Verigo-Bohr hatás

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt hozzászólók, és jelentősen eltérhet a 2013. július 10-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 30 szerkesztést igényelnek .

Verigo-Bohr- effektus (szinonimák - Verigo -effektus , Bohr-effektus ) - az oxihemoglobin disszociációs fokának függése a szén-dioxid parciális nyomásának értékétől az alveoláris levegőben és a vérben, az oxigén affinitásának csökkenésével megemelkedik a hemoglobin , ami megnehezíti az oxigén átjutását a kapillárisokból a szövetekbe. Ezt a hatást egymástól függetlenül fedezte fel BF Verigo orosz fiziológus 1892-ben [1] és K. Bohr dán fiziológus 1904-ben [2] .

Felfedezési előzmények

A hipoxia problémájának kidolgozásának alapját I. M. Sechenov orosz fiziológus fektette le a légzés fiziológiájával és a vér gázcsere funkciójával kapcsolatos alapvető munkával. B. F. Verigo orosz fiziológusnak a tüdőben és a szövetekben zajló gázcsere fiziológiájával foglalkozó tanulmányai is nagy jelentőséggel bírnak. Sechenov elképzelései alapján a szén-dioxid és a vérben lévő oxigén közötti kölcsönhatás összetett formáiról (Verigo Sechenov, I. R. Tarhanov és I. I. Mechnikov laboratóriumában dolgozott ) először megállapította az oxihemoglobin disszociációs fokának függőségét az oxihemoglobin értékétől. a szén-dioxid parciális nyomása a vérben.

Biokémiai mechanizmus

A perifériás szövetek sejtjeiben a szerves tüzelőanyag a mitokondriumokban oxidálódik oxigén (sejtlégzés) segítségével, amelyet a hemoglobin szállít a tüdőből; ebben az esetben szén-dioxid, víz és egyéb vegyületek keletkeznek termékként . A szén-dioxid képződése a szövetekben egyidejűleg a H + -ionok koncentrációjának növekedéséhez (vagyis a pH csökkenéséhez ) vezet, mivel amikor a CO 2 hidratálódik , H 2 CO 3 képződik  - egy gyenge szénsav, amely disszociál. H + ionokká és bikarbonát ionokká:

H 2 CO 3 ⇄ H + + HCO 3 - .

A szövetekben képződő és a tüdőbe és a vesékbe jutó CO 2 és H + ionok teljes mennyiségének jelentős részét (kb. 20%-át) a hemoglobin hordozza , biztosítva ezen termékek felszabadulását.

Sok évvel ennek a mechanizmusnak a felfedezése előtt azt találták, hogy a hemoglobin oxigénkötését nagyon erősen befolyásolja a pH és a CO 2 koncentráció: CO 2 és H + ionok hozzáadásával csökken a hemoglobin O 2 megkötő képessége. Valójában a viszonylag alacsony pH-jú és magas CO 2 -koncentrációjú perifériás szövetekben a hemoglobin oxigén iránti affinitása csökken. Ezzel szemben a tüdőkapillárisokban a CO 2 felszabadulása és az ezzel járó vér pH-értékének emelkedése a hemoglobin oxigén iránti affinitásának növekedéséhez vezet. A pH és a CO 2 koncentrációnak a hemoglobin O 2 kötésére és felszabadulására gyakorolt ​​hatását Verigo-Bohr hatásnak nevezik.

Az oxigén megkötésének reakciója a hemoglobin formájában

Hb + O 2 ⇄ HbO 2

valójában nem teljes képet tükröz, mivel nem veszi figyelembe a további H + és CO 2 ligandumokat .

A H + ionok koncentrációjának az oxigénkötésre gyakorolt ​​hatásának magyarázatához ezt a reakciót más formában kell felírni:

HHb + + O 2 ⇄ HbO 2 + H + ,

ahol a HHb +  a hemoglobin protonált formája. Ebből az egyenletből következik, hogy a hemoglobin oxigéntelítettségi görbéje a H + -ionok koncentrációjától függ . A hemoglobin megköti az O 2 és H + ionokat is, de e két folyamat között fordított összefüggés van. Ha az oxigén parciális nyomása magas (ami például a tüdőben figyelhető meg), akkor a hemoglobin megköti, H + ionokat szabadítva fel . Alacsony oxigén parciális nyomáson (ami a szövetekben fordul elő) a H + -ionok a hemoglobinhoz kötődnek .

A szén-dioxid hemoglobinkötésének hatékonysága (a karbaminohemoglobin, közismertebb nevén karbhemoglobin [3] képződésével ) fordítottan arányos az oxigénkötéssel. A szövetekben a felesleges CO 2 egy része a hemoglobinhoz kötődik, ez utóbbi O 2 - iránti affinitása csökken, és oxigén szabadul fel. A tüdőben az O 2 levegőfelesleg kötődik, ezáltal csökken a hemoglobin CO 2 iránti affinitása, és CO 2 kerül az alveoláris levegőbe , ami hozzájárul a vér enyhe savasodásához a disszociációból származó H + ionok miatt. szénsav (lásd fent).

A leírt függőségek a hemoglobin molekulát tökéletesen alkalmazkodóvá teszik az oxigén, a szén-dioxid és a H + ionok vörösvértestek általi együttes szállításához [4] .

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ Verigo B. F. Zur Frage über die Wirkung des Sauerstoff auf die Kohlensäureausscheidung in den Lungen // Archiv für die gesammte Physiologie des Menschen und der Thiere : cikk. - 1892. - 51. sz . - S. 321-361 .
  2. ↑ Chr. Bohr, K. Hasselbalch és August Krogh. Egy biológiailag fontos kapcsolatról – A vér szén-dioxid-tartalmának hatása az oxigénkötésre // Skand. Boltív. fiziol. : cikk. - 1904. - 16. sz . - S. 401-412 .
  3. ↑ Karbhemoglobin // Biológiai enciklopédikus szótár .
  4. ↑ Lehninger A. A biokémia alapjai: 3 kötetben. 1. kötet - M . : Mir, 1985. - S. 208-210. — 367 p.

Irodalom

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák