Диокси́д углеро́да или двуо́кись углеро́да (также оксид углерода(IV), углеки́слый газ, у́гольный ангидри́д, углекислота́, формула — CO2) — химическое вещество, представляющее собой бинарное неорганическое соединение в форме кислотного оксида, молекула которого состоит из одного атома углерода и двух атомов кислорода.
Кровь — жидкая и подвижная соединительная ткань внутренней среды организма. Состоит из жидкой среды — плазмы — и взвешенных в ней форменных элементов : эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. Циркулирует по замкнутой системе сосудов под действием силы ритмически сокращающегося сердца и не сообщается непосредственно с другими тканями тела ввиду наличия гистогематических барьеров.
Эритроци́ты, также известные под названием кра́сные кровяны́е тельца́ — клетки крови позвоночных животных, человека и гемолимфы некоторых беспозвоночных. Они насыщаются кислородом в лёгких или в жабрах и затем разносят его (кислород) по телу животного.
Эритропоэз — это одна из разновидностей процесса гемопоэза (кроветворения), в ходе которой образуются красные кровяные клетки (эритроциты). Эритропоэз стимулируется уменьшением доставки кислорода к тканям, которое детектируется почками. Почки в ответ на тканевую гипоксию или ишемию выделяют гормон эритропоэтин, который стимулирует эритропоэз. Этот гормон стимулирует пролиферацию и дифференциацию клеток-предшественников красного кровяного ростка, приводя тем самым к ускоренному эритропоэзу в кроветворных тканях и к увеличению выхода эритроцитов в кровь. У птиц и млекопитающих после рождения гемопоэз — и в том числе эритропоэз — осуществляется в костном мозге, который и является единственной кроветворной тканью в норме после рождения. У ранних эмбрионов и плодов гемопоэз происходит в мезодермальных клетках желточного мешка. Начиная с третьего месяца беременности, у человека гемопоэз начинает происходить в фетальной печени и фетальной селезёнке. После 7-го месяца беременности гемопоэз у плода происходит преимущественно в костном мозге. Повышение физической активности, а также кровопотеря, курение, пребывание в горах, некоторые сердечно-сосудистые заболевания и лёгочные заболевания, приводящие к нарушению доставки кислорода тканям, могут способствовать усилению эритропоэза. Напротив, при почечной недостаточности с нарушением выработки эритропоэтина, при дефиците белков, витамина B12 или фолиевой кислоты, железа и других нутриентов, при хронических инфекциях, при злокачественных опухолях, при ряде интоксикаций, при ряде заболеваний костного мозга — наблюдается нарушение или угнетение эритропоэза, приводящее к снижению уровня гемоглобина и эритроцитов — к развитию анемии. У людей с некоторыми заболеваниями и у некоторых видов животных при некоторых обстоятельствах гемопоэз, и в том числе эритропоэз, может также происходить и вне пределов костного мозга, в печени и/или селезёнке. Это называется «экстрамедуллярный (внекостномозговой) гемопоэз».
Кислоро́дное отравле́ние, гиперокси́я — отравление, которое в острой форме возникает вследствие дыхания кислородосодержащими газовыми смесями при повышенном давлении. Отравление может возникнуть и при обычном давлении в случае длительного вдыхания смеси, содержащей более 60% кислорода. Отравление кислородом возможно при использовании кислородных аппаратов, регенеративных аппаратов, при использовании для дыхания искусственных газовых смесей, во время проведения кислородной рекомпрессии, а также вследствие превышения лечебных доз в процессе оксигенобаротерапии. При отравлении кислородом развиваются нарушения функций центральной нервной системы, органов дыхания и кровообращения.
Гемоглоби́н — сложный железосодержащий белок животных, обладающих кровообращением, способный обратимо связываться с кислородом, обеспечивая его перенос в ткани. У позвоночных животных содержится в эритроцитах, у большинства беспозвоночных растворён в плазме крови (эритрокруорин) и может присутствовать в других тканях. Молекулярная масса гемоглобина человека — около 66,8 кДа. Молекула гемоглобина может нести до четырёх молекул кислорода. Один грамм гемоглобина может переносить до 1,34 мл кислорода.
Гемоглоби́н F (HbF) — фетальный, плодный тип гемоглобина человека.
Миоглоби́н — кислородосвязывающий белок скелетных мышц и мышцы сердца. Функция миоглобина заключается в создании в мышцах кислородного резерва, который расходуется по мере необходимости, восполняя временную нехватку кислорода.
Анеми́я, синоним — малокровие, — состояние, для которого характерно уменьшение количества эритроцитов и снижение содержания гемоглобина в единице объема крови.
Азотфикса́ция, или азотофиксация, — фиксация молекулярного атмосферного азота, диазотрофия. Процесс восстановления молекулы азота и включения её в состав своей биомассы прокариотными микроорганизмами. Важнейший источник азота в биологическом круговороте. В наземных экосистемах азотфиксаторы локализуются в основном в почве.
