Hemoglobin insan vücudunda yaratılan harikulade moleküllerden biridir. Hemoglobinin en önemli vazifesi kanda oksijen taşımaktır. Bundan başka, kanın asit-baz dengesinin korunmasında ve oksijene göre daha az da olsa karbondioksit taşınmasında görev yapmaktadır. Bu görevlere haiz hemoglobin molekülü kanda serbest olarak bulunmaz; adeta bir hemoglobin torbası olan alyuvarların içinde taşınır. Alyuvarların hemoglobin bulundurmak dışında neredeyse başka bir görevleri yoktur. Daha çok hemoglobin ve dolayısıyla oksijen taşıyabilmek için alyuvarlar, çekirdek dâhil bütün organellerini kaybeder.
Hemoglobin, alyuvarlar kemik iliğindeyken üretilir. Hemoglobin, “hem” ve “globin” adlı moleküllerinin birleştirilmesiyle üretilir. “Hem” kısmı, alyuvarların mitokondrisinde üretilir. İki adet süksinil koenzim A ile iki adet glisin amino asidi birleştirilerek “pirol” oluşur. Dört adet pirol birleşerek protoporfirin üretilir. Protoporfirin demir atomuyla birleşerek “hem” üretilir. Dört adet “hem” ile aslında bir çeşit protein olan dört adet “globin” birleştirilerek bir adet hemoglobin molekülü üretilmiş olur. Özet olarak, bir hemoglobin molekülünde dört adet “hem” ve dört adet “globin” bulunur. Her bir “hem” bir demir ihtiva ettiğinden bir hemoglobinde dört adet de demir atomu vardır. Her bir demir atomuna bir oksijen molekülü bağlandığından bir hemoglobin toplam dört adet oksijen molekülü veya sekiz adet oksijen atomu taşıyabilir.
Hemoglobinin yapısı ve üretim aşamaları ne kadar da karmaşık değil mi? Bu mucize molekülün yaratılması ve çok hassas ve ince tasarımı ve süslemesi, ibretli nazarları hayrete sevk etmektedir.
Hemoglobin adeta oksijen taşıyan bir “kamyon” görevi yapmaktadır. Kalbimizin sürekli çalışması sebebiyle kan akciğerler ile dokular arasında deveran etmektedir. Hemoglobin akciğerden geçerken oksijeni bağlamakta ve dokulardan geçerken de oksijeni kolayca bırakmaktadır. Oksijen ile hemoglobin arasındaki bağlanma ne çok sıkı ne de çok gevşektir. Aralarındaki bağlanma çok sıkı olsaydı, kan dokulara geldiğinde, oksijen hemoglobinden ayrılamaz ve dokular oksijensiz kalırdı. Bağlanma gevşek olsaydı, o zaman da kan akciğerlere geldiğinde yeterince oksijen bağlayamazdı. Bu durumda yeterli oksijen taşıyamadığından dokular yine oksijensiz kalacaktı.
Temel olarak iki çeşit hemoglobin vardır. Birincisi doğuma kadar bebeklerde bulunur ki buna fetal hemoglobin (Hb-F) denilir. İkincisi ise yetişkin insanlarda bulunur ki buna da yetişkin hemoglobini (Hb-A) denilmektedir. Rabbimizin sonsuz rahmetinin şirin bir cilvesi olarak, Hb-F; oksijeni Hb-A’ya göre daha sıkı bağlamaktadır. Anne karnında bebek oksijenini annenin kanından almaktadır. Bu sebeple anneden daha fazla oksijen alabilmek için fetal hemoglobin, oksijeni daha sıkı bağlayacak özellikte yaratılmıştır. Burada şu soru akla gelmektedir: Oksijeni sıkı bağladığından, bebek dokularına bu oksijeni bırakmazsa, bebek hücreleri oksijensiz kalmaz mı? Ancak endişeye mahal yoktur. Bebeklerde anneye veya yetişkin insana kıyasla dokularda daha az oksijen bulunduğundan, oksijen seviyesi düşük bir ortamda, bu farklı hemoglobin kolayca oksijenden ayrılmakta ve onu hücrelerin istifadesine sunmaktadır. Bebek doğduktan sonra artık kendi akciğerlerinden oksijen aldığından Hb-F yerine Hb-A üretilmektedir.
Hemoglobin kanda taşınan oksijenin %97’sinin taşınmasında görevlidir. Oksijenin %3’ü kan sıvısında erimiş olarak taşınır. Erimiş oksijen oranının artması, oksijen zehirlenmesine sebep olduğu için arzu edilen bir durum değildir. İçinde %80 azot bulunan atmosfer havası yerine %100 oksijen ihtiva eden tüpten solunursa kandaki erimiş oksijen oranı artar ve oksijen zehirlenmesi ortaya çıkar.
Hemoglobin sadece oksijeni taşımak değil aynı zamanda bir miktar oksijeni depo etmekle de görevlidir. İstirahat halinde, 100 ml temiz kandaki hemoglobinde, 20 ml oksijen bulunur. Bunun sadece 5 mililitresi hücrelere verilir. Oksijenin geri kalan 15 mililitresi hemoglobin üzerinde kalır. Yani hemoglobin üzerindeki oksijenin tamamını dokulara aktarılmaz. Bu, muhtemel risklere karşı bir güvenlik tedbiridir. Akciğerlerden kanın gelmediği durumlarda, bu depolanan oksijen kullanılır ve canlılığın kısa süre de olsa devam etmesi sağlanır. Uzun süre nefes almadığımızda, bu durum geçerli olur.
Egzersiz
Bedeni zorlayan bir iş veya spor yaparken vücudun ihtiyaç duyduğu oksijen miktarı 20 kat artar. Bu durumda kalbin çalışması ve kanın deveranı hızlanır. Hemoglobin akciğerlerden 20 kat daha fazla oksijen almalıdır ki hücrelere 20 kat daha fazla oksijen verebilsin. Egzersiz ile vücut ısısı artar. Başta laktik asit olmak üzere kandaki asitler artar. Ayrıca karbondioksit miktarında da artış görülür. Hemoglobin bütün bu değişikliklere duyarlı bir şekilde yaratılmıştır. Hemoglobin, üzerindeki oksijenin neredeyse tamamını dokulara vermeye başlar. Akciğerlere döndüğünde, adeta boş kamyon gibidir, bu yüzden çok daha fazla oksijen alabilir.
Sonuç olarak, egzersiz yapan bir kişinin daha derin ve hızlı nefes almasıyla, akciğerler daha fazla çalışır, kalb daha güçlü ve hızlı kan pompalar ve hemoglobinde meydana getirilen davranış değişiklikleri sebebiyle dokulara daha fazla oksijen taşınır.
Ateşli Hastalıklar
Ateşli hastalıklarda hücrelerde metabolizma hızlanır. Hücrelerdeki kimyevi reaksiyonların hızı arttığı için daha fazla oksijen gereklidir. Bu durumda hemoglobin de üzerindeki oksijeni dokulara daha kolay bırakmalıdır. Böyle bir durumda, Şafi Rabbimizin emriyle hemoglobin, bir davranış değişikliğine giderek depoladığı oksijeni hücrelere bırakır. Akciğerlere boş bir kamyon gibi gelir ve daha fazla oksijen yükler. Bu davranış değişikliğinin bir kaç sebebi vardır. Vücut sıcaklığının yükselmesi, metabolizmanın hızlanmasına bağlı olarak kandaki asit ve karbondioksit miktarının yükselmesi, bu davranış değişikliğini tetikler. Ayrıca çok önemli bir molekülün kandaki miktarı artar. Bu molekül “difosfogliserat”tır. Difosfogliserat ateşli hastalıklarda hücreleri korumak ve hücre ölümünü engellemek için görevlendirilmiştir. Difosfogliserat, hemoglobinde davranış değişikliğinin en önemli sebeplerinden biridir. Hemoglobin, difosfogliserattan etkilenerek dokulara daha fazla oksijen bırakmaya başlar. Bu maddîsüreçler ve sebepler; sonsuz ilim, kudret, irade, hikmet ve rahmet sahibi Rabbimizin muhteşem icraatına perde olur.
Karbondioksitin Taşınması
Hemoglobin, karbondioksit taşımakla da görevlidir. Karbondioksitin kanda taşınması, oksijene kıyasla daha kolaydır. Zira karbondioksit, oksijene kıyasla 20 kat daha fazla suda eriyebilir özellikte yaratılmıştır. Bu sebeple hekimlerin kandaki karbondioksiti azaltmak için özel bir çaba sarf etmelerine gerek kalmaz. Dolayısıyla solunum problemi olan hastalara oksijen vermek yeterli olur. Karbondioksit vücuttan kolay bir şekilde atılmasaydı, büyük bir problemle karşı karşıya kalırdık. Çünkü karbondioksiti dışarı atacak bir metot yoktur ve geliştirilmesi de neredeyse imkânsız gibidir.
Kandaki karbondioksitin büyük bir oranı (%70) bikarbonat şeklinde taşınır. Önce karbondioksit su ile birleşir. Bu birleşmenin neticesinde önce karbonik asit ve daha sonra bikarbonat üretilir. Bu reaksiyonlar sonucu karbondioksit bikarbonatın (HCO3) içinde gizlenerek akciğerlere gelir. Bunun ardından bikarbonat önce H+ile birleşir ve karbonik asit (H2CO3) ortaya çıkar. Sonra da su (H2O) ve karbondioksit (CO2) üretilir. Bikarbonattan ayrılan karbondioksit, akciğerlerden atmosfere atılır. Kandaki karbondioksitin %7’si erimiş suda ve %23’ü de hemoglobine bağlanarak taşınır. Yani hemoglobin akciğerlerden hücrelere giderken oksijen taşır, hücrelerden geri gelirken de üzerine bir miktar karbondioksit alır.
Asit-Baz Dengesi
Kanın pH değeri ortalama 7,4’tür. Kan pH’sının sabit kalması, hücrelerin hayatiyeti için çok önemlidir. Vücut sıvılarındaki asit (H+) iyon konsantrasyonunun düzenlenmesine asit-baz dengesi denilir. H+iyonlarındaki küçük değişiklikler, hücrelerin kimyevîreaksiyonlarında büyük değişikliklere sebep olurlar. Bu sebeple H+iyonlarının dengesinin düzenlenmesi, vücudun iç dengesi için çok ehemmiyetlidir.
Hemoglobin kanın asit-baz-dengesinde önemli görev yapar. Bazı hastalıklar sebebiyle kana kuvvetli asitler ilave olursa, hemoglobin; asit veya karbondioksit bağlayarak kanın asit miktarının artmasının (pH’sının düşmesinin) önüne geçmede önemli bir görev yapar. Benzer bir görev, baz miktarının artmasında da geçerlidir.
Hemoglobin ve onunla ilgili kimyevîmaddeleri ve reaksiyonları incelediğimizde, hepsinin son derecede hassas ayarlandığını ve her şeyin yerli yerinde olduğunu görmekteyiz.
