Molekula mahnitëse e hemoglobinës​—Një mrekulli e krijimit

«Të marrësh frymë duket kaq e lehtë, megjithatë kjo shenjë fillestare e jetës ekziston falë ndërveprimit të shumë llojeve të atomeve në një molekulë madhështore tepër komplekse.» —Maks F. Perutsi, fitues i çmimit Nobel në vitin 1962 për studimin e molekulës së hemoglobinës.

ASGJË tjetër nuk na vjen më natyrshëm se frymëmarrja. E megjithatë, shumë prej nesh zor se mendojmë për të. Por, frymëmarrja nuk do të mund të na mbante gjallë po të mos ishte për molekulën tonë të hemoglobinës, një kryevepër molekulare komplekse e projektuar nga Krijuesi ynë. Hemoglobina që është brenda secilës prej 30 mijë miliardë rruazave tona të kuqe, çon oksigjenin nga mushkëritë në gjithë indet e trupit. Pa hemoglobinën, do të vdisnim thuajse menjëherë.

Si arrijnë molekulat e hemoglobinës t’i marrin molekulat mikroskopike të oksigjenit në kohën e duhur, t’i mbajnë në gjendje të mirë deri në kohën e duhur dhe t’i lëshojnë në kohën e duhur? Kërkohen disa veti mahnitëse inxhinierike të molekulës.

Një «taksi» e vockël molekulare

Imagjinojeni çdo molekulë të hemoglobinës, në një rruazë të kuqe gjaku, si një taksi të vockël me katër dyer vetëm për katër «pasagjerë». Kjo taksi molekulare nuk ka nevojë për shofer sepse udhëton brenda një rruaze të kuqe, që mund të përshkruhet si një kontejner transporti plot me molekula hemoglobine.

Udhëtimi për një molekulë hemoglobine fillon kur rruazat e kuqe të gjakut arrijnë në hojëzat (alveolat) e mushkërive, domethënë në «aeroport». Kur marrim frymë dhe ajri shkon në mushkëri, numri i madh i molekulave të vockla të oksigjenit që sapo kanë mbërritur, fillojnë të kërkojnë një taksi. Këto molekula shpërndahen me shpejtësi nëpër rruazat e kuqe, «kontejnerët». Në këtë moment, dyert e taksive të hemoglobinës brenda çdo rruaze, janë të mbyllura. Megjithatë, nuk kalon shumë dhe një molekulë oksigjeni këmbëngulëse shtyn përmes turmës dhe hipën në një taksi hemoglobine ku zë vend.

Tani ndodh diçka mjaft interesante. Brenda rruazës së kuqe, molekula e hemoglobinës fillon të ndryshojë formë. Të katërta «dyert» e taksisë së hemoglobinës fillojnë të hapen automatikisht kur hipin pasagjerët e parë, dhe kjo bën të mundur që pasagjerët e mbetur të hipin më lehtë. Ky proces ose bashkëpunim është kaq i efektshëm sa, vetëm gjatë një frymëmarrjeje, zihen 95 për qind e «vendeve» në të gjitha këto taksi brenda rruazave të kuqe. Më shumë se 250 milionë molekula hemoglobine që ndodhen vetëm në një rruazë të kuqe, mund të transportojnë rreth 1 miliardë molekula oksigjeni. Pa vonuar, rruaza e kuqe që mban gjithë këto taksi, niset për të çuar ngarkesën e saj të çmuar të oksigjenit te indet që kanë nevojë. Por, mund të pyesni: «Çfarë i mban atomet e oksigjenit që të mos zbresin nga rruaza e kuqe para kohe?»

Nuk zbresin para kohe, sepse brenda çdo molekule të hemoglobinës, molekulat e oksigjenit bashkohen me atomet e hekurit që janë në pritje. Ndoshta e keni vënë re se çfarë ndodh kur bashkohet oksigjeni me hekurin në prani të ujit. Nga kjo formohet oksidi i hekurit, ose ndryshe ndryshku. Kur hekuri ndryshket, oksigjeni izolohet përgjithmonë brenda një substance kristalore. Po atëherë, si arrin molekula e hemoglobinës t’i bashkojë e pastaj ta ndajë hekurin nga oksigjeni në mjedisin ujor të rruazës së kuqe, pa u formuar ndryshku?

Një shqyrtim i hollësishëm

Për t’iu përgjigjur pyetjes së mësipërme, le ta shohim më nga afër molekulën e hemoglobinës. Ajo përbëhet nga rreth 10.000 atome hidrogjeni, karboni, azoti, squfuri dhe oksigjeni që me kujdes janë grumbulluar përreth vetëm 4 atomeve të hekurit. Po pse kanë kaq shumë nevojë për mbështetje katër atome hekuri?

Së pari, katër atomet e hekurit përmbajnë ngarkesë elektrike dhe duhen kontrolluar me kujdes. Këto atome të ngarkuara, që quhen jone, mund të shkaktojnë shumë dëme brenda rruazës së kuqe nëse shkëputen. Prandaj secila nga katër jonet e hekurit mbahet e fiksuar në mes të një unaze mbrojtëse të ngurtë.a Së dyti, këto katër unaza janë të vendosura me kujdes në molekulën e hemoglobinës në mënyrë të atillë që molekulat e oksigjenit të mund të bashkohen me jonet e hekurit, kurse uji jo. Pa ujë, kristalet e ndryshkut nuk mund të formohen.

