Гемоглобін

Я багато розповідав про важливість присутності гемоглобіну

у еретроцитах, тому вирішив, що зроблю окреме відео про гемоглобін.

По-перше, це важливо.

По-друге, це пояснює багато про гемоглобін та еретроцити,

залежно на чому Ви бажаєте зосередитись.

Слово "зосередитись" поставлю в лапки.

Це чутливі істоти, але як вони знають, коли треба всмоктувати кисень,

а коли його виштовхувати?

Ось тут Ви бачите зображення протеїну гемоглобіну.

Гемоглобін.

Він складається з чотирьох ланцюгів амінокислот.

Це один з них.

Це інші два.

Не будемо про це детально говорити,

але вони схожі на виткі стрічки.

Це клубок молекул та амінокислот,

та вони ось так звиваються.

Така структура характеризує їхню форму.

У кожній групі або у кожному ланцюжку

існують гемові групи (намальовані зеленим).

Ось звідки беруться геми у гемоглобіні.

Чотири гемові групи та глобіни характеризують протеїнові структури,

чотири пептидних ланцюга.

Ця гемова група досить цікава.

Це структура порфірину.

Та якщо Ви переглядали відео про хлорофіл,

то згадаєте структуру хлорофілу.

Та у самому центрі хлорофілу знаходиться іон магнію.

У центрі гемоглобіну знаходиться іон заліза,

і саме тут кисень приєднується.

Отже, є чотири головних єднальних точок для кисню.

Ось ці чотири точки.

Кисень чудово приєднається.

Гемоглобін має властивості, які допомагають кисню приєднатись,

а також допомагають виштовхнути кисень, коли це необхідно.

Це називається кооперативне єднання.

Кооперативне єднання.

Такий принцип, що коли приєднується молекула кисню...

Ось одна молекула кисню приєднується.

Вона так змінює свою форму,

що інші точки мають більшу ймовірність приєднати кисень.

Одне єднання дає більше шансів для наступного.

Одне єднання дає більше шансів для наступного.

Чудово.

Утворюється приймальник кисню,

який рухається по легеневих капілярах,

а кисень розсіюється у альвеолах.

Вони чудово вбирають кисень.

Як знати, коли треба випустити кисень?

Цікаво.

Як знати, коли треба випустити кисень?

У них немає очей чи навігаційної системи, які говорять:

"Знаєш що, він рухається зараз і виділяє вуглекислий газ

у капілярах

і потрібно багато кисню у капілярах навколо квадріцепсів.

Мені потрібно доставити кисень.

Він не знає. Він у квадріцепсах.

Як знає гемоглобін,коли потрібно відпустити кисень?

Це побічний продукт алостеричного стримування.

Дуже дивна фраза,

а суть проста.

Алостеричне стримування.

Коли ми говоримо про щось алостеричне,

то завжди маємо на увазі ферменти.

Ми говоримо про те, різні речовини можуть приєднуватися один до одного.

"Ало" означає "інший."

Приєднуємося до іншої частини протеїну

або ферменту, а фермент - це той самий протеїн.

Він впливає на роботу протеїну або ферменту.

Отже, гемоглобін алостерично стриманий

вуглекислим газом і протонами.

Отже, вуглекислий газ може приєднуватися

до інших частин гемоглобіну.

Теж саме роблять протони.

Кислотність - це велика концентрація протонів.

Протони з`єднуються.

Можливо, обведу їх рожевим.

Протони - це водень без електронів.

Протони з`єднуються з певними частинами протеїну.

Їм важче утримати кисень.

Коли є багато вуглекислого газу, або

кислотного довкілля, кисень буде витіснятися.

Саме час позбутися кисню.

Повернемося до цього макета.

Клітини у квадріцепсах активні.

Вони випускають багато вуглекислого газу в капіляри.

У такому випадку, вони рухаються від артерії до вени.

Їм потрібно багато кисню.

Це чудова нагода для гемоглобіну його позбутися.

Чудово, що гемоглобін алостерично стриманий вуглекислим газом.

Вуглекислий газ приєднується до певних частин.

Саме тут потрібний кисень.

Стоп! Це ж кислотне середовище.

Що відбувається?

Насправді вуглекислий газ роз`єднаний.

Роз`єднаний.

Він потрапляє у плазму,

але там перетворюється у вугільну кислоту.

Напишу тут формулу.

CO2 + H2O(вода), тобто кров.

Берете вуглекислий газ та змішуєте з водою.

Це є в присутності ферментів.

Ферменти є в еретроцитах.

Вони називаються карбоангідрази.

Карбоангідрази.

Це все перетвориться у вугільну кислоту.

Ми маємо H2CO3.

Все збалансовано.

3 молекули кисню, 2 водню, 1 вуглецю.

Називається вугільною кислотою, тому що віддає протони кисню легко.

Кислоти легко роз`єднують сполуки та протони водню.

Отже, вугільна кислота легко роз`єднує.

Це кислота, хоча я тут написав це.

Якщо Ви не розумієте ці записи,

то перегляньте відео з розділу "Хімія"

про роботу кислот та все інше.

Ви можете віддати одну молекулу водню,

але лише протон, тому що електрон водню зберігається.

Отже, протон водню +...

і залишиться одна молекула водню.

Це іон гідрокарбонату.

Іон гідрокарбонату.

Він забирає лише той протон, який містить електрон,

тому тут стоїть знак "мінус. "

Весь заряд додається до цього нейтрального.

Якщо я знаходжусь у капілярах в нозі,

можливо, я це зможу намалювати.

Уявімо, що я тут знаходжусь.

Намалюю це нейтральним кольором.

Це капіляр моєї ноги.

Я трішки наблизив зображення.

