Hemoglobine is een
eiwit dat in het
bloed van de
mens en veel andere dieren voorkomt, meestal in
rode bloedcellen, en dat verantwoordelijk is voor het transport van
zuurstof (O
2) en
koolstofdioxide (CO
2) door het bloed. Rode bloedcellen zijn vrijwel geheel gevuld met dit eiwit. Het geeft aan bloed de rode kleur.
In elke
rode bloedcel bevinden zich circa 640 miljoen hemoglobine moleculen. Dit is ongeveer 34% van de inhoud van een normale
rode bloedcel. Elke dag wordt 1% van het hemoglobine vernieuwd. Een volwassene heeft 600 - 800 gram hemoglobine, dat ongeveer 2,5 gram ijzer bevat (c.a. 0,3%)
BewerkenEiwitstructuur
Het hemoglobinemolecuul bestaat uit 4 subeenheden of 'ketens' die 2 aan 2 identiek zijn (in de illustratie geel en bruin gekleurd). De twee subeenheden worden de alpha- en de beta-keten van hemoglobine genoemd. Elke subeenheid bevat een heem-molecuul (groen in het plaatje) dat in het midden, door vier
liganden gebonden, een
ijzerion bevat. Aan dit ijzerion wordt een zuurstofmolecuul gebonden met een
affiniteit die afhangt van de chemische omgeving van het hemoglobine.
De sterkte waarmee de zuurstof gebonden is aan het hemoglobine wordt bepaald door:
- de zuurgraad van de omgeving (zuur of basisch)
- aanwezigheid van 2,3-difosfoglyceraat (DPG)
- de concentratie CO2. Een deel van CO2 wordt gebonden door de aminogroepen, er ontstaan dan carbamines. Deze carbamines bemoeilijken de binding van zuurstof en andersom.
- de temperatuur.
Hierdoor zal het hemoglobine-molecuul over het algemeen zuurstof opnemen in de longen (o.a. basischer, minder CO
2) en zuurstof afstaan in de weefsels (o.a. zuurder, meer CO
2).
BewerkenSoorten hemoglobine
Zoogdieren hebben verschillende soorten subketens van dit hemoglobine; zo is bijvoorbeeld voor de geboorte een foetaal hemoglobine aanwezig dat een hogere affiniteit heeft voor zuurstof, omdat de zuurstof moet worden onttrokken aan de hemoglobine van de moeder.
BewerkenFunctie
Het transporteren zuurstof en koolstofdioxide van de longen naar de weefsels. Hemoglobine kan ijzer binden en het vervoeren door het lichaam.
BewerkenZuurstoftransport
In de kleine vaatjes van de longen (longhaarvaatjes) gaat hemoglobine een verbinding aan met zuurstof. Dit hemoglobine wordt oxyhemoglobine genoemd. Dit hemoglobine wordt dan een helder rode vloeistof die je terug vindt in slagaders. Deze
rode bloedcellen in de slagaders zorgen voor het verdere vervoer van zuurstof naar alle delen van het lichaam. In de weefsels valt het oxyhemoglobine uit elkaar. Daarna kan het zuurstof gebruikt worden door de weefsels. De afvalstoffen die hierbij ontstaan, koolstofdioxide wordt door het hemoglobine via de aders afgevoerd naar de longen. Het hemoglobine krijgt nu een donkerrode kleur.
- Het bloed in de slagaders is daarom licht rood en in de aders donker rood.
BewerkenAfwijkingen van het hemoglobine
Daarnaast zijn er een aantal afwijkende vormen van het hemoglobine die aanleiding geven tot ziekten,
hemoglobinopathieën en
thalassemieën genoemd, zoals
sikkelcelziekte en DBA (Black Fan Diamond anemie).
BewerkenAndere zuurstofbindende eiwitten
Bij mensen en dieren bevindt zich ook een eiwit in de spieren dat zuurstof op kan slaan. Dit eiwit heet
myoglobine.
Bij sommige dieren, degenkrabben bijvoorbeeld, zit er in het bloed
hemocyanine. Dit heeft een vergelijkbare werking als hemoglobine maar het ijzer is vervangen door koper.
Het heem is chemisch nauw verwant aan een soortgelijk molecuul in het
chlorofyl van planten dat een magnesiumion bevat in plaats van ijzer. Het bestaat uit 4
pyrrool ringen die verbonden zijn via metheen bruggen. Naast het Fe
2+-ion in het midden, zijn er ook nog 8 zijketens: 4 methylgroepen, 2 vinylgroepen en 2 propionaatgroepen.
BewerkenZie ook