Oxygenatie verwijst naar de binding van rood bloed pigment aan zuurstof moleculen Het tegenovergestelde wordt ook wel deoxygenatie genoemd en treedt op wanneer bloed CO-concentraties zijn te hoog of ph te laag. Progressive deoxygenation zet de zuurstof levering aan organen die risico lopen in carbon koolmonoxidevergiftigingen.
Wat is oxygenatie?
Oxygenatie verwijst naar de binding van rood bloed pigment aan zuurstof moleculen Het rode bloedpigment hemoglobine geeft rode bloedcellen hun kleur en vervult ook belangrijke functies in de ademhalingsketen. Voor dit doeleinde, hemoglobine bevat een tweewaardig ijzer verbinding die kan binden aan zuurstof. Het wordt daarom ook wel zuurstofaffiniteit genoemd. De zuurstofbinding van het rode bloedpigment wordt in medische terminologie oxygenatie genoemd. Tijdens de ademhaling vervult het bloed dus de functie van een transportmedium, dat zuurstof naar individuele organen en weefsels brengt. Zuurstof is zowel in gebonden als in fysiek opgeloste vorm in het bloed aanwezig. De opgeloste vorm speelt met name een rol bij de uitwisseling van zuurstof tussen de pulmonale longblaasjes en het plasma. De zuurstofuitwisseling tussen het bloedplasma en het interstitium is ook afhankelijk van opgeloste zuurstof, aangezien dit proces wordt gerealiseerd door diffusie. Zuurstof is echter slechts in beperkte mate oplosbaar. Hemoglobine-gebonden zuurstoftransport handhaaft de vitale cellulaire toevoer van zuurstof ondanks zijn beperkte oplosbaarheid.
Functie en doel
Tijdens oxygenatie bindt zuurstof zich aan hemoglobine. Als gevolg hiervan verandert het molecuul zijn conformatie of ruimtelijke ordening. Tijdens dit proces staat de centrale ijzer met name het atoom van het bloedpigment verandert van positie. Zo bereikt de binding een dynamische functionele toestand. Er vindt dus geen echte oxidatie of chemisch complexe reactie plaats tijdens oxygenatie. Ongebonden hemoglobine is ook bekend als deoxyhemoglobine en verschijnt als een gespannen T-vorm. Alleen wanneer het aan zuurstofatomen is gebonden, wordt het bloedpigment omgezet in de ontspannen R-vorm, ook wel oxyhemoglobine genoemd. De affiniteit van hemoglobine voor zuurstof hangt dus af van factoren zoals de conformatie van de moleculen In de ontspannen R-vorm heeft het rode bloedpigment een grotere affiniteit dan in de ontspannen T-vorm. Ook de pH-waarde speelt een niet te onderschatten rol bij de zuurstofbindingsaffiniteit van hemoglobine. Naarmate de pH stijgt, neemt ook de bindingsaffiniteit van hemoglobine toe. De temperatuur heeft een even grote invloed op de bindingsaffiniteit van het rode bloedpigment. De affiniteit neemt dus toe bij afnemende temperaturen en neemt als gevolg daarvan af bij te hoge kerntemperaturen. Naast deze factoren is de bindingsaffiniteit van hemoglobine ook afhankelijk van de carbon dioxide concentratie De afhankelijkheid van de factoren carbon het dioxidegehalte en de ph-waarde van het bloed wordt samengevat als het zogenaamde Bohr-effect. Bij hoge pH en laag kooldioxide inhoud is er een hoge affiniteit. De concentratie van oxyhemoglobine stijgt dienovereenkomstig onder deze omstandigheden. Bijgevolg neemt de bindingsaffiniteit bij een hoge temperatuur af kooldioxide inhoud en lage pH. De bloedsomloop van het lichaam houdt natuurlijk rekening met deze factoren bij het transport van zuurstof. In de haarvaten van de longen is er bijvoorbeeld een dieptepunt kooldioxide gehalte en relatief hoge pH. De bindingsaffiniteit van hemoglobine is daarom navenant hoog in de longen. Dit resulteert in oxygenatie van het rode bloedpigment. Buiten de longcapillairen is er een relatief hoog CO2-gehalte bij een lage pH. De bindingsaffiniteit van hemoglobine neemt dienovereenkomstig af, waarbij de zuurstof beetje bij beetje vrijkomt, die vervolgens wordt geabsorbeerd door de weefsels en organen. Deze dissociatie van zuurstof van de hemoglobinemoleculen wordt deoxygenatie genoemd en is van even groot belang als oxygenatie voor de zuurstoftoevoer van het lichaam.
Ziekten en medische aandoeningen
Bij koolmonoxidevergiftiging wordt de oxidatie van hemoglobine verzwakt of zelfs volledig opgeheven. Dit komt doordat de bindingsaffiniteit van hemoglobine aan koolmonoxide ongeveer 300 keer hoger is in vergelijking met de bindingsaffiniteit voor zuurstof. Dus in geval van rook inademingKoolmonoxide hoopt zich in zeer korte tijd op het hemoglobine op, waardoor carboxyhemoglobine ontstaat. Hierdoor wordt de zuurstofopname geblokkeerd en daalt het zuurstofgehalte in het bloed beetje bij beetje. Ernstige koolmonoxidevergiftiging veroorzaakt daarom hypoxie, dwz een algemeen tekort aan zuurstof aan de lichaamsweefsels en organen. Wanneer het CO-gehalte in het bloed een bepaald percentage bereikt, valt de getroffen persoon flauw door dit onderaanbod. Als het niveau na het flauwvallen blijft stijgen, treedt de dood boven een bepaald niveau op concentratie Bij een tekort aan zuurstof sterft lichaamsweefsel onomkeerbaar. Zuurstoftherapieën zijn beschikbaar om verlaagde zuurstofconcentraties in arterieel bloed te behandelen. Deze therapieën zijn ook nuttig voor pulmonaal embolie Hetzelfde geldt voor hartinfarcten, ademhalingsinsufficiëntie of hart- mislukkingen. Hypoxie is een bedreiging bij veel cardiopulmonale aandoeningen. Hypoxie is ook dreigend in bloedarmoede omdat hierin te weinig rode bloedcellen in het plasma zitten voorwaarde Hoe minder hemoglobine, hoe minder zuurstof er in gebonden vorm naar de organen kan worden getransporteerd. Bloedarmoede kan optreden in de context van bloedverlies, maar kan ook worden veroorzaakt door een tekort aan ijzer or foliumzuur Anemische verschijnselen kunnen ook optreden bij hematopoëtische aandoeningen, die gepaard kunnen gaan met andere hematopoëtische aandoeningen en andere begeleidende symptomen. Anemieën worden behandeld afhankelijk van hun oorzaak en gaan terug als onderdeel van deficiëntiesymptomen zodra het oorzakelijke tekort is gecorrigeerd.
