การขยายหลอดเลือดในเม็ดเลือดแดง
ไนตริกออกไซด์และฮีโมโกลบินช่วยให้เลือดไหลเวียนได้ดีกับความต้องการเมตาบอลิซึม
ในการไหล: เซลล์เม็ดเลือดแดงในจุลภาค เครดิต: D. PHILLIPS/SPL
เว็บสล็อตแท้ แนวความคิดในตำราเกี่ยวกับการส่งออกซิเจนไปยังเนื้อเยื่อของร่างกายมักจะเน้นที่ความร่วมมือในการจับและปล่อยออกซิเจนจากโปรตีนที่ขนส่งเฮโมโกลบิน การดูดซึมออกซิเจนในปอดและการปล่อยออกซิเจนไปยังเนื้อเยื่อ ประกอบกับการเปลี่ยนแปลงเชิงโครงสร้างในเตตระเมอร์ของเฮโมโกลบินที่เสริมฤทธิ์กันในการเปลี่ยนแปลงความสัมพันธ์ที่มีต่อออกซิเจนลิแกนด์ แม้ว่ากลไกนี้จะมีความสำคัญ แต่ความสำคัญของกลไกนี้กลับถูกเน้นย้ำมากเกินไปเมื่อพิจารณาว่าออกซิเจนไปถึงเนื้อเยื่ออย่างไร ปัจจัยหลักในการให้ออกซิเจนคือการไหลเวียนของเลือด
ในจุลภาค การไหลเวียนของเลือดจะถูกควบคุมโดยการไล่ระดับออกซิเจนทางสรีรวิทยา ปริมาณออกซิเจนในเลือดลดลงเรื่อยๆ (ความอิ่มตัวของออกซิเจนของฮีโมโกลบิน) เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางของหลอดเลือดแดงลดลง ประกอบกับการขยายหลอดเลือดอย่างช้าๆ ปริมาณออกซิเจนในเลือดลดลง เพื่อตอบสนองต่อ (เช่น) การทำงานของกล้ามเนื้อเพิ่มขึ้น กระตุ้นการไหลเวียนของเลือดเพิ่มขึ้น เมื่อความต้องการออกซิเจนลดลง ปริมาณออกซิเจนในเลือดจะเพิ่มขึ้นและการไหลเวียนของเลือดลดลง ดังนั้น การไหลเวียนของเลือดจึงตรงกับความต้องการเมตาบอลิซึม (การใช้ออกซิเจนในเนื้อเยื่อ) อย่างแม่นยำ กลไกทางชีวเคมีโดยละเอียดซึ่งออกซิเจนกระตุ้นการตอบสนองของหลอดเลือดเหล่านี้ยังไม่ทราบ
การไหลเวียนของเลือดในหลอดเลือดแดง — การค้าขายในเซลล์เม็ดเลือดแดงที่มีออกซิเจน — ถูกควบคุมโดยการปรับเส้นผ่านศูนย์กลางของหลอดเลือดต้านทานขนาดเล็กในท้องถิ่น ซึ่งบ่งชี้ถึงบทบาทของ vasodilator ไนตริกออกไซด์ (NO) ควรสังเกตว่ากฎ NO ของเส้นผ่านศูนย์กลางของหลอดเลือดที่อยู่ภายใน endothelium และขึ้นอยู่กับแรงเฉือนและตัวเร่งปฏิกิริยาทางเคมี แยกจากกฎ NO ของการไหลเวียนของเลือดที่เกิดขึ้นภายในเซลล์เม็ดเลือดแดง และขึ้นอยู่กับออกซิเจน แต่เซ็นเซอร์ของปริมาณออกซิเจนในเลือดและกลไกที่ส่งสัญญาณออกซิเจนเพื่อปรับ NO bioactivity ไม่เป็นที่รู้จัก ดูเหมือนว่าเฮโมโกลบินจะเป็นเซ็นเซอร์ออกซิเจนในอุดมคติ แต่ความคิดที่มีอยู่ทั่วไปเกี่ยวกับเคมีของการมีปฏิสัมพันธ์กับ NO ทำให้เกิดอุปสรรคทางแนวคิด
เป็นที่ทราบกันดีว่าเฮโมโกล
บินทั้งในรูปแบบออกซิเจนและออกซิเจนทำปฏิกิริยากับ NO นานก่อนที่จะมีความตระหนักเกี่ยวกับ vasoactivity ของ NO แต่เนื่องจากสปีชีส์ที่ได้จาก NO ทั้งสองชนิดไม่ได้ทำให้เกิดการขยายตัวของหลอดเลือดโดยตรง จึงคิดว่าเฮโมโกลบินจะเพียงแค่ดับฤทธิ์ทางชีวภาพของ NO เท่านั้น การค้นพบสารประกอบที่ไม่เคยรู้จักมาก่อนซึ่งผลิตด้วย NO ซึ่งเป็น อนุพันธ์ของ S -nitrosothiol ของเฮโมโกลบินที่มีฤทธิ์ขยายหลอดเลือดได้เปลี่ยนภาพ ที่สำคัญที่สุด กิจกรรมนี้มีศักยภาพโดย deoxygenation ของเฮโมโกลบิน เฮโมโกลบินจึงสามารถรับรู้ระดับออกซิเจนในบรรยากาศผ่านฟังก์ชันการจับออกซิเจนและปรับ NO bioavailability ในทางกลับกัน เซลล์เม็ดเลือดแดงสามารถทำให้ microvessels ขยายหรือหดตัวได้ด้วยS-nitroso-haemoglobin เป็นตัวกลาง ดังนั้นโครงร่างของพื้นฐานกลไกสำหรับการจับคู่การกระจายเนื้อเยื่อกับความต้องการเมตาบอลิซึมจึงอยู่ใกล้แค่เอื้อม
