Ang Kamangha-manghang Molekula ng Hemoglobin

“Parang napakasimple lang ng paghinga, pero lumilitaw na ang pangunahing indikasyong ito ng buhay ay nakadepende sa inter-aksiyon ng maraming uri ng atomo sa isang napakahalaga at napakamasalimuot na molekula.”​—Max F. Perutz, isa sa dalawang tumanggap ng Nobel Prize noong 1962 para sa pag-aaral ng molekula ng hemoglobin.

ANG paghinga ay lagi nating ginagawa. Pero hindi ito nabibigyang-pansin ng marami. Napakahalaga nito para mabuhay tayo. Gayunman, walang silbi ang paghinga kung wala ang molekula ng hemoglobin, isang napakaliit at masalimuot na obra maestra ng ating Maylalang. Ang hemoglobin na nasa loob ng bawat isa sa ating 30 trilyong pulang selula ng dugo ay nagdadala ng oksiheno mula sa ating baga tungo sa mga himaymay ng ating katawan. Kung walang hemoglobin, agad tayong mamamatay.

 Paano kinukuha, tina-trap, at pinakakawalan ng molekula ng hemoglobin ang maliliit na molekula ng oksiheno sa tamang panahon? Tingnan natin ang ilang kahanga-hangang proseso na nangyayari sa molekula.

Pagkaliliit na “Taxi”

Ang isang molekula ng hemoglobin ay parang isang napakaliit na taxi na may apat na pinto at nakapagsasakay lang ng apat na “pasahero.” Hindi kailangan ng taxi na ito ng isang drayber. Nakasakay kasi ito sa isang container van na lumalarawan sa pulang selula ng dugo na puno ng mga molekulang ito ng hemoglobin.

Nagsisimula ang biyahe ng isang molekula ng hemoglobin kapag dumating na ang pulang selula ng dugo sa mga alveolus ng baga​—ang “airport.” Habang humihinga tayo at nagpapasok ng hangin sa ating baga, ang kadarating lang na napakarami at pagkaliliit na molekula ng oksiheno ay naghahanap ng masasakyang taxi. Kakalat agad ang mga ito sa pulang selula ng dugo, ang “container van.” Sa loob ng bawat selula, sarado pa ang mga pinto ng mga taxi, ang hemoglobin. Pero hindi magtatagal, makasisingit ang isang molekula ng oksiheno sa nagmamadaling pulutong at makasasakay sa isang taxi.

Ngayon tingnan natin ang kakaibang mangyayari. Sa loob ng pulang selula, magsisimulang magbago ang hugis ng molekula ng hemoglobin. Ang lahat ng apat na “pinto” ng taxi ay kusang magbubukas sa pagpasok ng unang pasahero. Kaya madaling makapapasok ang tatlo pang pasahero. Napakahusay ng prosesong ito. Sa isang paghinga lang, 95 porsiyento ng “upuan” ng lahat ng taxi sa pulang selula ng dugo ang naookupa. Ang mahigit sa 250 milyong molekula ng hemoglobin sa isang pulang selula ng dugo ay makapagdadala ng mga isang bilyong molekula ng oksiheno! Handa na ang pulang selula ng dugo​—kung saan nakasakay ang lahat ng taxi​—na ihatid ang napakahalagang oksiheno sa mga himaymay ng katawan na nangangailangan nito. Pero baka maitanong mo, ‘Bakit hindi nakalalabas ang mga atomo ng oksiheno sa loob ng pulang selula ng dugo kapag hindi pa panahon?’

Sa loob ng bawat molekula ng hemoglobin, ang mga molekula ng oksiheno ay sumasama sa mga naghihintay na atomo ng iron. Alam mo siguro na kapag nagsama-sama ang oksiheno, iron, at tubig, ang resulta ay iron oxide o kalawang. Kapag nangyari ito, permanente nang mata-trap ang oksiheno. Kaya paano napagsasama at napaghihiwalay ng molekula ng hemoglobin ang iron at oksiheno sa loob ng matubig na pulang selula ng dugo nang walang nabubuong kalawang?

Tingnan sa Malapitan

Para masagot ang tanong na iyan, suriin natin nang malapitan ang molekula ng hemoglobin. Binubuo ito ng mga 10,000 atomo​—atomo ng hidroheno, karbon, nitroheno, sulfur, at oksiheno​—na nakapalibot nang maayos sa 4 lamang na atomo ng iron. Bakit kailangan ng apat na atomo ng iron ng napakaraming suporta?

Una, ang apat na atomo ng iron ay may electrical charge at dapat na makontrol na mabuti. Kung hindi, ang atomo na may electrical charge, tinatawag na ion, ay makapipinsala nang malaki sa loob ng selula. Kaya ang bawat isa sa apat na ion ng iron ay nasa gitna ng isang matibay at pananggalang na plate. * Pagkatapos, ang apat na plate na ito ay maingat na inayos sa loob ng molekula ng hemoglobin anupat ang mga molekula ng oksiheno lang ang makapapasok upang sumama sa mga ion ng iron at hindi ang mga molekula ng tubig. Kung walang tubig, walang mabubuong kalawang.

