Кіріспе

Гемоглобин мен көмірқышқыл газының қосылысы; көмірқышқыл газы қанда кездесетін бір түрі. Карбаминогемоглобин (карбаминогемоглобин BrE) (CO2Hb, сондай-ақ карбгемоглобин және карбогемоглобин деп те аталады) – гемоглобин мен көмірқышқыл газының қосылысы, және көмірқышқыл газы қанда кездесетін түрлерінің бірі. Қанда көмірқышқыл газының 23 пайызы осылай тасымалданады (70% көмірсутекті ангидраза ферменті арқылы бикарбонатқа айналып, плазмада тасымалданады, ал 7 пайызы плазмада еріген бос CO2 түрінде тасымалданады).

Құрылымы

Карбаминогемоглобин – қандағы гемоглобинмен байланысатын қосылыс. Гемоглобин – қызыл қан клеткаларында кездесетін ақуыз, ол өкпеден тіндер мен органдарға оттегі тасымалдау үшін өте маңызды. Гемоглобин сонымен қатар тіндерден өкпеге көмірқышқыл газын қайта тасымалдауда да маңызды рөл атқарады. Карбаминогемоглобиннің құрылымы гемоглобиннің глобаль тізбектерінің амин топтарына көмірқышқыл газының байланысуы ретінде сипатталады. Көмірқышқыл газының гемоглобинге байланысу процесі карбамино түзілу деп аталады. Осыдан ақуыз өзінің атын алған, себебі ол карбамино мен гемоглобиннің комбинациясы болып табылады.

Функция

Карбаминогемоглобиннің басты функцияларының бірі – қан ағынында көмірқышқыл газын тасымалдауды қамтамасыз ету. Көмірқышқыл газ тіндердегі жасушалық метаболизмнің қалдық өнімі ретінде пайда болғанда, ол қан ағынына таралып, гемоглобинмен әрекеттеседі. Молекулалардың бірігуі нәтижесінде карбаминогемоглобин түзіліп, көмірқышқыл газдың тіндерден өкпеге тасымалдануына жағдай жасалады. Өкпеде көмірқышқыл газ карбаминогемоглобиннен босап, дем шығару кезінде организмнен шығарылады. Бұл толық процесс қандағы газдардың тепе-теңдігін сақтау және тіндер мен органдар арасындағы газ алмасудың үздіріліп отыруын қамтамасыз ету үшін маңызды.

Қарым-қатынас

Карбаминогемоглобин тыныс алу газдарының алмасу процесінде көмірқышқыл газымен өзара әрекеттеседі. Бұл өзара әрекеттесуге көмірқышқыл газының гемоглобинге байланысуы кіреді. Көмірқышқыл газы гемоглобиннің ақуыздық тізбектеріне байланады. Гемоглобиннің оттегі және көмірқышқыл газы молекулаларын байланыстыру қабілеті оны тыныс алу жүйесі үшін маңызды ақуыз етеді. Көмірқышқыл газы мен гемоглобин арасындағы өзара әрекеттесу көмірқышқыл газының тіндерден өкпеге тасымалдануына көмектеседі. Көмірқышқыл газы тіндерден тасымалданатын кезде, ол жасушалық метаболизм деп аталатын реакциялардың қосалқы өнімі ретінде түзіледі. Ең маңыздысы, көмірқышқыл газының гемоглобинмен байланысуы қанның pH деңгейін тұрақтандыруға (буферлеуге) қатысады, көмірқышқылдың түзілуіне байланысты pH деңгейінің төмендеуіне жол бермейді.

Реттеу

Карбаминогемоглобин ақуызының қалыптасуы мен ыдырауы көптеген факторлармен реттеледі, бұл көмірқышқыл газының қан ағынына тасымалдануын қамтамасыз етеді. Реттеуші факторлардың тізімі төменде келтірілген:

Көмірқышқыл газының жартылай қысымы (PCO2): Артериялық немесе веналық қандағы көмірқышқыл газының мөлшерін көрсетеді. Қан ағынындағы көмірқышқыл газының саны көмірқышқыл газы молекуласының жартылай қысымымен анықталады. Жасушалық метаболизм көмірқышқыл газын өндіретін тіндерде жартылай қысым жоғары болады, бұл көмірқышқыл газының гемоглобинмен байланысуына себеп болады. Ал өкпеде көмірқышқыл газының жартылай қысымы төмендеп, гемоглобиннен көмірқышқыл газының бөлінуіне жағдай жасайды. pH: Бор эффектісі гемоглобиннің оттегі мен көмірқышқыл газын байланыстыру және босату процесіне қанның pH деңгейінің өзгеруінің әсерін көрсетеді. Тіндер метаболизм кезінде көмірқышқыл газы мен қышқыл өнімдерін бөліп шығарады, нәтижесінде қандағы pH деңгейі төмендейді. pH төмен болғанда, көмірқышқыл газы гемоглобинмен байланысады және өкпеге тасымалдануы жеңілдейді. Керісінше, өкпеде pH жоғары болғанда, гемоглобиннен көмірқышқыл газы бөлінеді. Температура: Температура сияқты фактор гемоглобиннің газдармен байланысуына және оларды босатуына әсер етеді. Температураның көмірқышқыл газының гемоглобинмен байланысуына тигізетін әсері басқа газдарға қарағанда аз байқалады, бірақ бұл фактор газ алмасуын жалпы реттеуге де ықпал етеді. Бикарбонаттың концентрациясы (HCO3-): Қан ағынындағы көмірқышқыл газының көп бөлігі бикарбонат иондары түрінде тасымалданады. Карбон ангидраза көмірқышқыл газы мен судың көмір қышқылына айналуын катализдейді. Бұл молекула бикарбонат пен сутегі иондарына ыдырайды. Бұл ыдырау процесі қызыл қан жасушаларында жүреді. Нәтижесінде, қандағы бикарбонат иондарының концентрациясы организмдегі карбаминогемоглобин ақуызының қалыптасуына әсер етеді.

Синтез

Тіндер қанға көмірқышқыл газын шығарғанда, оның шамамен 10% плазмада ерітеді. Қалған көмірқышқыл газы гемоглобин арқылы тікелей немесе жанама түрде тасымалданады. Гемоглобинмен тасымалданатын көмірқышқыл газының шамамен 10% карбаминогемоглобин түрінде болады. Бұл карбаминогемоглобин көмірқышқыл газы мен глобин молекуласының амин (NH2) тобы арасындағы реакция нәтижесінде пайда болады, соның салдарынан карбамино тобы (NH.COO−) түзіледі. Қалған көмірқышқыл газы плазмада бикарбонат иондары ретінде тасымалданады.

Механизм

Көмірқышқыл газы гемоглобинмен байланысқанда карбаминогемоглобин түзіледі, Бор эффектісі арқылы гемоглобиннің оттегіге деген туыстығын төмендетеді. Бұл реакция көмірқышқыл газының бір молекуласы мен амин тобының арасында жүзеге асады.