. |
| Hali ya Hemoglobini | |
| Hii inajulikana kama hali ya R ya himoglobini. | Hii inajulikana kama T (wakati) hali ya Hemoglobini. |
| Maundo | |
| Hemoglobini yenye oksijeni hutengenezwa molekuli za oksijeni zinaposhikana na vikundi vya heme vya himoglobini katika seli nyekundu za damu wakati wa kupumua kwa kisaikolojia. | Hemoglobini isiyo na oksijeni hutengenezwa oksijeni inapotolewa kutoka kwa himoglobini yenye oksijeni na kubadilishwa na dioksidi kaboni karibu na utando wa plasma wa seli za misuli. |
Muhtasari – Hemoglobini yenye oksijeni na isiyo na oksijeni
Hemoglobini ni protini muhimu inayopatikana katika chembechembe nyekundu za damu ambayo ina uwezo wa kubeba oksijeni kutoka kwenye mapafu hadi kwenye tishu za mwili na kuleta kaboni dioksidi kutoka kwa tishu za mwili hadi kwenye mapafu. Kuna majimbo mawili ya hemoglobin kutokana na kumfunga oksijeni. Hizo ni himoglobini yenye oksijeni na himoglobini isiyo na oksijeni. Hemoglobini yenye oksijeni huundwa wakati molekuli za oksijeni zimeunganishwa kwenye atomi za Fe. Hemoglobini isiyo na oksijeni hutengenezwa wakati molekuli za oksijeni hutolewa kutoka kwa molekuli ya himoglobini. Hii ndiyo tofauti kuu kati ya Hemoglobini iliyo na oksijeni na isiyo na oksijeni. Kushikamana na kutolewa kwa oksijeni huathiriwa zaidi na pH na shinikizo la kiasi la oksijeni.
