Rode bloedcellen hebben meerdere functies, zoals het doorgeven van signalen aan de spieren rond de bloedvaten. De belangrijkste functie is echter het transport van zuurstof en koolstofdioxide. In beide functies speelt hemoglobine de hoofdrol.
Hemoglobine heeft vier heemgroepen en vier globine moleculen. In de heemgroep zit een ijzer ion.
Hemoglobine vervoert zuurstof
Hemoglobine kan vier zuurstofmoleculen vervoeren. Het opgeloste zuurstof in het bloed zit dus vooral vast aan hemoglobine moleculen.
De hemoglobinemoleculen drijven mee met de bloedstroom.
Bij de weefsel aangekomen verliezen ze een deel van hun zuurstof doordat de weefsels een lagere zuurstofconcentratie hebben.
In het bloedplasma is relatief weinig zuurstof opgelost.
Koolstofdioxide transport
Ook bij het koolstofdioxide transport speelt hemoglobine een rol. Het kan koolstofdioxide moleculen binden en heet dan carboxy hemoglobine.
Koolzuuranhydrase versnelt de reactie tussen koolstofdioxide en water zodat HCO3- ontstaat, Ook dan is het CO2 gehalte verlaagd. Goed voor het concentratieverschil.
De dissociatiecurve ofwel de grafiek die laat zien hoe hemoglobine zuurstof vasthoudt en loslaat.
De hemoglobine houdt zijn zuurstof het beste vast bij een hoge zuurstofdruk. Bij een lage zuurstofdruk geeft het de zuurstof af. Dat is te illustreren met een grafiek van de dissociatiecurve van hemoglobine.
Bij een lage zuurstofdruk, in de weefsels dus, verliest hemoglobine zijn zuurstof. Bij een hoge zuurstofdruk, in de longen dus, neemt hemoglobine juist zuurstof op.
Myoglobine
In de spieren bevindt zich het rode eiwit myoglobine.
Bij een pO2 van 1 heeft hemoglobine nog geen 5% verzadiging en myoglobine al meer dan 75%.
Het eiwit myoglobine kan beter zuurstof binden dan hemoglobine. Dat kun je zien in de grafiek. Daardoor kunnen spieren de zuurstof als het ware afpakken van de hemoglobine.
Interactie zuurstof en koolstofdioxide
Koolstofdioxide bevordert dus het loslaten van zuurstof en zuurstof bevordert het loslaten van koolstofdioxide.
Foetus hemoglobine
Het hemoglobine van een foetus is iets anders dan dat van de moeder.
Het sterkere foetus hemoglobine pikt de zuurstof af van het moederlijke hemoglobine.
Bufferfunctie hemoglobine
Onder een bufferfunctie wordt verstaan dat een bepaalde chemische verandering snel opgevangen kan worden.
Hemoglobine en waterstofcarbonaat hebben een bufferfunctie voor waterstofionen. Beide moleculen kunnen waterstofionen opnemen en zo de zuurgraad binnen grenzen houden.
Zuurstoftransport en koolstofdioxidetransport
De meeste zuurstof in het bloed bevindt zich in de rode bloedcellen, gebonden aan het hemoglobine.
Ook veel CO2 gebonden aan hemoglobine
Ook veel koolstofdioxide ofwel CO2, wordt door of via de rode bloedcellen vervoerbaar gemaakt.
In de rode bloedcel bevindt zich veel koolzuuranhydrase, een enzym dat ervoor zorgt dat moleculair koolstofdioxide snel uit het plasma verdwijnt en verandert in waterstofion plus het waterstofcarbonaation.
Het waterstofcarbonaation HCO3- kan door het bloedplasma vervoerd worden. In de longen kan het HCO3- weer omgezet worden in CO2 en water. Het CO2 kan uitgeademd worden.
Het zure waterstof heeft een negatieve uitwerking op de binding van hemoglobine aan zuurstof, zodat er makkelijker zuurstof wordt losgelaten. Dat zuurstof kan diffunderen naar de cellen. Aangezien er veel koolstofdioxide aanwezig is in actieve weefsels, komt daar ook veel zuurstof beschikbaar.
Zuurstoftransport en koolstofdioxidetransport stimuleren elkaar
Dissociatiekromme van zuurstof
Hemoglobine ofwel Hb bindt aan zuurstof. Hoe hoger de gasdruk van zuurstof pO2, des te meer er gebonden is aan de hemoglobine. In het laboratorium kan men vaststellen wat het verband is tussen de zuurstofdruk (in de longen) en de verzadiging van hemoglobine met zuurstof ofwel hoeveel procent van alle bindingsplaatsen in het Hb zijn bezet met zuurstof?
Dat onderzoek leidt tot de volgende grafiek. Je ziet dat de verzadiging hoger is bij hogere zuurstofdruk en hogere pH (weinig koolstofdioxide).
Zuurstof van lucht naar mitochondrium