Efect Bohr

Dintre Efect Bohr indică capacitatea oxigenului de a se lega de hemoglobină în funcție de valoarea pH-ului și de presiunea parțială a dioxidului de carbon. Este în mare parte responsabil pentru schimbul de gaze în organe și țesuturi. Bolile respiratorii și respirația incorectă au un impact asupra valorii pH-ului sângelui prin efectul Bohr și perturbă schimbul normal de gaze.

Care este efectul Bohr?

Efectul Bohr este numit după descoperitorul său Christian Bohr, tatăl celebrului fizician Niels Bohr. Christian Bohr (1855-1911) a recunoscut dependența afinității de oxigen (capacitatea de a lega oxigenul) hemoglobinei de valoarea pH-ului sau a dioxidului de carbon sau a presiunii parțiale a oxigenului. Cu cât valoarea pH-ului este mai mare, cu atât afinitatea de oxigen a hemoglobinei este mai puternică și invers.

Împreună cu efectul legării cooperative a oxigenului și a influenței ciclului Rapoport-Luebering, efectul Bohr permite hemoglobinei să fie un transportor ideal de oxigen în organism. Aceste influențe modifică proprietățile sterice ale hemoglobinei. În funcție de condițiile ambientale, se stabilește raportul dintre hemoglobina T slab legată de oxigen și R-hemoglobina care leagă bine oxigenul. Oxigenul este în mod normal preluat în plămâni, în timp ce oxigenul este de obicei eliberat în celelalte țesuturi.

Funcție și sarcină

Efectul Bohr asigură că organismul este furnizat cu oxigen prin transportarea oxigenului cu ajutorul hemoglobinei. Oxigenul este legat ca un ligand la atomul de fier central al hemoglobinei. Complexul proteic care conține fier are patru unități heme fiecare. Fiecare unitate heme poate lega o moleculă de oxigen. Astfel, fiecare complex proteic poate conține până la patru molecule de oxigen.

Modificarea proprietăților sterice ale hemeului ca urmare a influenței protonilor (ionilor de hidrogen) sau a altor liganzi modifică echilibrul dintre forma T și forma R a hemoglobinei. În țesuturile care folosesc oxigen, legarea oxigenului la hemoglobină este slăbită prin scăderea valorii pH-ului. Este livrat mai bine. Prin urmare, în țesuturile active metabolice, o creștere a concentrației ionilor de hidrogen duce la o eliberare crescută de oxigen. Presiunea parțială a dioxidului de carbon a sângelui crește în același timp. Cu cât valoarea pH-ului este mai scăzută și cu cât este mai mare presiunea parțială a dioxidului de carbon, cu atât este mai mult oxigen. Acest lucru continuă până când complexul de hemoglobină este complet lipsit de oxigen.

În plămâni, presiunea parțială a dioxidului de carbon scade prin expirare. Aceasta duce la o creștere a valorii pH-ului și, astfel, la o creștere a afinității de oxigen a hemoglobinei. Prin urmare, pe lângă eliberarea de dioxid de carbon, oxigenul este preluat și de hemoglobină în același timp.

Mai mult, legarea cooperativă a oxigenului depinde de liganzi. Atomul central de fier leagă protoni, dioxid de carbon, ioni de clorură și molecule de oxigen ca liganzi. Cu cât sunt mai mulți liganzi de oxigen, cu atât afinitatea oxigenului este mai puternică la restul siturilor de legare. Cu toate acestea, toți ceilalți liganzi slăbesc afinitatea hemoglobinei pentru oxigen. Aceasta înseamnă că cu cât mai mulți protoni, molecule de dioxid de carbon sau ioni de clorură sunt legați de hemoglobină, cu atât este mai ușor pentru eliberarea oxigenului rămas. Cu toate acestea, o presiune parțială mare de oxigen promovează legarea oxigenului.

În plus, un mod diferit de glicoliză are loc în eritrocite decât în ​​celelalte celule. Acesta este ciclul Rapoport-Luebering. 2,3-bisfosfoglicratul intermediar (2,3-BPG) este format în timpul ciclului Rapoport-Luebering. Compusul 2,3-BPG este un efect alosteric în reglarea afinității de oxigen pentru hemoglobină. Stabilizează T-hemoglobina. Aceasta promovează eliberarea rapidă de oxigen în timpul glicolizei.

Legătura de oxigen la hemoglobină este slăbită prin scăderea valorii pH-ului, creșterea concentrației de 2,3-BPG, creșterea presiunii parțiale a dioxidului de carbon și creșterea temperaturii. Aceasta crește eliberarea de oxigen. În schimb, creșterea valorii pH-ului, scăderea concentrației de 2,3-BPG, scăderea presiunii parțiale a dioxidului de carbon și scăderea temperaturii sângelui sunt benefice.

Boli și afecțiuni

Respirația accelerată în contextul bolilor respiratorii, cum ar fi astmul sau hiperventilația, ca urmare a panicii, stresului sau a obișnuinței duce la o creștere a valorii pH-ului datorită creșterii dioxidului de carbon din cauza efectului Bohr. Aceasta crește afinitatea de oxigen a hemoglobinei. Eliberarea oxigenului în celule este mai dificilă. Prin urmare, tiparele de respirație ineficiente duc la un aport insuficient de celule cu oxigen (hipoxie celulară).

Consecințele sunt inflamațiile cronice, un sistem imunitar slăbit, boli respiratorii cronice și multe alte boli cronice. Conform cunoștințelor medicale generale, hipoxia celulară este adesea declanșatorul pentru boli precum diabetul, cancerul, bolile de inimă sau oboseala cronică.

Potrivit medicului și omului de știință rus Buteyko, hiperventilarea nu este doar un rezultat al bolilor respiratorii, dar este adesea cauzată de stres și reacții de panică. Pe termen lung, consideră că supraîncălzirea devine un obicei și punctul de plecare pentru diverse boli.

Pentru terapie, respirația nazală consecventă, respirația diafragmatică, pauzele extinse de respirație și exerciții de relaxare sunt realizate pentru a normaliza respirația pe termen lung. Mai multe studii au arătat că metoda Buteyko poate reduce consumul de medicamente anticonvulsivante cu 90% și cortizon cu 49%.

Dacă expirarea dioxidului de carbon este prea mică în timpul hipoventilării, organismul devine supra-acid (acidoză). Acidoza este atunci când pH-ul sângelui este sub 7,35. Acidoza care apare în timpul hipoventilării este cunoscută și sub denumirea de acidoză respiratorie. Cauzele pot fi paralizia centrului respirator, anestezia sau coastele rupte. Acidoza respiratorie se caracterizează prin scurtarea respirației, buzele albastre și excreția crescută de lichide. Acidoza poate duce la tulburări cardiovasculare cu tensiune arterială scăzută, aritmii cardiace și comă.