Karboksyhemoglobin



All kunnskapen som mennesket har samlet i århundrer om Karboksyhemoglobin er nå tilgjengelig på internett, og vi har samlet og bestilt den for deg på en mest mulig tilgjengelig måte. Vi vil at du skal kunne få tilgang til alt relatert til Karboksyhemoglobin som du vil vite raskt og effektivt; at opplevelsen din er hyggelig og at du føler at du virkelig har funnet informasjonen om Karboksyhemoglobin som du lette etter.

For å nå våre mål har vi gjort en innsats for ikke bare å få den mest oppdaterte, forståelige og sannferdige informasjonen om Karboksyhemoglobin, men vi har også passet på at utformingen, lesbarheten, lastehastigheten og brukervennligheten til siden være så hyggelig som mulig, slik at du på denne måten kan fokusere på det essensielle, kjenne til all data og informasjon som er tilgjengelig om Karboksyhemoglobin, uten å måtte bekymre deg for noe annet, vi har allerede tatt hånd om det for deg. Vi håper vi har oppnådd vårt formål og at du har funnet informasjonen du ønsket om Karboksyhemoglobin. Så vi ønsker deg velkommen og oppfordrer deg til å fortsette å nyte opplevelsen av å bruke scientiano.com.

Karboksyhemoglobin
En hem -enhet av humant karboksyhemoglobin, som viser karbonylliganden i den apikale stillingen, trans til histidinresten. [1]
Navn
Foretrukket IUPAC -navn
Karbonylhemoglobin
Andre navn
Karboksyhemoglobin
karboksyhemoglobin
Kohlenoxyhaemoglobin
Kohlenoxyhämoglobin
Kohlenoxydhämoglobin
Kohlenmonoxyhämoglobin
Carbonmonoxyhemoglobin
Karbon-monoksyd-hemoglobin
Carbonic oksyd hæmoglobin
Med mindre annet er angitt, gis data for materialer i standardtilstand (ved 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
Infobox -referanser

Carboxyhemoglobin, eller carboxyhaemoglobin, (symbol COHb eller HbCO ) er et stabilt kompleks av karbonmonoksid og hemoglobin (Hb) som dannes i røde blodlegemer ved kontakt med karbonmonoksid. Karboksyhemoglobin blir ofte forvekslet med forbindelsen dannet av kombinasjonen av karbondioksid ( karboksyl ) og hemoglobin, som faktisk er karbaminohemoglobin . Karboksyhemoglobin -terminologi dukket opp da karbonmonoksid var kjent under sitt gamle navn karbonoksyd og utviklet seg gjennom germanske og britiske engelske etymologiske påvirkninger; den foretrukne IUPAC -nomenklaturen er karbonylhemoglobin .

Gjennomsnittlig ikke-røyker opprettholder et systemisk karboksyhemoglobinnivå under 3% COHb mens røykere nærmer seg 10% COHb. Den biologiske terskelen for karboksyhemoglobintoleranse er 15% COHb, noe som betyr at toksisitet konsekvent observeres ved nivåer som overstiger denne konsentrasjonen. The FDA har tidligere innstilt en terskel på 14% COHb i visse kliniske studier bedømmelse av den terapeutiske potensialet av karbonmonoksyd.

Endogen produksjon av karbonmonoksid

I biologien produseres karbonmonoksid naturlig gjennom mange enzymatiske og ikke-enzymatiske veier. Den mest omfattende undersøkelsesveien er metabolisme av heme ved heme -oksygenase, som forekommer i hele kroppen med betydelig aktivitet i milten for å lette nedbrytning av hemoglobin under resirkulering av erytrocytter . Derfor kan hem både bære karbonmonoksid når det gjelder karboksyhemoglobin, eller gjennomgå enzymatisk katabolisme for å generere karbonmonoksid.

Kullmonoksid ble karakterisert som en nevrotransmitter i 1993 og har siden blitt underkategorisert som en gasstransmitter .

