人類的血紅蛋白為什麼會進化成優先攝取一氧化碳,而非氧氣?

愛--雨天

這個問題非常好!一氧化碳對人類有毒,這是常識,但為何我們會進化為血紅蛋白優先攝取一氧化碳呢?因為它對人體太有用了!
人類從血紅素蛋白的常規分解代謝中不停地製備一氧化碳,並且我們已經發展到在數百條生理途徑中使用它。 人體的這些信號分子都是非常靈敏的——低濃度即可產生反應,因而身體更傾向於對一氧化碳更敏感,也就是題主說的“優先攝取”(親和力是氧氣的120倍)。
研究發現人體內自然產生的一氧化碳有以下生理功能

a.抑制炎症

一氧化碳在體內可以抑制,逆轉和修復因各種炎症反應而引起的組織損傷,一氧化碳代謝異常與多種疾病有關,包括神經退行性疾病,高血壓,心力衰竭和病理性炎症。已證明一氧化碳相對於炎症抑制白細胞移動,刺激細菌的白細胞吞噬作用,並減少白細胞產生的促炎細胞因子。此外,在動物模型研究中,一氧化碳降低實驗誘導的細菌性敗血症,胰腺炎,肝臟缺血/再灌注損傷,結腸炎,骨關節炎,肺損傷,肺移植排斥和神經性疼痛,同時促進皮膚傷口癒合。這些研究表明一氧化碳是限制炎症的生理因素,並提示其通過吸入或一氧化碳藥物的給藥可能在控制病理性炎症反應方面是治療上有用的]。

b.調節心血管功能

CO作為內源性信號分子起作用,調節心血管系統的功能,抑制血小板聚集和粘附,抑制,逆轉和修復由炎症反應引起的損傷。可能是一種潛在的治療藥物。
此外一氧化碳還是感覺神經遞質,調節所有的感官知覺。
Enjoy!

維庚爸爸的減脂實驗室

C O 對血紅蛋白的親合力較 O2 高約 240 倍,這個和CO的化學特性有關。

每個 Hb 分子由 1 個珠蛋白和 4 個血紅素(又稱亞鐵原卟啉)組成。


每個血紅素又由4個吡咯基組成一個環,中心為一鐵原子。每個珠蛋白有 4 條多肽鏈,每條多肽鏈與 1 個血紅至少連接構成 Hb 的單體或亞單位。CO與 Hb 結合後佔據 Hb 分子中的「氧結合位點」,妨礙 Hb 與 O2 的結合。即與 CO 合為 HbCO,而排斥 O2。這個過程相當於一氧化碳同時於氧氣競爭的時候,因為氧氣競爭力遠遠低於一氧化碳,導致表象就是血紅蛋白優先結合一氧化碳。那麼你要問了,難道就不能進化出別的功能的血紅蛋白,這種新的運送氧氣的蛋白就是優先結合氧氣的。

血紅蛋白選擇鐵元素來作為生命體中進行的生物氧化還原反應的過度元素是有其必然性。

鐵是變價元素,0價只有還原性,+6價只有氧化性,+2,+3價既有還原性又有氧化性。(這個問題其實可以這樣理解,不排除之前存在血紅蛋白用了其他元素,比如元素週期表中鐵的化學性能類似的其他元素,但是在環境的篩選和淘汰後,留下了有鐵元素的個體,他們正常繁衍生息,逐漸形成了血紅蛋白是有鐵元素的)。

說到了這裡了,也就大體能明白了,不是不進化出結合氧氣的能力超過一氧化碳的血紅蛋白,而是因為除了含鐵元素的血紅蛋白的其他血紅蛋白都被大自然否決了!而含鐵元素的血紅蛋白就是容易結合一氧化碳!

我的理解就這麼多,希望大咖們留言補充。


分享到:


相關文章: