Czy kiedykolwiek zastanawiałeś się, dlaczego krew, gdy pojawia się krwotok z nosa, ma szkarłatny kolor? A może zauważyłeś, że żyły w twojej skórze wydają się niebieskie? To wszystko sprowadza się do fascynującej chemii obecnej w czerwonych ciałkach krwi.
Czerwone krwinki zawierają cząsteczkę zwaną hemoglobiną, która ma za zadanie wiązać i transportować tlen w naszym organizmie. Hemoglobina składa się z czterech łańcuchów białkowych, z których każdy wiąże dodatkową strukturę chemiczną w kształcie pierścienia, znaną jako hem.
To właśnie grupy hemowe w hemoglobinie nadają czerwonym krwinkom ich charakterystyczny kolor. W rezultacie nasza krew jest czerwona, ponieważ zawiera miliony tych czerwonych krwinek.
Kolor odgrywa kluczową rolę w wielu aspektach biologii, jak zauważają autorzy nowego artykułu przeglądowego opublikowanego w prestiżowym czasopiśmie. W tym kontekście dr Sergio Piña-Oviedo z Wydziału Hematopatologii w MD Anderson Cancer Center w Houston w Teksasie oraz jego współpracownicy omawiają znaczenie oraz biochemię barw w ludzkich narządach.
Jak podkreślają, kolor ma fundamentalne znaczenie dla «kamuflażu i ochrony, metabolizmu, zachowań seksualnych oraz komunikacji».
Metale mają znaczenie
Łańcuchy białkowe w cząsteczce hemoglobiny są kodowane przez nasze geny. Mutacje w genach globiny mogą prowadzić do poważnych chorób, takich jak talasemia czy anemia sierpowata.
Aby skutecznie wiązać tlen, każdy z łańcuchów białkowych łączy się z jedną grupą hemową, co umożliwia transport maksymalnie czterech cząsteczek tlenu na jedną cząsteczkę hemoglobiny.
W samym centrum hemu znajduje się cząsteczka żelaza, która nadaje mu czerwono-brązowy kolor. Ale co się stanie, jeśli żelazo zostanie zastąpione innym metalem?
Pamiętasz te zielone płomienie z lekcji chemii? Liście roślin są zielone, ponieważ chlorofil w liściach zawiera magnez w centrum swojego pierścienia. Z kolei u zwierząt z zimną krwią krew wydaje się niebieska, ponieważ w centrum pierścienia znajduje się atom miedzi, który wiąże tlen.
Wiązanie i ciało
Wracając do ludzkiej krwi, żelazo w hemoglobinie wiąże tlen w płucach podczas wdychania powietrza. Wówczas nasza krew ma jasnoczerwony kolor, gdy jest pompowana z płuc do tkanek w całym organizmie.
Na szczęście proces wiązania tlenu jest odwracalny, co oznacza, że tlen pobrany w płucach jest uwalniany w tkankach, gdy krew krąży w naszym ciele.
Kiedy tlen jest uwalniany, zastępuje go dwutlenek węgla, który następnie wraca do naszych płuc i jest wydalany z organizmu podczas wydychania. Kiedy dwutlenek węgla łączy się z hemoglobiną, kolor krwi zmienia się z jasnoczerwonego na ciemnoczerwony z odcieniem purpury.
Jednak dlaczego nasze żyły wyglądają na niebieskie? To złudzenie optyczne; same żyły są w rzeczywistości biało-różowe. Niebieski kolor, który widzimy, jest wynikiem połączenia krwi, naczyń krwionośnych, skóry oraz sposobu, w jaki nasze oczy postrzegają kolory.
Nowe Badania i Odkrycia
W 2024 roku, nowe badania dostarczają kolejnych informacji na temat roli hemoglobiny i jej wpływu na zdrowie. Badania wskazują, że zmiany w poziomie hemoglobiny mogą być wskaźnikiem wielu chorób, w tym chorób sercowo-naczyniowych i nowotworów. W szczególności, niskie poziomy hemoglobiny mogą prowadzić do anemii, co z kolei zwiększa ryzyko powikłań zdrowotnych.
Ponadto, naukowcy odkryli, że zmiany w strukturze hemoglobiny mogą wpływać na transport tlenu w organizmie. Zrozumienie tych procesów może pomóc w opracowaniu nowych terapii dla pacjentów z chorobami krwi.
Na przykład, badania opublikowane w 2024 roku sugerują, że suplementacja żelaza w diecie może poprawić poziom hemoglobiny u osób z anemią, co może znacząco wpłynąć na ich jakość życia.
W obliczu tych odkryć, zrozumienie biochemii krwi staje się kluczowe nie tylko dla lekarzy, ale także dla pacjentów, którzy chcą aktywnie dbać o swoje zdrowie.
