Efekt Haldane - Haldane effect

Efekt Haldane jest właściwością hemoglobiny opisaną po raz pierwszy przez Johna Scotta Haldane'a , w ramach której natlenienie krwi w płucach wypiera dwutlenek węgla z hemoglobiny, zwiększając usuwanie dwutlenku węgla. W konsekwencji natleniona krew ma zmniejszone powinowactwo do dwutlenku węgla. Zatem efekt Haldane opisuje zdolność hemoglobiny do przenoszenia zwiększonych ilości dwutlenku węgla (CO 2 ) w stanie odtlenionym, w przeciwieństwie do stanu natlenionego. Wysokie stężenie CO 2 ułatwia dysocjację oksyhemoglobiny.

Karbaminohemoglobina

Dwutlenek węgla przenika przez krew na trzy różne sposoby. Jednym z tych sposobów jest wiązanie się z grupami aminowymi , tworząc związki karbaminowe . Grupy aminowe są dostępne do wiązania na N-końcach i na łańcuchach bocznych reszt argininy i lizyny w hemoglobinie. Kiedy dwutlenek węgla wiąże się z tymi resztami, tworzy się karbaminohemoglobina . Ta ilość utworzonej karbaminohemoglobiny jest odwrotnie proporcjonalna do ilości tlenu przyłączonego do hemoglobiny. Zatem przy niższym nasyceniu tlenem powstaje więcej karbaminohemoglobiny . Ta dynamika wyjaśnia względną różnicę w powinowactwie hemoglobiny do dwutlenku węgla w zależności od poziomu tlenu, znaną jako efekt Haldana.

Buforowanie

Reszty histydyny w hemoglobinie mogą przyjmować i działać jako bufory . Odtleniona hemoglobina jest lepszym akceptorem protonów niż forma utleniona.

W krwinkach czerwonych enzym anhydraza węglanowa katalizuje przemianę rozpuszczonego dwutlenku węgla w kwas węglowy , który szybko dysocjuje do wodorowęglanu i wolnego protonu :

CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3 → H + + HCO 3 -

Zgodnie z zasadą Le Chateliera wszystko, co stabilizuje wytwarzany proton, spowoduje przesunięcie reakcji w prawo, a zatem zwiększone powinowactwo deoksyhemoglobiny do protonów zwiększa syntezę wodorowęglanu i odpowiednio zwiększa zdolność odtlenionej krwi do dwutlenku węgla. Większość dwutlenku węgla we krwi występuje w postaci wodorowęglanu. Tylko bardzo mała ilość jest faktycznie rozpuszczana jako dwutlenek węgla, a pozostała ilość dwutlenku węgla jest związana z hemoglobiną.

Oprócz zwiększania usuwania dwutlenku węgla z tkanek zużywających tlen, efekt Haldane sprzyja dysocjacji dwutlenku węgla z hemoglobiny w obecności tlenu . W naczyniach włosowatych zawartości tlenu, płuc, ten powoduje przemieszczenie dwutlenku węgla do osocza krwi wchodzi w niskiej zawartości tlenu z pęcherzyków płucnych i ma zasadnicze znaczenie dla pęcherzykowego wymiany gazowej .

Ogólne równanie efektu Haldane'a jest następujące:

H + + HbO 2 - H + Hb + O 2 ;

Jednak to równanie jest mylące, ponieważ odzwierciedla przede wszystkim efekt Bohra . Znaczenie tego równania polega na uświadomieniu sobie, że utlenianie Hb sprzyja dysocjacji H + od Hb, co przesuwa równowagę buforu wodorowęglanowego w kierunku tworzenia CO 2 ; dlatego CO 2 jest uwalniany z RBC.

Znaczenie kliniczne

U pacjentów z chorobami płuc płuca mogą nie być w stanie zwiększyć wentylacji pęcherzykowej w obliczu zwiększonych ilości rozpuszczonego CO 2 .

To częściowo wyjaśnia obserwację, że niektórzy pacjenci z rozedmą płuc mogą mieć wzrost P a CO 2 (ciśnienie parcjalne tętniczego rozpuszczonego dwutlenku węgla) po podaniu dodatkowego tlenu, nawet jeśli zawartość CO 2 pozostaje taka sama.

Zobacz też

Bibliografia

Linki zewnętrzne