هموگلوبین: سوخترسان حیاتی بدن
هموگلوبین چیست و کجاست؟
اگر یک قطره خون را زیر میکروسکوپ قوی نگاه کنید، تعداد زیادی سلول گرد و قرمز رنگ میبینید. به این سلولها گلبول قرمز2 میگویند. داخل هر کدام از این گلبولهای قرمز، میلیونها مولکول پروتئینی به نام هموگلوبین وجود دارد. این مولکولها هستند که به خون رنگ قرمز میدهند. میتوانید هموگلوبین را مانند کامیونهای حمل بار در یک بزرگراه شلوغ تصور کنید. بزرگراه، رگهای خونی شماست و کامیونها (هموگلوبین) بار خود که همان مولکولهای اکسیژن است را به مقصد میرسانند.
ساختار مولکولی: از چه چیزهایی ساخته شده؟
هموگلوبین یک مولکول بزرگ است که از دو بخش اصلی تشکیل شده است:
| نام بخش | وظیفه | مثال ملموس |
|---|---|---|
| گلوبین3 | چهار زنجیره پروتئینی که اسکلت و ساختار مولکول را میسازند. | مانند بدنه و شاسی یک کامیون. |
| هم4 | چهار گروه غیرپروتئینی که در مرکز هر کدام یک اتم آهن (Fe) وجود دارد. این اتم آهن است که به اکسیژن متصل میشود. | مانند چهار صندلی مخصوص مسافر (اکسیژن) داخل کامیون. بدون آهن، صندلیها خالی میمانند! |
فرمول سادهای برای نشان دادن اتصال اکسیژن به هموگلوبین وجود دارد که به صورت زیر نوشته میشود:
$\mathrm{Hb} + 4\mathrm{O_2} \rightleftharpoons \mathrm{Hb(O_2)_4}$
در ریهها، اکسیژن به هموگلوبین ($\mathrm{Hb}$) میچسبد و در بافتها، از آن جدا میشود.
سفر اکسیژن در بدن: یک گردش کامل
بیایید سفر یک مولکول اکسیژن را با کمک هموگلوبین قدم به قدم دنبال کنیم:
۱. سوار شدن در ایستگاه ریه: وقتی نفس عمیق میکشید، اکسیژن هوا وارد کیسههای کوچک ریهها میشود. گلبولهای قرمز از مویرگهای اطراف این کیسهها عبور میکنند. در اینجا، اکسیژن به اتم آهن موجود در بخش «هم» هموگلوبین متصل میشود. خون از حالت تیره (خون سیاهرگی) به رنگ قرمز روشن (خون سرخرگی) تغییر رنگ میدهد.
۲. رسیدن به مقصد (سلولهای بدن): قلب، این خون غنی از اکسیژن را با فشار به تمام نقاط بدن پمپاژ میکند. وقتی گلبول قرمز به یک بافت پرکار مانند ماهیچههای در حال دویدن شما میرسد، شرایط تغییر میکند. در آنجا غلظت اکسیژن کم و غلظت کربن دیاکسید زیاد است. همین باعث میشود اکسیژن از هموگلوبین جدا شده و وارد سلول شود تا در تولید انرژی مشارکت کند.
۳. بازگشت با بار برگشتی (بخشی از CO2): هموگلوبین پس از تحویل اکسیژن، مقداری از گاز کربن دیاکسید تولید شده در سلول را برداشته و به سوی ریهها بازمیگرداند تا در بازدم دفع شود. البته بیشتر کربن دیاکسید به شکل دیگری در خون حل میشود.
وقتی هموگلوبین کم میآید: داستان کمخونی
به اندازه نبودن هموگلوبین یا گلبول قرمز در خون را کمخونی5 مینامند. شایعترین نوع آن، کمخونی فقر آهن است. همانطور که گفتیم آهن، بخش اصلی و کلیدی هموگلوبین است. اگر بدن آهن کافی از طریق تغذیه دریافت نکند، نمیتواند هموگلوبین کافی بسازد. نتیجه این است:
| علائم (چه احساسی داریم؟) | منابع غذایی آهندار | وضعیت |
|---|---|---|
| خستگی و ضعف مداوم | گوشت قرمز، مرغ و ماهی | هشدار |
| رنگپریدگی پوست و لثه | حبوبات (عدس، لوبیا) | هشدار |
| سرگیجه و سردرد | سبزیهای برگدار تیره (اسفناج) | هشدار |
| تنگی نفس در فعالیتهای سبک | خشکبار (کشمش، برگه زردآلو) | پیشگیری |
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
پاسخ: خیر. خون یک مایع پیچیده است که از پلاسما، گلبولهای سفید، گلبولهای قرمز و پلاکتها تشکیل شده. هموگلوبین فقط یک مولکول داخل گلبولهای قرمز است.
پاسخ: مقدار هموگلوبین در بدن افراد سالم در محدودهٔ ثابتی است. ورزش منظم و زندگی در ارتفاعات بالا میتواند به مرور زمان باعث افزایش تعداد گلبولهای قرمز و در نتیجه مقدار کلی هموگلوبین خون شود تا بدن با شرایط سازگار شود. اما این یک فرآیند تدریجی است و با یک بار ورزش اتفاق نمیافتد.
پاسخ: خیر. بسیاری از جانوران دیگر نیز هموگلوبین دارند. اما بعضی جانوران مانند خرچنگها و اختاپوسها مولکول متفاوتی به نام هموسیانین6 دارند که به جای آهن، مس دارد و خون آنها را آبی رنگ میکند!
پاورقی
1هموگلوبین (Hemoglobin): پروتئینی حاوی آهن در گلبولهای قرمز که مسئول انتقال اکسیژن و دیاکسید کربن در خون است.
2گلبول قرمز (Red Blood Cell - RBC): سلولی در خون که فاقد هسته است و حاوی هموگلوبین میباشد.
3گلوبین (Globin): بخش پروتئینی مولکول هموگلوبین.
4هم (Heme): گروه پروستتیک (غیرپروتئینی) در هموگلوبین که حاوی یک اتم آهن است و به اکسیژن متصل میشود.
5کمخونی (Anemia): وضعیتی که در آن تعداد گلبولهای قرمز یا مقدار هموگلوبین در خون کمتر از حد طبیعی است.
6هموسیانین (Hemocyanin): پروتئین حامل اکسیژن در برخی از بیمهرگان که به جای آهن، حاوی مس است و در مجاورت اکسیژن آبی رنگ میشود.
