Oxygen-hæmoglobindissociationskurve

Styrken, hvormed ilt binder til hæmoglobin, påvirkes af flere faktorer. Disse faktorer skifter eller omformer oxyhemoglobin-dissociationskurven. Et skift til højre indikerer, at hæmoglobinet under undersøgelse har en nedsat affinitet for ilt. Dette gør det vanskeligere for hæmoglobin at binde til ilt (kræver et højere partialtryk af ilt for at opnå den samme iltmætning), men det gør det lettere for hæmoglobinet at frigive ilt bundet til det. Virkningen af dette kurveskift til højre øger det delvise iltryk i vævene, når det er mest nødvendigt, såsom under træning eller hæmoragisk chok. I modsætning hertil forskydes kurven til venstre af det modsatte af disse forhold. Dette skift mod venstre indikerer, at hæmoglobinet, der undersøges, har en øget affinitet for ilt, så hæmoglobin binder ilt lettere, men aflaster det mere modvilligt. Venstre forskydning af kurven er et tegn på hæmoglobins øgede affinitet for ilt (f.eks. Ved lungerne Tilsvarende viser højre forskydning nedsat affinitet, som det ville forekomme med en stigning i enten kropstemperatur, hydrogenioner, 2,3-bisphosphoglycerat (2,3-BPG) koncentration eller kuldioxidkoncentration.

Bemærk:

• Venstre skift: højere O2-affinitet
• Højre forskydning: lavere O2-affinitet
• føtal hæmoglobin har højere O2-affinitet end voksen hæmoglobin; primært på grund af meget reduceret affinitet til 2,3-bisphosphoglycerat.

Årsagerne til skift til højre kan huskes ved hjælp af mnemonic, “CADET, face Right!” til CO2, syre, 2,3-DPG, træning og temperatur. Faktorer, der bevæger iltdissociationskurven til højre, er de fysiologiske tilstande, hvor væv har brug for mere ilt. For eksempel har muskler en højere metabolisk hastighed under træning og har derfor brug for mere ilt, producerer mere kuldioxid og mælkesyre, og deres temperatur stiger.

pHEdit

Et fald i pH (stigning i H + ionkoncentration) skifter standardkurven til højre, mens en stigning skifter den til venstre. Dette sker, fordi der ved større H + -ionkoncentration findes forskellige aminosyrerester, såsom Histidin 146, overvejende i deres protonerede form, der tillader dem at danne ionpar, der stabiliserer deoxyhemoglobin i T-tilstanden. T-tilstanden har en lavere affinitet for ilt end R-tilstanden, så med øget surhed binder hæmoglobinet mindre O2 for en given PO2 (og mere H +). Dette er kendt som Bohr-effekten. En reduktion i den totale bindingskapacitet for hæmoglobin til ilt (dvs. forskydning af kurven ned, ikke kun til højre) på grund af nedsat pH kaldes rodeffekten. Dette ses hos knogler. Hæmoglobins bindingsaffinitet til O2 er størst under en relativt høj pH.

Kuldioxid Rediger

Kuldioxid påvirker kurven på to måder. For det første forårsager CO2-ophobning, at carbamino-forbindelser dannes gennem kemiske interaktioner, som binder til hæmoglobin, der danner carbaminohemoglobin. CO2 betragtes som en allosterisk regulering, da inhiberingen ikke sker på bindingsstedet for hæmoglobin. For det andet påvirker det intracellulær pH på grund af dannelse af bicarbonation. Dannelse af carbaminohemoglobin stabiliserer T-tilstandshæmoglobin ved dannelse af ionpar. Kun ca. 5-10% af det samlede CO2-indhold i blod transporteres som carbaminoforbindelser, hvorimod (80–90%) transporteres som bicarbonationer, og en lille mængde opløses i plasmaet. Dannelsen af en bicarbonation frigiver en proton i plasmaet, faldende pH (øget surhed), hvilket også forskyder kurven til højre som beskrevet ovenfor; lave CO2-niveauer i blodstrømmen resulterer i en høj pH og giver således mere optimale bindingsbetingelser for hæmoglobin og O2. Dette er en fysiologisk foretrukket mekanisme, da hæmoglobin vil tabe mere ilt, da koncentrationen af kuldioxid stiger dramatisk, hvor vævsånding sker hurtigt, og ilt er i brug.

