Verigo-Bohr-effekt

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 10 juli 2013; kontroller kräver 30 redigeringar .

Verigo-Bohr- effekt (synonymer - Verigo -effekt , Bohr-effekt ) - beroendet av graden av dissociation av oxyhemoglobin på värdet av partialtrycket av koldioxid i alveolarluften och blodet, med en minskning i vilken affiniteten av syre för hemoglobin ökar, vilket gör det svårt för syre att passera från kapillärer till vävnader. Denna effekt upptäcktes oberoende av den ryske fysiologen BF Verigo 1892 [1] och den danske fysiologen K. Bohr 1904 [2] .

Upptäcktshistorik

Grunden för utvecklingen av problemet med hypoxi lades av den ryska fysiologen I. M. Sechenov med grundläggande arbete om andningsfysiologin och blodets gasutbytesfunktion. Den ryske fysiologen B. F. Verigos studier om fysiologin för gasutbyte i lungor och vävnader är också av stor betydelse. Baserat på Sechenovs idéer om de komplexa formerna av interaktion mellan koldioxid och syre i blodet (Verigo arbetade i Sechenovs, I. R. Tarkhanovs och I. I. Mechnikovs laboratorier ), fastställde han först beroendet av graden av dissociation av oxyhemoglobin på värdet av partialtrycket av koldioxid i blodet.

Biokemisk mekanism

I celler i perifera vävnader oxideras organiskt bränsle i mitokondrier med hjälp av syre (cellulär andning) som levereras av hemoglobin från lungorna; i detta fall bildas koldioxid, vatten och andra föreningar som produkter . Bildandet av koldioxid i vävnader leder samtidigt till en ökning av koncentrationen av H + joner (det vill säga en minskning av pH ), eftersom när CO 2 hydratiseras bildas H 2 CO 3  - en svag kolsyra som dissocierar till H + -joner och bikarbonatjoner:

H2CO3 ⇄ H + + HCO3- . _ _ _

Hemoglobin bär en betydande andel (cirka 20%) av den totala mängden CO 2 och H + joner som bildas i vävnaderna och kommer in i lungorna och njurarna, vilket ger frisättningen av dessa produkter.

Många år innan upptäckten av denna mekanism fann man att bindningen av syre genom hemoglobin är mycket starkt påverkad av pH och CO 2 -koncentration: när CO 2 och H + joner tillsätts minskar hemoglobinets förmåga att binda O 2 . I perifera vävnader med relativt lågt pH och hög CO 2 -koncentration minskar hemoglobinets affinitet för syre. Omvänt, i lungkapillärerna, leder frisättningen av CO 2 och den åtföljande ökningen av blodets pH till en ökning av hemoglobinets affinitet för syre. Denna effekt av pH och CO 2 -koncentration på bindning och frisättning av O 2 av hemoglobin kallas Verigo-Bohr-effekten.

Reaktionen av syrebindning av hemoglobin i form

Hb + O 2 ⇄ HbO 2

reflekterar faktiskt en ofullständig bild, eftersom den inte tar hänsyn till ytterligare H +- och CO2 - ligander .

För att förklara effekten av koncentrationen av H + joner på syrebindning, bör denna reaktion skrivas i en annan form:

HHb + + O 2 ⇄ HbO 2 + H + ,

där HHb +  är den protonerade formen av hemoglobin. Det följer av denna ekvation att syremättnadskurvan för hemoglobin beror på koncentrationen av H + -joner . Hemoglobin binder både O 2 och H + joner , men det finns ett omvänt samband mellan dessa två processer. Om partialtrycket av syre är högt (vilket observeras, till exempel i lungorna), binder hemoglobin det och frigör H + joner . Vid ett lågt partialtryck av syre (som förekommer i vävnader), kommer H + -joner att binda till hemoglobin .

Effektiviteten av hemoglobinbindning av koldioxid (med bildning av karbaminohemoglobin, mer allmänt kallad karbhemoglobin [3] ) är omvänt relaterad till syrebindning. I vävnader binder en del av överskottet av CO 2 till hemoglobin, det senares affinitet för O 2 minskar och syre frigörs. I lungorna binds ett överskott av O 2 -luft, därigenom minskar hemoglobinets affinitet för CO 2 , och CO 2 frigörs till alveolluften , vilket bidrar till en lätt försurning av blodet på grund av H + -joner som uppstår vid dissociationen av kolsyra (se ovan).

De beskrivna beroenden gör hemoglobinmolekylen perfekt anpassad till erytrocyternas gemensamma transport av syre, koldioxid och H + -joner [4] .

Se även

Anteckningar

  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 : artikel. - 1892. - N:o 51 . - S. 321-361 .
  2. ↑ Chr. Bohr, K. Hasselbalch och August Krogh. Angående ett biologiskt viktigt förhållande - Inverkan av koldioxidhalten i blodet på dess syrebindning // Skand. Båge. physiol. : artikel. - 1904. - Nr 16 . - S. 401-412 .
  3. ↑ Carbhemoglobin // Biologisk encyklopedisk ordbok .
  4. ↑ Lehninger A. Fundamentals of biochemistry: I 3 volymer. Volym 1. - M . : Mir, 1985. - S. 208-210. — 367 sid.

Litteratur

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk