雙面搬運工

雙面搬運工

這個“雙面搬運工”是誰呀？是一個長著兩張臉的人？還是一臺會前后行走的機器？

都不是啦。這里說的雙面搬運工是我們身體里的血紅細胞。

我們要感謝肺部的辛勤勞作。可是，我們身體的每個細胞都會產生二氧化碳，單靠肺是無法完成呼吸的，這時候“小個子英雄”——紅細胞就出場啦！

神奇的紅細胞

我們吸到肺里的氧氣由紅細胞運輸到身體的其他組織中去，每個細胞產生的二氧化碳又由紅細胞運回到肺里，然后隨著呼氣排到空氣中去。

紅細胞之所以這么神奇，就是因為它有一種神奇的蛋白質——血紅蛋白。大部分人的血紅蛋白由四條蛋白鏈構成，每條鏈分別折疊盤曲，在分子表面形成一個“口袋”，將血紅素“裝”到里面去。

血紅蛋白的每條鏈上都有一個血紅素輔基，上面有一個能結合氧氣的亞鐵離子，每個亞鐵離子都可以結合一個氧氣分子，所以，一個血紅蛋白最多可以運輸四個氧氣分子。

“雙面搬運工”血紅蛋白

正如人有緊張和放松兩種狀態一樣，血紅蛋白也是如此！

在血紅蛋白還沒有與氧氣結合的時候，它的四條鏈緊緊地抱在一起。在這種狀態下，分子表面的“口袋”就會變得很小，血紅素深深地藏在其中，這樣亞鐵離子就很難接觸并結合氧氣，這種狀態下的血紅蛋白被稱為“緊張態”。

血液為什么是紅色的？

血紅素輔基上有一個亞鐵離子，正是亞鐵離子的存在使得血液呈現出鮮紅的顏色。不僅如此，亞鐵離子也是血紅蛋白結合氧氣的地方呢！

正協同效應

這個過程在科學界有一個形象的術語對其進行恰當的描述，那便是“正協同效應”——簡單來說就是血紅蛋白的一個亞基一旦結合上氧氣，就“協同”其他亞基兄弟們一起“發家致富”，讓它們更加容易地結合上氧氣分子。

請努力“裝載”氧氣！

在“緊張態”下，血紅蛋白很難結合氧氣，不過如果周圍氧氣比較豐富，氧氣分子中就總有那么一個“幸運兒”會接觸到“口袋”中血紅素上的亞鐵離子并與之結合，一旦一條鏈結合了氧氣分子，就會起到“牽一發而動全身”的效果，相鄰亞基之間的構象（空間結構和相對位置）就會發生改變，四條蛋白鏈就松弛了很多，連“口袋”中的血紅素都暴露在外了。于是，血紅蛋白其他鏈結合氧氣的能力就會大大提高，而這種狀態的血紅蛋白被稱為“放松態”。

請盡情“卸下”氧氣！

當裝滿氧氣的血紅蛋白現在到了“耗氧大戶”——肌肉細胞這里來的時候，要怎么“變臉”呢？肌肉細胞里有大量的由細胞呼吸產生的二氧化碳，當然還有無氧呼吸產生的乳酸，總之就是二氧化碳分子和氫離子，這兩種物質可以在血紅蛋白的某些特殊的位置上結合，促進血紅蛋白從放松態再次變成緊張態，在肌肉組織中“卸下”大量氧氣。

血紅蛋白為什么要“變臉”？

如果血紅蛋白只能“緊張”的話，對氧氣的吸附能力就很弱，也就無法保證它在肺部快速地把氧氣裝載到“車”上；相反，如果血紅蛋白只能“放松”的話，也就是對氧氣有著很強烈的吸附作用，那么怎么保證血紅蛋白上的氧氣被快速地“卸載”到急需氧氣的身體各個部位呢？

所以，為了成為一個合格的“搬運工”，血紅蛋白就必須有兩副面孔，既能“拿得起”又能“放得下”！

殺人于無形的一氧化碳

在封閉的室內燒煤取暖也存在安全隱患——煤炭在不完全燃燒的情況下，會產生無色無味的一氧化碳。如果門窗長期緊閉，就會導致房間里的人一氧化碳中毒，嚴重時甚至會危及生命。

與氧氣比起來，血紅素更喜歡一氧化碳，所以當空氣中的一氧化碳含量比較高的時候，它們就會牢牢占據血紅細胞中原本屬于氧氣的位置；當一氧化碳分子與帶氧的血紅蛋白結合時，就會阻止氧氣的釋放，這樣一來，人體組織很快就缺氧了！

考考你：

有人說在煤爐旁邊放盆水就可以避免中毒，這是真的嗎？