Капіляр розгалужується.

Ось тут знаходиться ціла зграя мускульних клітин,

які виробляють багато вуглекислого газу,

тому їм потрібен кисень.

Що ж трапиться?

Ось рухаються еретроцити.

Це цікаво.

В діаметрі еретроцити більші на 25% від малих капілярів.

Вони звужуються,коли проходять через капіляри,

які, як вважається допомагають позбутися надлишкових речовин та кисню.

Отже, є еретроцити, які сюди надходять.

Вони звужуються в капілярі.

Вони мають багато гемоглобіну.

Зверніть увагу, що одна клітина еретроциту має 270 мільйонів протеїнів гемоглобіну.

270 мільйонів.

Уявіть собі, яка велика кількість гемоглобіну в організмі.

Це приблизно 20-30 трильйонів еретроцитів.

20-30 трильйонів еретроцитів.

Кожен з них має 270 мільйонів протеїнів гемоглобіну.

Це дуже багато.

Еретроцити складають приблизно 25% всіх клітин в людському організмі.

Ми маємо приблизно 100 трильйонів або навіть більше.

Я ніколи їх не рахував.

У нас є 270 мільйонів частинок або протеїнів гемоглобіну у кожному еретроциті.

Це пояснює чому еретроцити не мають ядра.

Тому що потрібне місце для гемоглобіну.

Вони переносять кисень.

Ось тут це артерія, так?

Вона йде від серця.

Еретроцити рухаються в цьому напрямку.

Потім вони поширюють кисень,

а потім переходять у вену.

У нас є вуглекислий газ.

Є великий вміст вуглекислого газу в мускульних клітинах.

Та звичайно...дозвольте намалювати в іншому кольорі

закінчується у плазмі крові.

Деякі проходять вздовж мембрани до еретроцитів.

У еретроцитах знаходяться ці карбоангідрази,

які перетворюються на вугільну кислоту,

яка потім виділяє протони.

Намалюю протони.

Ці протони можуть завдяки гемоглобіну алостерично стримувати поглинання кисню.

Отже, ці протони приєднуються до різних частинок,

і навіть до молекул вуглекислого газу,

тому що також можуть алостерично стримувати гемоглобін.

Отже, теж приєднуються.

Це змінює форму протеїну гемоглобіну так добре,

що може стримувати або відпускати кисень.

У нас є кооперативне єднання.

Чим більше кисню, тим краще.

Коли він вивільняється, його важко зберегти.

Отже, весь кисень виходить.

Я вважаю, що наш організм дуже розумно сформований,

тому що кисень виходить лише там де потрібно.

Тут немає сигналу "Я щойно залишив артерію і рухаюся до вени."

"Можливо, прийду через капіляри і повернусь до вени."

"Дозвольте вивільнити кисень,

бо якщо ні, то він розсіється по організму."

Ця система, алостерично стримана вуглекислим газом та кислотним середовищем

дозволяє вивільняти кисень там, де потрібно,

де найбільше вуглекислого газу, тобто в органах дихання.

Це неймовірний проект.

І щоб краще зрозуміти це я маю таку діаграму,

яка показує поглинання кисню завдяки гемоглобіну,

або який він може бути насичений.

Можливо, Ви вивчали це на уроках біології.

Ось тут є вісь X або горизонтальна вісь,

є парціальний тиск кисню.

Якщо Ви переглядами відео з галузі хімії,

то Ви знаєте, що таке парціальний тиск.

Як часто тут буде з`являтися кисень?

Тиск утворюється завдяки газам або молекулам.

Достатньо, щоб взаємодіяли лише молекули.

Парціальний тиск кисню утворюються завдяки молекулам кисню.

Якщо рухатися вправо, то буде все більше і більше кисню,

а це призведе до більшої роботи кисню.

Ось скільки є кисню, якщо дивитися на праву вісь.

Вертикальна вісь розповідає, якими насиченими є молекули гемоглобіну.

Це безперечно означає, що всі чотири гемові групи приєднуються до кисню.

Нуль означає, що тут пусто.

Отже, коли є середовище з малим киснем,

це власне показує кооперативне єднання.

Отже, ми маємо справу з середовищем з малим вмістом кисню.

Коли навіть цей малий вміст з`єднується,

є вірогідність, що таких сполук буде все більше і більше.

Ось чому похила збільшується.

Не хочу вникати в алгебру і обчислювати все це.

Отже, похила збільшується.

Якщо кисень з`єднається є вірогідність, що таких сполук буде все більше.

Кисню важко одразу з`єднатись з потрібною молекулою гемоглобіну.

Тут наче відбувається прискорення.

Якщо є кислотне середовище, у якому є багато вуглекислого газу,

а гемоглобін алостерично стриманий,

процес не буде успішним.

Отже, у кислотному середовищі

(ось цей вигин для парціального тиску або кисню)

буде менше молекул приєднаних до гемоглобіну.

Замалюю це.

Ось так буде виглядати вигин.

Вигин насичення буде виглядати ось так.

Отже, це кислотне середовище.

Кислотне середовище.

Можливо, тут ще є вуглекислий газ.

Гемоглобін алостерично стриманий,

тому він вірогідно вивільнить кисень.

Не знаю,чи сподобалася Вам ця тема,

та я вважаю її неймовірною,

тому що це найпростіший спосіб вивільняти кисень, де потрібно.

Не потрібно жодних навігацій, жодних роботів, які б казали:

"Зараз я знаходжусь у квадріцепсах. Дозвольте вивільнити кисень."

Це природний процес.

Більш кислотне середовище з більшим вмістом вуглекислого газу.

Вуглекислий газ зберігається, а потім кисень вивільняється

і готовий для дихання.