Жа́бры — органы водного дыхания. Жабры у рыб расположены на жаберных дугах в ротоглоточной полости и прикрыты снаружи жаберными крышками. У других животных жабры имеют различное расположение и различный вид, так, например, у аксолотлей и других личинок хвостатых земноводных жабры имеют наружное расположение.
Карбоксигемоглобин (HbCO) — прочное соединение гемоглобина и угарного газа. Избыток карбоксигемоглобина в крови приводит к кислородному голоданию, головокружению, тошноте, рвоте или даже смерти, так как угарный газ, связанный с гемоглобином, лишает его возможности присоединять к себе кислород.
Цианоз, синюха — синюшная окраска кожи и слизистых оболочек, обусловленная высоким содержанием в крови восстановленного гемоглобина. Синюшность, обусловленную попаданием в кровь красителей или отложением в коже различных веществ, называют ложным цианозом. Истинный цианоз является симптомом гипоксемии. Он появляется при концентрации в капиллярной крови восстановленного гемоглобина более 50 г/л. Отчетливее выражен у больных с полицитемией, а при анемии цианоз появляется, когда более половины гемоглобина становится восстановленным.
Искусственная кровь — общее название для целого ряда кровезаменителей, призванных выполнить и улучшить функции традиционной донорской крови. Особо интенсивные научно-исследовательские работы в данном направлении, хотя и разными методами, до и особенно после 2000 года начали вести группы учёных из России, Японии, США, Швеции, Германии и других стран.
Гемэритри́н — олигомерный железосодержащий белок класса металлопротеинов, обнаруженный в крови некоторых беспозвоночных животных. Способный обратимо связываться с кислородом, обеспечивая его перенос в ткани. Гемэритрин используется для транспорта кислорода в крови плеченогих, сипункулид, приапулид, некоторых кольчатых червей (полихет). Кроме того, гемэритрин обнаружен у метанотрофной бактерии Methylococcus capsulatus. Миогемэритрин — аналог миоглобина позвоночных, обнаруживается в мышцах некоторых морских беспозвоночных.
Ми́ссенс-мута́ция — точечная мутация, в результате которой измененный кодон начинает кодировать другую аминокислоту. В зависимости от того, насколько различаются свойства белков, синтезированных на основе измененных кодонов, от свойств изначальных протеинов, выделяют:
- Приемлемые миссенс-мутации — специфичные свойства протеинов совпадают. Например, гемоглобин Хикари может связывать кислород так же как и обычный гемоглобин.
- Частично приемлемые миссенс-мутации — специфичные свойства протеинов частично совпадают. Например, Гемоглобин S тоже связывает кислород, но не так эффективно как обычный гемоглобин.
- Неприемлемые миссенс-мутации — свойства протеинов не совпадают. Например, метгемоглобин вообще не способен связывать кислород, в результате развивается метгемоглобинемия.
Эффект Вериго — Бора — зависимость степени диссоциации оксигемоглобина от величины парциального давления углекислоты в альвеолярном воздухе и крови, при снижении которого сродство кислорода к гемоглобину повышается, что затрудняет переход кислорода из капилляров в ткани. Эффект этот был открыт независимо друг от друга Б. Ф. Вериго в 1898 году и датским физиологом К. Бором в 1904 году.
Гем b — наиболее часто встречающийся гем, как в гемоглобине, так и в миоглобине. Такое семейство ферментов как пероксидазы тоже содержат в себе гем Б. Циклооксигеназа-1 и циклооксигеназа-2 из малоизвестного семейства семейства циклооксигеназ содержат в себе гем Б как один из своих активных сайтов.
Бактеро́иды — особая покоящаяся форма, имеющаяся у бактерий порядка Rhizobiales. Бактероиды образуются в корневых клубеньках растений семейства Бобовые (Fabaceae). Они представляют собой крупные клетки неправильной формы, нередко разветвлённые. В клубеньках, содержащих бактероиды, имеется пигмент легоглобин, близкий к гемоглобину. По-видимому, ему клубеньки обязаны способностью фиксировать азот. Именно на стадии бактероида бактерии обладают наибольшей азотфиксирующей активностью.
Эффект Холдейна — свойство гемоглобина, впервые описанное Джоном Скоттом Холдейном. Оксигенация крови в легких вытесняет углекислый газ из гемоглобина, что увеличивает удаление углекислого газа. Это свойство является эффектом Холдейна. Следовательно, насыщенная кислородом кровь имеет пониженное сродство к углекислому газу. Таким образом, эффект Холдейна описывает способность гемоглобина переносить повышенное количество углекислого газа (CO2) в состоянии, не содержащем кислород, в отличие от состояния, насыщенного кислородом. Высокая концентрация CO2 способствует диссоциации оксигемоглобина.