2,3-BPGEdit

2,3-bisphosphoglycerat eller 2,3-BPG (tidligere betegnet 2,3-diphosphoglycerat eller 2,3-DPG – reference?) er en organophosphat dannet i røde blodlegemer under glykolyse og er den konjugerede base af 2,3-bisphosphoglycerinsyre.Produktionen af 2,3-BPG er sandsynligvis en vigtig tilpasningsmekanisme, fordi produktionen stiger under flere tilstande i nærværelse af nedsat perifert væv O2 tilgængelighed, såsom hypoxæmi, kronisk lungesygdom, anæmi og kongestiv hjertesvigt, blandt andre. Høje niveauer af 2,3-BPG skifter kurven til højre (som i barndommen), mens lave niveauer af 2,3-BPG forårsager et skift til venstre, set i tilstande som septisk chok og hypofosfatæmi. I fravær af 2,3-BPG øges hæmoglobins affinitet for oxygen. 2,3-BPG fungerer som en heteroallosterisk effektor af hæmoglobin, hvilket sænker hæmoglobins affinitet for ilt ved fortrinsvis at binde til deoxyhemoglobin. En øget koncentration af BPG i røde blodlegemer favoriserer dannelsen af T (stram eller anspændt), lav affinitetstilstand for hæmoglobin, og den iltbindende kurve skifter til højre.

Temperaturredigering

CarbonmonoxideRediger

Hæmoglobin binder med carbonmonoxid 210 gange lettere end med ilt. På grund af denne højere affinitet af hæmoglobin for kulilte end for ilt, er kulilte en meget vellykket konkurrent, der vil fortrænge ilt selv ved et lille partielt tryk. Reaktionen HbO2 + CO → HbCO + O2 fortrænger næsten irreversibelt de iltmolekyler, der danner carboxyhemoglobin; bindingen af kulilte til hæmoglobins jerncenter er meget stærkere end for ilt, og bindingsstedet forbliver blokeret i resten af livscyklussen for de berørte røde blodlegemer. Med et øget niveau af kulilte kan en person lide af svær vævshypoxi, mens man opretholder en normal pO2, fordi carboxyhemoglobin ikke fører ilt til vævet.

Virkninger af methemoglobinæmi Rediger

Methemoglobinæmi er en form for unormalt hæmoglobin, hvor jerncentret er blevet oxideret fra jernholdig +2 oxidationstilstand (den normale form) til jern +3-tilstand. Dette forårsager en forskydning til venstre i ilt-hæmoglobin-dissociationskurven, da ethvert resterende hæm med iltet jern (+2-tilstand) ikke er i stand til at aflæsse det bundne ilt i væv (fordi 3+ jern forringer hæmoglobins kooperativitet) og derved øger dets affinitet methemoglobin har imidlertid øget affinitet for cyanid og er derfor anvendelig til behandling af cyanidforgiftning. I tilfælde af utilsigtet indtagelse kan indgivelse af en nitrit (såsom amylnitrit) bruges til bevidst at oxidere hæmoglobin og hæve methemoglobinniveau Nitrit fungerer også som en vasodilator, der fremmer den cellulære tilførsel af ilt, og tilsætningen af et jernsalt sørger for konkurrencedygtig binding af det frie cyanid som den biokemisk inerte hexacyanoferrat (III) ion, 3− En alternativ fremgangsmåde involverer administration af thiosulfat, hvorved cyanid omdannes til thiocyanat, SCN−, som udskilles via nyrerne. n dannes også i små mængder, når dissociationen af oxyhemoglobin resulterer i dannelsen af methemoglobin og superoxid, O2−, i stedet for de sædvanlige produkter. Superoxid er en fri radikal og forårsager biokemisk skade, men neutraliseres ved virkningen af enzymet superoxiddismutase.

Virkninger af ITPPEdit

Myo-inositol trispyrophosphate (ITPP), også kendt som OXY111A, er et inositolphosphat, der forårsager et højre skift i ilt-hæmoglobindissociationskurven gennem allosterisk modulering af hæmoglobin i røde blodlegemer. Det er et eksperimentelt lægemiddel beregnet til at reducere vævshypoxi. Virkningerne synes at vare omtrent, så længe de berørte røde blodlegemer forbliver i omløb.