Hindi kaya ng iron sa loob ng molekula ng hemoglobin na papasukin at pakawalan ang oksiheno nang walang tulong. Pero kung wala rin ang apat na iron na may electrical charge, mawawalan ng silbi ang iba pang atomo ng molekula ng hemoglobin. Madadala lang ang oksiheno sa daluyan ng dugo kapag lapat na lapat sa molekula ng hemoglobin ang mga ion ng iron.

Paglabas ng Oksiheno

Sa pagdaloy ng pulang selula ng dugo mula sa mga arteri patungo sa pagkaliliit na kapilyari sa mga himaymay ng katawan, nagbabago ang kalagayan sa palibot ng pulang selula ng dugo. Mas mataas na ang temperatura dito kaysa sa  baga, mas kaunti ang oksiheno, at mas mataas ang acidity dahil sa carbon dioxide sa palibot ng selula. Hudyat ito na dapat nang pakawalan ng mga molekula ng hemoglobin, o taxi, ang napakahalaga nitong pasahero, ang oksiheno.

Kapag nakalabas na ang mga molekula ng oksiheno mula sa molekula ng hemoglobin, muling magbabago ang hugis ng molekula ng hemoglobin. Tamang-tama lang ito para “magsara ang mga pinto” at maiwan ang oksiheno sa labas, kung saan ito kailangang-kailangan. Dahil nakasara na ang mga pinto, hindi na makapagdadala ang hemoglobin ng anumang oksiheno pabalik sa baga. Sa halip, agad itong kukuha ng carbon dioxide at babalik sa baga.

Kapag nasa baga na ang pulang selula ng dugo na deoxygenated, ilalabas ng mga molekula ng hemoglobin ang carbon dioxide at muling kukuha ng oksihenong kailangan natin para mabuhay. Ang prosesong ito ay libu-libong beses na mauulit sa loob ng mga 120 araw na siyang haba ng buhay ng isang pulang selula ng dugo.

Maliwanag, ang hemoglobin ay hindi isang ordinaryong molekula. Ito ay “isang napakahalaga at napakamasalimuot na molekula,” gaya ng sinabi sa pasimula ng artikulong ito. Tiyak na humahanga tayo at nagpapasalamat sa napakatalino at napakaingat na pagkakadisenyo ng Maylalang sa pagkaliliit na molekulang ito na kailangan natin para mabuhay!

[Talababa]

[Kahon/Chart sa pahina 28]

ALAGAAN ANG IYONG HEMOGLOBIN!

Kapag may nagsabi sa iyo, “Mababa ang dugo mo,” ibig sabihin nito ay kulang sa hemoglobin ang iyong dugo. Kung wala ang apat na napakahalagang atomo ng iron sa molekula ng hemoglobin, mawawalan ng silbi ang 10,000 iba pang atomo nito. Kaya mahalaga na kumain tayo ng masusustansiyang pagkain na may sapat na iron. Makikita sa tsart ang ilang pagkain na mayaman sa iron.

Bukod sa pagkain ng mga pagkaing mayaman sa iron, dapat din nating sundin ang mga mungkahing ito: 1. Mag-ehersisyo nang tama at regular. 2. Huwag manigarilyo. 3. Iwasang makalanghap ng usok ng sigarilyo ng iba. Bakit mapanganib ang usok ng sigarilyo at ng iba pang tabako?

Dahil ang usok na ito ay napakaraming carbon monoxide, ang lason na ibinubuga rin ng mga sasakyan. Nakamamatay ang carbon monoxide. Ginagamit ito ng ilang taong nagpapakamatay. Sumasama ang carbon monoxide sa mga atomo ng iron ng hemoglobin nang mahigit sa 200 beses kaysa sa nagagawa ng oksiheno. Kaya ang usok ng sigarilyo ay masama sa tao. Hinaharang kasi nito ang pagpasok ng oksiheno.

[Chart]

PAGKAIN DAMI IRON(mg)

Blackstrap molasses 1 kutsara 5.0

Raw tofu 1/2 tasa 4.0

Lentehas 1/2 tasa 3.3

Leeg o balikat ng baka 85 gramo 3.2

Pasas 1/2 tasa 1.6

Kidney beans 1/2 tasa 2.6

Patatas 1 malaki 3.2

Gisantes 1/2 tasa 2.4

Broccoli 1 tangkay na katamtaman ang laki 2.1

Hita ng manok 85 gramo 2.0

Spinach (hilaw) 1 tasa 0.8

[Dayagram/Larawan sa pahina 26]

(Para sa aktuwal na format, tingnan ang publikasyon)

Protina

Oksiheno

Atomo ng iron

Heme

Sa loob ng baga na puno ng oksiheno, pumapasok ang molekula ng oksiheno sa hemoglobin

Magkakaroon ng maliit na pagbabago sa hugis ng hemoglobin pagpasok rito ng unang molekula ng oksiheno, kaya makapapasok agad ang tatlo pang molekula ng oksiheno

Mula sa baga, dadalhin ng hemoglobin ang mga molekula ng oksiheno at pakakawalan ito sa mga bahagi ng katawan na nangangailangan nito