Mest endogent produsert karbonmonoksid lagres som karboksyhemoglobin. Gassen gjennomgår hovedsakelig pulmonal utskillelse, men spormengder kan oksideres til karbondioksid av visse cytokromer , metaboliseres av bosatt mikrobiota eller skilles ut ved transdermal diffusjon.

Hemoglobins affinitet for karbonmonoksid

Den gjennomsnittlige røde blodcellen inneholder 250 millioner hemoglobinmolekyler . Hemoglobin inneholder en globinproteinenhet med fire protetiske hemgrupper (derav navnet heme -o- globin ); hver hem er i stand til å reversibelt binde seg med ett gassformig molekyl (oksygen, karbonmonoksid, cyanid, etc.), derfor kan en typisk rød blodcelle bære opptil en milliard gassmolekyler. Ettersom bindingen av karbonmonoksid med hemoglobin er reversibel, anslås det at 20% av karbonmonoksidet båret som karboksyhemoglobin kan dissosiere i fjerntliggende vev.

Sammenlignet med oksygen binder karbonmonoksid med omtrent 240 ganger større affinitet, men karbonmonoksidets affinitet for hemoglobin varierer både på tvers av arter og innenfor en art. På 1950 -tallet var Esther Killick blant de første som oppdaget en forskjell i karbonmonoksidaffinitet mellom voksen og føtal blod, og en forskjell mellom mennesker og sauer. Murinae- arter har en COHb-halveringstid på 20 minutter sammenlignet med 300 minutter for et typisk menneske ( se toksikokinetikk nedenfor ). Som et resultat varierer den metabolske kinetikken, blodmetningspunktet og toleransen for eksponering av karbonmonoksid mellom artene, noe som potensielt kan føre til datainkonsekvenser knyttet til toksikologien ved karbonmonoksidforgiftning og farmakologi for terapeutiske protokoller med lave doser.

Hos mennesker har Hb-Kirklareli-mutasjonen en relativ 80 000 ganger større affinitet for karbonmonoksid enn oksygen, noe som resulterer i at systemisk karboksyhemoglobin når et vedvarende nivå på 16% COHb. Noen dypdykkende marine pattedyrarter er kjent for å inneholde konsentrasjoner av karbonmonoksid i blodet som ligner nivåer som ses hos kroniske sigarettrøykere. Det antas at disse nivåene av karbonmonoksid kan hjelpe dyrene med å forhindre skader assosiert med iskemi/reperfusjonshendelser forbundet med den fysiologiske dykkeresponsen, og på samme måte har de forhøyede nivåene hos røykere blitt foreslått å være et grunnlag for røykerens paradoks . Langvarig eksponering for karbonmonoksid og forhøyet karboksyhemoglobin, for eksempel ved røyking, resulterer i erytremi . Videre kan mennesker tilpasse seg toksiske nivåer av karbonmonoksid basert på funn rapportert av Esther Killick .

Strukturelle variasjoner og mutasjoner på tvers av andre hemoproteiner påvirker også karbonmonoksidets interaksjon med hemprotetgruppen som eksemplifisert av Cytochrome P450 hvor CYP3A -familien er relativt mindre påvirket av de hemmende effektene av karbonmonoksid.

Historie

En lys rød hudfarge er vanligvis forbundet med forhøyede karboksyhemoglobinnivåer. Sporbevis for en endogen tilstedeværelse av karbonmonoksid kan dateres tilbake til Marcellus Donato rundt 1570, som noterte seg en uvanlig rød hud ved obduksjon av ofre som døde av kullgasser i Mantua . Lignende funn knyttet til rød hud ble senere vist som dokumentert av Johann Jakob Wepfer på 1600 -tallet og M. Antoine Portal på slutten av 1700 -tallet.

