La force avec laquelle loxygène se lie à lhémoglobine est affectée par plusieurs facteurs. Ces facteurs modifient ou remodèlent la courbe de dissociation de loxyhémoglobine. Un décalage vers la droite indique que lhémoglobine étudiée a une affinité diminuée pour loxygène. Cela rend plus difficile la liaison de lhémoglobine à loxygène (nécessitant une pression partielle doxygène plus élevée pour atteindre la même saturation en oxygène), mais il est plus facile pour lhémoglobine de libérer loxygène qui lui est lié. Leffet de ce décalage vers la droite de la courbe augmente la pression partielle doxygène dans les tissus lorsque cela est le plus nécessaire, par exemple pendant lexercice ou un choc hémorragique. En revanche, la courbe est décalée vers la gauche par le contraire de ces conditions. Ce décalage vers la gauche indique que lhémoglobine à létude a une affinité accrue pour loxygène, de sorte que lhémoglobine se lie plus facilement à loxygène, mais la décharge plus à contrecœur. ). De même, le décalage vers la droite montre une affinité diminuée, comme cela apparaîtrait avec une augmentation de la température corporelle, des ions hydrogène, de la concentration de 2,3-bisphosphoglycérate (2,3-BPG) ou de la concentration de dioxyde de carbone.
| Facteurs de contrôle | Changement | Décalage de courbe |
|---|---|---|
| Température | → | |
| ↓ | ← | |
| 2,3-BPG | → | |
| ↓ | ← | |
| pCO2 | → | |
| ↓ | ← | |
| Acidité | → | |
| ↓ | ← |
Remarque:
- Décalage à gauche: affinité O2 plus élevée
- Décalage à droite: affinité O2 plus faible
- Lhémoglobine foetale a une affinité O2 plus élevée que lhémoglobine adulte; principalement en raison dune affinité très réduite pour le 2,3-bisphosphoglycérate.
Les causes du décalage vers la droite peuvent être mémorisées en utilisant le mnémonique « CADET, face Right! » pour le CO2, lacide, le 2,3-DPG, lexercice et la température. Les facteurs qui déplacent la courbe de dissociation de loxygène vers la droite sont les états physiologiques où les tissus ont besoin de plus doxygène. Par exemple, pendant lexercice, les muscles ont un taux métabolique plus élevé, et par conséquent ont besoin de plus doxygène, produisent plus de dioxyde de carbone et dacide lactique, et leur température augmente.
pHEdit
Une diminution de Le pH (augmentation de la concentration en ions H +) déplace la courbe standard vers la droite, tandis quune augmentation la déplace vers la gauche. Cela se produit parce quà une plus grande concentration dions H +, divers résidus dacides aminés, tels que lhistidine 146, existent principalement sous leur forme protonée, ce qui leur permet de former des paires dions qui stabilisent la désoxyhémoglobine à létat T. Létat T a une affinité pour loxygène plus faible que létat R, donc avec une acidité accrue, lhémoglobine se lie moins dO2 pour une PO2 donnée (et plus de H +). Cest ce quon appelle leffet Bohr. Une réduction de la capacité de liaison totale de lhémoglobine à loxygène (cest-à-dire en déplaçant la courbe vers le bas, pas seulement vers la droite) due à un pH réduit est appelée effet racine. Cela se voit chez les poissons osseux. Laffinité de liaison de lhémoglobine à lO2 est plus grande à un pH relativement élevé.
Dioxyde de carboneEdit
Le dioxyde de carbone affecte la courbe de deux manières. Premièrement, laccumulation de CO2 entraîne la génération de composés carbamino par des interactions chimiques, qui se lient à lhémoglobine formant la carbaminohémoglobine. Le CO2 est considéré comme une régulation allostérique car linhibition ne se produit pas au site de liaison de lhémoglobine. Deuxièmement, il influence le pH intracellulaire en raison de la formation dions bicarbonate. La formation de carbaminohémoglobine stabilise lhémoglobine à létat T par formation de paires dions. Environ 5 à 10% seulement de la teneur totale en CO2 du sang est transportée sous forme de composés carbamino, tandis que (80 à 90%) est transportée sous forme dions bicarbonate et une petite quantité est dissoute dans le plasma. La formation dun ion bicarbonate libère un proton dans le plasma, ce qui diminue le pH (augmentation de lacidité), ce qui déplace également la courbe vers la droite comme indiqué ci-dessus; de faibles niveaux de CO2 dans la circulation sanguine entraînent un pH élevé et fournissent ainsi des conditions de liaison plus optimales pour lhémoglobine et lO2. Cest un mécanisme physiologiquement favorisé, car lhémoglobine laissera tomber plus doxygène à mesure que la concentration de dioxyde de carbone augmente considérablement là où la respiration des tissus se produit rapidement et que loxygène est nécessaire.
