La forza con cui lossigeno si lega allemoglobina è influenzata da diversi fattori. Questi fattori modificano o rimodellano la curva di dissociazione dellossiemoglobina. Uno spostamento verso destra indica che lemoglobina in studio ha una diminuita affinità per lossigeno. Ciò rende più difficile per lemoglobina legarsi allossigeno (che richiede una pressione parziale di ossigeno più elevata per ottenere la stessa saturazione di ossigeno), ma rende più facile per lemoglobina rilasciare ossigeno legato ad essa. Leffetto di questo spostamento verso destra della curva aumenta la pressione parziale dellossigeno nei tessuti quando è più necessario, come durante lesercizio o lo shock emorragico. Al contrario, la curva viene spostata a sinistra dallopposto di queste condizioni. Questo spostamento verso sinistra indica che lemoglobina in studio ha una maggiore affinità per lossigeno in modo che lemoglobina si lega più facilmente allossigeno, ma lo scarica con maggiore riluttanza. Lo spostamento a sinistra della curva è un segno di una maggiore affinità dellemoglobina per lossigeno (ad es. Allo stesso modo, lo spostamento a destra mostra una diminuita affinità, come apparirebbe con un aumento della temperatura corporea, degli ioni idrogeno, della concentrazione di 2,3-bisfosfoglicerato (2,3-BPG) o della concentrazione di anidride carbonica.
| Fattori di controllo | Modifica | Spostamento della curva |
|---|---|---|
| Temperatura | → | |
| ↓ | ← | |
| 2,3-BPG | → | |
| ↓ | ← | |
| pCO2 | → | |
| ↓ | ← | |
| Acidità | → | |
| ↓ | ← |
Nota:
- Spostamento a sinistra: affinità O2 maggiore
- Spostamento a destra: affinità O2 più bassa
- lemoglobina fetale ha affinità O2 più alta rispetto allemoglobina adulta; principalmente a causa dellaffinità molto ridotta al 2,3-bisfosfoglicerato.
Le cause dello spostamento a destra possono essere ricordate usando il mnemonico “CADETTO, faccia a destra!” per CO2, acido, 2,3-DPG, esercizio e temperatura. I fattori che spostano la curva di dissociazione dellossigeno verso destra sono quegli stati fisiologici in cui i tessuti hanno bisogno di più ossigeno. Ad esempio, durante lesercizio, i muscoli hanno un tasso metabolico più elevato e di conseguenza hanno bisogno di più ossigeno, producono più anidride carbonica e acido lattico e la loro temperatura aumenta.
pHEdit
Una diminuzione del Il pH (aumento della concentrazione di ioni H +) sposta la curva standard a destra, mentre un aumento la sposta a sinistra. Ciò si verifica perché a una maggiore concentrazione di ioni H +, vari residui di amminoacidi, come listidina 146, esistono prevalentemente nella loro forma protonata, consentendo loro di formare coppie di ioni che stabilizzano la deossiemoglobina nello stato T. Lo stato T ha una minore affinità per lossigeno rispetto allo stato R, quindi con una maggiore acidità, lemoglobina lega meno O2 per una data PO2 (e più H +). Questo è noto come effetto Bohr. Una riduzione della capacità totale di legame dellemoglobina con lossigeno (cioè spostare la curva verso il basso, non solo a destra) a causa del pH ridotto è chiamata effetto radice. Questo è visto nei pesci ossei. Laffinità di legame dellemoglobina con lO2 è massima con un pH relativamente alto.
Anidride carbonicaEdit
Lanidride carbonica influisce sulla curva in due modi. Innanzitutto, laccumulo di CO2 provoca la generazione di composti carbammino tramite interazioni chimiche, che si legano allemoglobina formando carbaminoemoglobina. La CO2 è considerata una regolazione allosterica poiché linibizione non avviene nel sito di legame dellemoglobina. In secondo luogo, influenza il pH intracellulare a causa della formazione di ioni bicarbonato. La formazione di carbaminoemoglobina stabilizza lemoglobina allo stato T mediante la formazione di coppie ioniche. Solo circa il 5–10% del contenuto totale di CO2 del sangue viene trasportato come composti carbammino, mentre (80–90%) viene trasportato come ioni bicarbonato e una piccola quantità viene disciolta nel plasma. La formazione di uno ione bicarbonato rilascerà un protone nel plasma, diminuendo il pH (aumento dellacidità), che sposta anche la curva a destra come discusso sopra; bassi livelli di CO2 nel flusso sanguigno determinano un pH elevato e quindi forniscono condizioni di legame più ottimali per lemoglobina e lO2. Questo è un meccanismo fisiologicamente favorito, poiché lemoglobina cadrà più ossigeno quando la concentrazione di anidride carbonica aumenta notevolmente dove la respirazione dei tessuti avviene rapidamente e lossigeno è necessario.
2,3-BPGEdit
2,3-bisfosfoglicerato o 2,3-BPG (precedentemente denominato 2,3-difosfoglicerato o 2,3-DPG – riferimento?) è un organofosfato formato nei globuli rossi durante la glicolisi ed è la base coniugata dellacido 2,3-bisfosfoglicerico.La produzione di 2,3-BPG è probabilmente un importante meccanismo adattativo, perché la produzione aumenta per diverse condizioni in presenza di ridotta disponibilità di O2 nei tessuti periferici, come ipossiemia, malattia polmonare cronica, anemia e insufficienza cardiaca congestizia, tra gli altri. Alti livelli di 2,3-BPG spostano la curva a destra (come nellinfanzia), mentre bassi livelli di 2,3-BPG causano uno spostamento a sinistra, visto in stati come shock settico e ipofosfatemia. In assenza di 2,3-BPG, laffinità dellemoglobina per lossigeno aumenta. Il 2,3-BPG agisce come un effettore eteroallosterico dellemoglobina, abbassando laffinità dellemoglobina per lossigeno legandosi preferenzialmente alla deossiemoglobina. Una maggiore concentrazione di BPG nei globuli rossi favorisce la formazione del T (teso o teso), stato di bassa affinità dellemoglobina e quindi la curva di legame dellossigeno si sposterà a destra.
TemperatureEdit
Monossido di carbonioModifica
Lemoglobina si lega al monossido di carbonio 210 volte più rapidamente che con lossigeno. A causa di questa maggiore affinità dellemoglobina per il monossido di carbonio rispetto allossigeno, il monossido di carbonio è un concorrente di grande successo che sposterà lossigeno anche a pressioni parziali minuscole. La reazione HbO2 + CO → HbCO + O2 sposta quasi irreversibilmente le molecole di ossigeno formando la carbossiemoglobina; il legame del monossido di carbonio al centro di ferro dellemoglobina è molto più forte di quello dellossigeno e il sito di legame rimane bloccato per il resto del ciclo di vita di quel globulo rosso colpito. Con un aumento del livello di monossido di carbonio, una persona può soffrire di grave ipossia tissutale mantenendo una normale pO2 perché la carbossiemoglobina non trasporta lossigeno ai tessuti.
Effetti della metaemoglobinemiaModifica
La metaemoglobinemia è una forma di emoglobina anormale in cui il centro del ferro è stato ossidato dallo stato di ossidazione ferroso +2 (la forma normale) allo stato ferrico +3. Ciò causa uno spostamento verso sinistra della curva di dissociazione dellemoglobina dellossigeno, poiché qualsiasi eme residuo con ferro ferroso ossigenato (stato +2) non è in grado di scaricare il suo ossigeno legato nei tessuti (perché il ferro 3+ altera la cooperatività dellemoglobina), aumentando così la sua affinità con lossigeno. Tuttavia, la metaemoglobina ha una maggiore affinità per il cianuro, ed è quindi utile nel trattamento dellavvelenamento da cianuro. In caso di ingestione accidentale, la somministrazione di un nitrito (come il nitrito di amile) può essere utilizzata per ossidare deliberatamente lemoglobina e aumentare i livelli di metaemoglobina , ripristinando il funzionamento della citocromo ossidasi. Il nitrito agisce anche come vasodilatatore, promuovendo lapporto cellulare di ossigeno, e laggiunta di un sale di ferro fornisce un legame competitivo del cianuro libero come ione esacianoferrato (III) biochimicamente inerte, 3− Un approccio alternativo prevede la somministrazione di tiosolfato, convertendo così il cianuro in tiocianato, SCN−, che viene escreto attraverso i reni. n si forma anche in piccole quantità quando la dissociazione dellossiemoglobina porta alla formazione di metaemoglobina e superossido, O2−, invece dei prodotti usuali. Il superossido è un radicale libero e provoca danni biochimici, ma viene neutralizzato dallazione dellenzima superossido dismutasi.
Effetti di ITPPEdit
Mio-inositolo trispirofosfato (ITPP), noto anche come OXY111A, è un inositolo fosfato che provoca uno spostamento verso destra della curva di dissociazione dellemoglobina dellossigeno attraverso la modulazione allosterica dellemoglobina allinterno dei globuli rossi. È un farmaco sperimentale destinato a ridurre lipossia tissutale. Gli effetti sembrano durare allincirca fintanto che i globuli rossi colpiti rimangono in circolazione.