Phlogiston -teorien er et spor opprinnelse for de første kjemiske forklaringene på endogent karboksyhemoglobin eksemplifisert av arbeidet til Joseph Priestley i det attende århundre som mistenkte at phlogiston var et cellulært avfallsprodukt båret av blod fra dyr som deretter ble pustet ut.

Thomas Beddoes , James Watt , Humphry Davy , James Lind og mange andre undersøkte det terapeutiske potensialet ved å puste inn faktiske luftinger på slutten av det attende århundre (se også: Pneumatic Institution ). Blant gassene det ble eksperimentert med, hadde hydrokarbonat fått betydelig oppmerksomhet. Hydrokarbonat er vanngass generert ved å føre damp over koks , hvis prosess genererer karbonmonoksid og hydrogen, og noen mente at den inneholder flogiston . Beddoes og Watt gjenkjente hydrokarbonat som lysnet opp venøst blod i 1793. Watt foreslo kulldampe kunne fungere som en motgift mot oksygenet i blod, og Beddoes og Watt spekulerte på samme måte hydrokarbonat som har en større affinitet for animalsk fiber enn oksygen i 1796.

Etter oppdagelsen av karbonmonoksid av William Cruickshank i 1800, utviklet Johann Dömling (1803) og John Bostock (1804) hypoteser som tyder på at blodet returnerte til hjertet lastet med karbonmonoksid for deretter å bli oksidert til karbondioksid i lungen før utånding. Senere i 1854 foreslo Adrien Chenot på samme måte at karbonmonoksid kan fjerne oksygen fra blodet og bli oksidert i kroppen til karbondioksid. Mekanismen for karbonmonoksidforgiftning i forbindelse med dannelse av karboksykhemoglobin er mye kreditert Claude Bernard, hvis memoarer som begynte i 1846 og publiserte i 1857 spesielt formulert, "forhindrer arterielt blod i å bli venøst". Felix Hoppe-Seyler publiserte uavhengige lignende konklusjoner året etter.

Den første analytiske metoden for å påvise karboksyhemoglobin dukket opp i 1858 med en kolorimetrisk metode utviklet av Felix Hoppe-Seyler , og den første kvantitative analysemetoden dukket opp i 1880 med Josef von Fodor .

Etymologi

Karbon stammer fra det latinske uttrykket karbo , som betyr kull. Etter å ha oppdaget CO isolert fra koks (kull), kalte Cruickshank opprinnelig molekylet "gassformig oksyd av karbon" som utviklet seg til "karbonoksid" og ble oversatt til tysk som "kohlenoxyd". Kohlen er det tyske ordet for kull.

Felix Hoppe-Seyler skapte navnet "hämoglobin" i 1864. På tysk er en umlaut som ä synonymt med stavemåte som "ae", derfor blir hämoglobin ofte stavet som hemoglobin gjennom tysk litteratur, derfor er hemoglobin begrepet som er vedtatt av engelsk litteratur . Haem er avledet fra gresk som betyr blod, og globin er avledet fra globus som vanligvis aksepteres for å bety glob/sfærisk/rundt objekt. Når det gjelder haem, er bruken av "ae / æ" fortsatt utbredt på britisk engelsk i dag, mens den amerikanske engelske stavemåten utviklet seg til heme.

Hoppe-Seyler skapte på samme måte navnet Kohlenoxydhämoglobin som på samme måte kan ha blitt direkte oversatt til engelsk som "karbonoksid hæmoglobin". Begrepet "karbonmonoksid" ble formelt introdusert i 1879. Variasjoner av COHb -terminologi, for eksempel karbonmonoksyhemoglobin, fulgte og utviklet seg til slutt til "karboksykhemoglobin".

Ettersom karboksi nå er godt knyttet til CO 2 -karboksylgruppen , og karbonmonoksid generelt blir sett på som et karbonyl , har IUPAC anbefalt "karbonylhemoglobin" som den foretrukne COHb -nomenklaturen. Til tross for IUPAC -veiledningen, er karboksyhemoglobin fortsatt det mest brukte begrepet (beslektet med overlevelse av bikarbonatnomenklatur ).

Analytiske deteksjonsmetoder

Historisk har karboksyhemoglobin -deteksjon blitt oppnådd ved kolorimetrisk analyse , kjemisk reaktivitet, spektrofotometri , gasometriske og termoelektriske deteksjonsmetoder. Gasskromatografianalyse dukket opp i 1961 og er fortsatt en vanlig metode.

Moderne metoder inkluderer pulsoksimetri med et CO-oksimeter og en rekke andre analytiske teknikker. De fleste metoder krever laboratorieutstyr, dyktige teknikere eller kostbar elektronikk, derfor gjenstår en rask og økonomisk deteksjonsteknologi.

Pustkarbonmonoksid er en annen deteksjonsmetode som kan korrelere med karboksykhemoglobinnivåer.

Kullosforgiftning

Kullmonoksidforgiftning, også kjent som karboksyhemoglobinemi, har plaget menneskeheten siden primitive forfedre først utnyttet brannen. I moderne tid hjelper karboksyhemoglobindata leger med å stille en forgiftningsdiagnose. Imidlertid korrelerer ikke nødvendigvis karboksykhemoglobinnivået med symptomene på karbonmonoksidforgiftning. Generelt regnes 30% COHb som alvorlig karbonmonoksidforgiftning. Det høyeste rapporterte ikke-dødelige karboksyhemoglobinnivået var 73% COHb.

Åndedrett

Gassutveksling er en viktig prosess for mange organismer for å opprettholde homeostase. Oksygen står for omtrent 20% av jordens atmosfæriske luft . Selv om innånding av luft er avgjørende for å forsyne cellene med oksygen for aerob respirasjon via Bohr -effekten og Haldane -effekten (og kanskje lokalt lavt oksygenpartialtrykk f.eks. Aktive muskler), er utånding av det cellulære avfallsproduktet karbondioksid uten tvil det mer kritiske aspektet ved respirasjon. Mens kroppen kan tåle korte perioder med hypoksi (som vanlig ved anaerob trening , selv om hjernen, hjertet, leveren og nyrene er vesentlig mindre tolerante enn skjelettmuskulaturen), kan manglende utvisning av karbondioksid forårsake respiratorisk acidose (som betyr kroppsvæsker og blod blir for sur og påvirker homeostase). I mangel av oksygen bytter celler til anaerob respirasjon, som hvis den forlenges, kan øke melkesyre betydelig og føre til metabolsk acidose .

For å gi en forenklet oversikt over den molekylære mekanismen for systemisk gassutveksling, ble det ved inhalering av luft antatt at oksygenbinding til et hvilket som helst hemsted utløser en konformasjonsendring i proteinenheten til hemoglobin som deretter muliggjør binding av ekstra oksygen til hvert av de andre hem -nettstedene. Ved ankomst til mobilområdet frigjøres oksygen i vevet på grunn av en konformasjonsendring i hemoglobin forårsaket av ionisering av hemoglobins overflate på grunn av "forsuring" av vevets lokale pH (som betyr en relativt høyere konsentrasjon av "sure" protoner / hydrogenioner kommentert som H + ); den lokale surheten er forårsaket av en økning i biotransformasjonen av karbondioksidavfall til karbonsyre via karbonsyreanhydrase . Med andre ord kommer oksygenert arterielt blod til celler i "hemoglobin R-tilstand" som har deprotonerte/unioniserte aminosyrerester (angående hemoglobins aminer som overgår mellom de deprotoniserte/unioniserte Hb- R -NH2 til de protonerte/ioniserte Hb-R- NH3 + tilstand) basert på den mindre sure pH (arterielt blod gjennomsnitt pH 7,407 mens veneblod er litt surere ved pH 7,371). "T-tilstanden" til hemoglobin deoksygeneres i venøst blod delvis på grunn av protonasjon/ionisering forårsaket av det sure miljøet, og forårsaker derfor en konformasjon som er uegnet for oksygenbinding (dvs. oksygen "kastes ut" ved ankomst til cellen på grunn av H + ioner som bombarderer hemoglobinoverflaterester). Videre genererer mekanismen for dannelse av karbaminohemoglobin ytterligere H + -ioner som ytterligere kan stabilisere det protonerte/ioniserte deoksygenerte hemoglobin. Ved tilbakeføring av venøst blod til lungen og påfølgende utånding av karbondioksid "avsyres" blodet (se også: hyperventilering ) for deprotonering/unionisering av hemoglobin for å aktivere oksygenbinding som en del av overgangen til arterielt blod (merk at denne prosessen er kompleks på grunn av involvering av kjemoreseptorer , pH -buffere og andre fysiologiske funksjoner). Karbonmonoksidforgiftning forstyrrer denne fysiologiske prosessen, og derfor er veneblodet til forgiftningspasienter lyse rødt i likhet med arterielt blod siden karbonyl/karbonmonoksidet beholdes.

Ved giftige konsentrasjoner forstyrrer karbonmonoksid som karboksyhemoglobin respirasjon og gassutveksling signifikant ved samtidig å hemme opptak og levering av oksygen til celler og forhindre dannelse av karbaminohemoglobin som står for omtrent 30% av eksporten av karbondioksid. Derfor kan en pasient som lider av karbonmonoksidforgiftning oppleve alvorlig hypoksi og acidose i tillegg til toksisitetene av overflødig karbonmonoksidbinding til mange hemoproteiner, metalliske og ikke-metalliske mål som påvirker mobilapparater (for eksempel inhibering av cytokrom c-oksidase ).

Toksikokinetikk

I vanlig luft under normale atmosfæriske forhold har en typisk pasients karboksyhemoglobin en halveringstid på rundt 300 minutter. Denne tiden kan reduseres til 90 minutter ved administrering av rent oksygen med høy strømning, og tiden reduseres ytterligere når oksygen administreres med 5% karbondioksid som først ble identifisert av Esther Killick . I tillegg er behandling i et hyperbarisk kammer en mer effektiv måte å redusere halveringstiden til karboksyhemoglobin til 30 minutter og lar oksygen oppløses i biologiske væsker for levering til vev.

Supplerende oksygen drar fordel av Le Chateliers prinsipp for å øke nedbrytningen av karboksyhemoglobin tilbake til hemoglobin:

HbCO + O 2 , Hb + CO + O 2 , HbO 2 + CO

Karboksyhemoglobin legemidler

Ettersom karbonmonoksid nå forstås har et terapeutisk potensial, har farmasøytisk innsats fokusert på utvikling av karbonmonoksidfrigivende molekyler og selektive hemoksygenaseinduktorer .

En alternativ metode for levering av medikamenter består av karbonmonoksid immobilisert på polyetylenglykol (PEG) -lyert storfe karboksyhemoglobin som for tiden er i sen klinisk utvikling. På samme måte hadde maleimid PEG -konjugert humant karboksyhemoglobin tidligere vært gjenstand for farmasøytisk utvikling.

Se også

Referanser

Eksterne linker

Opiniones de nuestros usuarios

Leif Markussen

Jeg har funnet informasjonen jeg har funnet om Karboksyhemoglobin veldig nyttig og morsom. Hvis jeg måtte sette et 'men', kan det være at den ikke er inkluderende nok i sin ordlyd, men ellers er den flott.

Svein Kristensen

Jeg vet ikke hvordan jeg kom til denne Karboksyhemoglobin artikkelen, men jeg likte den veldig godt.

Elsa Lie

Takk. Artikkelen om Karboksyhemoglobin hjalp meg.