Më vete, hekuri në molekulën e hemoglobinës nuk mund të bashkohet apo të shkëputet nga oksigjeni. Megjithatë, pa katër atomet e hekurit me ngarkesë elektrike, pjesa tjetër e molekulës së hemoglobinës nuk do të mund ta mbante oksigjenin. Vetëm kur këto jone të hekurit janë në pozicionin e duhur në molekulën e hemoglobinës, mund të kryhet transporti i oksigjenit nëpërmjet gjakut.

Lëshimi i oksigjenit

Kur një rruazë e kuqe e gjakut lë arteriet dhe hyn në kapilarët e hollë, thellë në indet e trupit, mjedisi përreth rruazës ndryshon. Aty është më ngrohtë se në mushkëri dhe ka më pak oksigjen dhe më shumë aciditet për shkak të dyoksidit të karbonit që rrethon rruazën e kuqe. Këto kushte i sinjalizojnë molekulat e hemoglobinës, ose taksitë, brenda rruazës se është koha për të zbritur pasagjerët e çmuar, domethënë të lëshojnë oksigjenin.

Kur molekulat e oksigjenit dalin nga molekula e hemoglobinës, kjo e dyta ndryshon formë përsëri. Ky ndryshim mjafton «për të mbyllur dyert» dhe për të lënë oksigjenin jashtë, atje ku ka më shumë nevojë. Mbyllja e dyerve ndihmon që hemoglobina të mos marrë me vete ndonjë molekulë oksigjeni gjatë rrugës së kthimit për në mushkëri. Përkundrazi, në kthim ajo merr dyoksidin e karbonit.

Shumë shpejt, rruazat e kuqe tashmë pa oksigjen, kthehen në mushkëri, ku molekulat e hemoglobinës do të çlirojnë dyoksidin e karbonit dhe do të ringarkohen me oksigjenin që mbështet jetën. Ky proces përsëritet mijëra e mijëra herë gjatë jetës afro katër-mujore të një rruaze të kuqe gjaku.

Është e qartë, hemoglobina nuk është një molekulë e zakonshme. Ashtu siç thuhet në fillim të këtij artikulli, ajo është «një molekulë madhështore tepër komplekse». Sigurisht, jemi të mahnitur dhe mirënjohës për këtë mrekulli dhe përpikëri mikroinxhinierike të Krijuesit tonë, falë së cilës kemi jetën!

[Shënimi]

[Kutia dhe tabela në faqen 28]

KUJDESUNI PËR HEMOGLOBINËN!

Shprehja «mungesë hekuri në gjak», që dëgjohet shpesh në disa vende, më saktë do të ishte: mungesë hemoglobine në gjak. Pa katër atomet bazë të hekurit në molekulën e hemoglobinës, 10.000 atomet e tjera në molekulë nuk do të funksiononin si duhej. Pra, është e rëndësishme marrja e hekurit nëpërmjet ushqimeve të shëndetshme. Në tabelën përbri renditen disa ushqime të mira që përmbajnë hekur.

Përveç përdorimit të ushqimeve të pasura me hekur, duhet të ndjekim edhe këshillat e mëposhtme: 1. Bëni rregullisht ushtrime fizike të përshtatshme. 2. Mos pini duhan. 3. Ruhuni nga pirja pasive e duhanit. Pse janë kaq të rrezikshme cigaret dhe format e tjera të duhanit?

Sepse duhani është plot monoksid karboni, i njëjti helm që çlirojnë automjetet. Monoksidi i karbonit është shkaku i vdekjeve aksidentale dhe mënyra se si vetëvriten disa njerëz. Monoksidi i karbonit bashkohet me atomet e hekurit në hemoglobinë mbi 200 herë më lehtë sesa oksigjeni. Pra, tymi i cigares me shpejtësi ndikon për keq te njeriu duke i kufizuar thithjen e oksigjenit.

[Tabela]

USHQIMI SASIA HEKURI (mg)

Mëlçi pule 100 gr 6,5

Thjerrëza 1/2 filxhan çaji 3,3

Patate 1 kokërr e madhe 3,2

Qiqra 1/2 filxhan çaji 2,4

Kakao 30 gr 2,2

Fasule 30 gr 2,1

Brokoli 1 kokë mesatare 2,1

Mish gjeldeti i kuq 90 gr 2

Vezë 100 gr 1,8

Rrush i thatë 1/2 filxhan çaji 1,6

Spinaq (i pagatuar) 30 gr 1,2

[Diagrami dhe figura në faqen 26]

(Për tekstin e faqosur, shih botimin)

Strukturë proteinike

Oksigjen

Atom i hekurit

Hemi

Në mjedisin e mushkërive të pasura me oksigjen, një molekulë oksigjeni bashkohet me hemoglobinën

Pasi molekula e parë e oksigjenit bashkohet me hemoglobinën, një ndryshim i vogël në formën e saj, bën të mundur që tri molekula të tjera të oksigjenit të bashkohen menjëherë me të

Hemoglobina i merr molekulat e oksigjenit nga mushkëria dhe pastaj i lëshon atje ku trupi ka më shumë nevojë