แม้ว่าการศึกษาจำนวนมากจะตรวจสอบการก่อตัวของS -nitroso-haemoglobin หลังจากปฏิกิริยาของ NO/haemoglobin แต่การศึกษาอื่นๆ พบว่า NO ถูกผูกมัดและถูกทำให้ไม่ทำงานโดยฮีโมโกลบิน ผลลัพธ์ที่แตกต่างเหล่านี้สามารถเข้าใจได้โดยพิจารณาถึงความซับซ้อนที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วของเฮโมโกลบิน ซึ่งได้รับการชื่นชมอย่างดีในขอบเขตของการจับกับออกซิเจน แต่ไม่ค่อยได้รับการพิจารณาใน NO ชีวเคมีโดยรวม และความสำคัญที่ประเมินค่าต่ำเกินไปของสภาวะทางสรีรวิทยา แม้ว่าการใช้ NO ที่มากเกินไปเมื่อเทียบกับฮีมจะเป็นเรื่องที่สมเหตุสมผลในการทดลองช่วงแรก โดยที่ NO ถูกใช้เป็นหลักเพื่อเป็นตัวแทนของออกซิเจน แต่ก็ให้ภาพสถานการณ์ที่ผิดพลาดทางสรีรวิทยา ซึ่งมีอัตราส่วน 1 ใน 1,000–10,000 และปริมาณออกซิเจนเท่ากับ ตัวแปรสำคัญ
ที่ความเข้มข้นทางสรีรวิทยา NO ทำปฏิกิริยากับ β-subunits ของเฮโมโกลบินได้ดีกว่า (แต่ละ tetramer ประกอบด้วย α- สองตัวและ β-subunits สองตัว) ทำให้เกิดS -nitroso-haemoglobin ในสภาวะที่มีออกซิเจน ในทางตรงกันข้าม ที่ระดับเหนือกว่าสรีรวิทยา NO มีแนวโน้มที่จะติดอยู่บนหน่วยย่อย α และชอบสภาวะที่ออกซิเจน ลักษณะนิสัยและการเกิดปฏิกิริยาของ NO ที่จับกับเฮโมโกลบินจึงเป็นหน้าที่ของตัวแปรหลายตัว ซึ่งรวมถึงเอฟเฟกต์ allosteric อื่นๆ ของเฮโมโกลบิน (pH; ความดันบางส่วนของคาร์บอนไดออกไซด์ pCO 2 ; ความดันบางส่วนของ O 2 , pO 2) และอัตราส่วนของความเข้มข้นต่อเฮม การเปลี่ยนแปลงในสภาวะสามารถก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเชิงเส้นตรงในการกระจายของผลิตภัณฑ์ที่ไม่เกิดปฏิกิริยาโดยสิ้นเชิง ความซับซ้อนนี้เกิดขึ้นทั้งจากการทำงานร่วมกันแบบไม่เชิงเส้นของ tetramer ของเฮโมโกลบินและจากเครือข่ายที่แยกย่อยของสมการจลนศาสตร์คู่ซึ่งเป็นพื้นฐานของเคมีที่เข้มข้นนี้
แนวคิดเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการส่งออกซิเจนภายใต้สภาวะทางสรีรวิทยาอย่างไร ในเนื้อเยื่อที่ไหลเวียนของเลือด ออกซิเจนมีมากกว่า NO เฮโมโกลบินยังมีมากกว่าออกไซด์ของไนโตรเจนในเลือดอื่นๆ ที่มันทำปฏิกิริยากับมัน (เช่น ไนไตรต์) ภายใต้เงื่อนไขดังกล่าว NO จับอย่างพิเศษกับ β-subunit โดยที่ การก่อรูป S -nitrosothiol ส่งเสริมที่ pO 2 ที่สูงขึ้น และการปลดปล่อยกลุ่ม NO ที่ส่งเสริมที่ pO 2 ที่ต่ำ กว่า ดังนั้นS -nitroso-haemoglobin จึงมีส่วนช่วยในการจับคู่การไหลเวียนของเลือดกับความต้องการภายใต้สภาวะทางสรีรวิทยา ในทางตรงกันข้าม เมื่อความเข้มข้นระดับไมโครโมลาร์ของ NO เกิดขึ้น เช่นเดียวกับภาวะช็อกจากการติดเชื้อในกระแสเลือด ปัญหาที่อาจเกิดขึ้นจากS . ที่มากเกินไป-nitroso-haemoglobin และ vasodilation ที่มากเกินไปที่เป็นผลตามมานั้นสามารถหลีกเลี่ยงได้โดยการแยก NO บน α-haems ซึ่งจะช่วยลดความสัมพันธ์ของออกซิเจนโดยรวมของโปรตีน เคมีนี้จำกัดการดูดซึมของ NO ในขณะที่เพิ่มการส่งออกซิเจน เว็บสล็อตแท้