2,3-BPGEdit
2,3-bisphosphoglycérate ou 2,3-BPG (anciennement appelé 2,3-diphosphoglycérate ou 2,3-DPG – référence?) est un organophosphate formé dans les globules rouges au cours de la glycolyse et est la base conjuguée de lacide 2,3-bisphosphoglycérique.La production de 2,3-BPG est probablement un mécanisme adaptatif important, car la production augmente pour plusieurs conditions en présence dune diminution de la disponibilité dO2 dans les tissus périphériques, comme lhypoxémie, la maladie pulmonaire chronique, lanémie et linsuffisance cardiaque congestive, entre autres. Des niveaux élevés de 2,3-BPG déplacent la courbe vers la droite (comme dans lenfance), tandis que de faibles niveaux de 2,3-BPG provoquent un déplacement vers la gauche, observé dans des états tels que le choc septique et lhypophosphatémie. En labsence de 2,3-BPG, laffinité de lhémoglobine pour loxygène augmente. Le 2,3-BPG agit comme un effecteur hétéroallostérique de lhémoglobine, abaissant laffinité de lhémoglobine pour loxygène en se liant préférentiellement à la désoxyhémoglobine. Une concentration accrue de BPG dans les globules rouges favorise la formation de létat T (tendu ou tendu), de faible affinité de lhémoglobine et ainsi la courbe de liaison à loxygène se déplacera vers la droite.
TemperatureEdit
Monoxyde de carboneEdit
Lhémoglobine se lie au monoxyde de carbone 210 fois plus facilement quavec loxygène. En raison de cette affinité plus élevée de lhémoglobine pour le monoxyde de carbone que pour loxygène, le monoxyde de carbone est un concurrent très réussi qui déplacera loxygène même à des pressions partielles minuscules. La réaction HbO2 + CO → HbCO + O2 déplace presque irréversiblement les molécules doxygène formant la carboxyhémoglobine; la liaison du monoxyde de carbone au centre de fer de lhémoglobine est beaucoup plus forte que celle de loxygène, et le site de liaison reste bloqué pendant le reste du cycle de vie du globule rouge affecté. Avec un niveau accru de monoxyde de carbone, une personne peut souffrir dhypoxie tissulaire sévère tout en maintenant une pO2 normale car la carboxyhémoglobine ne transporte pas doxygène vers les tissus.
Effets de la méthémoglobinémie Modifier
La méthémoglobinémie est une forme dhémoglobine anormale où le centre du fer a été oxydé de létat doxydation ferreux +2 (la forme normale) à létat ferrique +3. Cela provoque un déplacement vers la gauche de la courbe de dissociation de lhémoglobine de loxygène, car tout hème résiduel avec du fer ferreux oxygéné (état +2) est incapable de décharger son oxygène lié dans les tissus (car 3+ fer altère la coopérativité de lhémoglobine), augmentant ainsi son affinité avec de loxygène. Cependant, la méthémoglobine a une affinité accrue pour le cyanure et est donc utile dans le traitement de lintoxication au cyanure. En cas dingestion accidentelle, ladministration dun nitrite (tel que le nitrite damyle) peut être utilisée pour oxyder délibérément lhémoglobine et augmenter les taux de méthémoglobine , rétablissant le fonctionnement de la cytochrome oxydase. Le nitrite agit également comme un vasodilatateur, favorisant lapport cellulaire en oxygène, et lajout dun sel de fer permet une liaison compétitive du cyanure libre sous forme dion hexacyanoferrate (III) biochimiquement inerte, 3− Une autre approche consiste à administrer du thiosulfate, convertissant ainsi le cyanure en thiocyanate, SCN-, qui est excrété par les reins. Methemoglobi n se forme également en petites quantités lorsque la dissociation de loxyhémoglobine entraîne la formation de méthémoglobine et de superoxyde, O2−, au lieu des produits habituels. Le superoxyde est un radical libre et cause des dommages biochimiques, mais il est neutralisé par laction de lenzyme superoxyde dismutase.
Effets de lITPPEdit
Myo-inositol trispyrophosphate (ITPP), également connu sous le nom de OXY111A, est un phosphate dinositol qui provoque un déplacement vers la droite de la courbe de dissociation de lhémoglobine de loxygène par modulation allostérique de lhémoglobine dans les globules rouges. Cest un médicament expérimental destiné à réduire lhypoxie tissulaire. Les effets semblent durer à peu près aussi longtemps que les globules rouges affectés restent en circulation.