Dissociatiecurve zuurstof-hemoglobine

De sterkte waarmee zuurstof aan hemoglobine bindt, wordt beïnvloed door verschillende factoren. Deze factoren verschuiven of hervormen de dissociatiecurve van oxyhemoglobine. Een verschuiving naar rechts geeft aan dat de hemoglobine die wordt bestudeerd een verminderde affiniteit voor zuurstof heeft. Dit maakt het moeilijker voor hemoglobine om zich aan zuurstof te binden (een hogere partiële zuurstofdruk vereist om dezelfde zuurstofverzadiging te bereiken), maar het maakt het gemakkelijker voor de hemoglobine om daaraan gebonden zuurstof af te geven. Het effect van deze verschuiving naar rechts van de curve verhoogt de partiële zuurstofdruk in de weefsels wanneer dit het meest nodig is, zoals tijdens inspanning of hemorragische shock. De curve wordt daarentegen naar links verschoven door het tegenovergestelde van deze omstandigheden. Deze verschuiving naar links geeft aan dat het hemoglobine dat wordt bestudeerd een verhoogde affiniteit voor zuurstof heeft, zodat hemoglobine zuurstof gemakkelijker bindt, maar het met meer tegenzin ontlaadt. Linker verschuiving van de curve is een teken van de verhoogde affiniteit van hemoglobine voor zuurstof (bijv. Bij de longen). Evenzo vertoont de verschuiving naar rechts een verminderde affiniteit, zoals zou optreden bij een toename van de lichaamstemperatuur, waterstofionen, 2,3-bisfosfoglyceraat (2,3-BPG) -concentratie of kooldioxideconcentratie.

Opmerking:

• Linker shift: hogere O2-affiniteit
• Verschuiving naar rechts: lagere O2-affiniteit
• foetaal hemoglobine heeft een hogere O2-affiniteit dan volwassen hemoglobine; voornamelijk door een sterk verminderde affiniteit voor 2,3-bisfosfoglyceraat.

De oorzaken van verschuiving naar rechts kunnen worden herinnerd met het geheugensteuntje “CADET, face Right!” voor CO2, zuur, 2,3-DPG, inspanning en temperatuur. Factoren die de zuurstofdissociatiecurve naar rechts verplaatsen, zijn die fysiologische toestanden waarin weefsels meer zuurstof nodig hebben. Tijdens inspanning hebben spieren bijvoorbeeld een hogere stofwisseling, en hebben ze bijgevolg meer zuurstof nodig, produceren ze meer kooldioxide en melkzuur en stijgt hun temperatuur.

pHEdit

Een afname van pH (toename in H + -ionenconcentratie) verschuift de standaardcurve naar rechts, terwijl een toename deze naar links verschuift. Dit gebeurt omdat bij een hogere H + -ionenconcentratie verschillende aminozuurresiduen, zoals Histidine 146 voornamelijk in hun geprotoneerde vorm voorkomen, waardoor ze ionenparen kunnen vormen die deoxyhemoglobine in de T-toestand stabiliseren. De T-toestand heeft een lagere affiniteit voor zuurstof dan de R-toestand, dus met een verhoogde zuurgraad bindt de hemoglobine minder O2 voor een bepaalde PO2 (en meer H +). Dit staat bekend als het Bohr-effect. Een vermindering van de totale bindingscapaciteit van hemoglobine aan zuurstof (d.w.z. verschuiving van de curve naar beneden, niet alleen naar rechts) als gevolg van een verlaagde pH wordt het worteleffect genoemd. Dit wordt gezien bij beenvissen. De bindingsaffiniteit van hemoglobine aan O2 is het grootst bij een relatief hoge pH.

KooldioxideEdit

Koolstofdioxide beïnvloedt de curve op twee manieren. Ten eerste zorgt de accumulatie van CO2 ervoor dat carbaminoverbindingen worden gegenereerd door chemische interacties, die zich binden aan hemoglobine en carbaminohemoglobine vormen. CO2 wordt beschouwd als een allosterische regulatie aangezien de remming niet plaatsvindt op de bindingsplaats van hemoglobine. Ten tweede beïnvloedt het de intracellulaire pH vanwege de vorming van bicarbonaationen. De vorming van carbaminohemoglobine stabiliseert hemoglobine in de T-toestand door de vorming van ionenparen. Slechts ongeveer 5–10% van het totale CO2-gehalte van bloed wordt getransporteerd als carbamino-verbindingen, terwijl (80-90%) wordt getransporteerd als bicarbonaationen en een kleine hoeveelheid wordt opgelost in het plasma. De vorming van een bicarbonaation zal een proton in het plasma vrijgeven, waardoor de pH daalt (verhoogde zuurgraad), waardoor de curve ook naar rechts verschuift zoals hierboven besproken; lage CO2-waarden in de bloedbaan resulteren in een hoge pH en zorgen zo voor meer optimale bindingscondities voor hemoglobine en O2. Dit is een fysiologisch geprefereerd mechanisme, aangezien hemoglobine meer zuurstof zal afnemen naarmate de concentratie van kooldioxide dramatisch toeneemt wanneer de weefselademhaling snel plaatsvindt en zuurstof nodig is.

2,3-BPGEdit

2,3-bisfosfoglyceraat of 2,3-BPG (voorheen 2,3-difosfoglyceraat of 2,3-DPG – referentie?) is een organofosfaat gevormd in rode bloedcellen tijdens glycolyse en is de geconjugeerde base van 2,3-bisfosfoglycerinezuur.De productie van 2,3-BPG is waarschijnlijk een belangrijk aanpassingsmechanisme, omdat de productie toeneemt voor verschillende aandoeningen in de aanwezigheid van verminderde O2-beschikbaarheid van perifeer weefsel, zoals hypoxemie, chronische longziekte, bloedarmoede en congestief hartfalen. Hoge niveaus van 2,3-BPG verschuiven de curve naar rechts (zoals in de kindertijd), terwijl lage niveaus van 2,3-BPG een verschuiving naar links veroorzaken, gezien in toestanden zoals septische shock en hypofosfatemie. Bij afwezigheid van 2,3-BPG neemt de affiniteit van hemoglobine voor zuurstof toe. 2,3-BPG werkt als een heteroallosterische effector van hemoglobine, waardoor de affiniteit van hemoglobine voor zuurstof wordt verlaagd door bij voorkeur te binden aan deoxyhemoglobine. Een verhoogde concentratie van BPG in rode bloedcellen bevordert de vorming van de T (strak of gespannen), lage affiniteitstoestand van hemoglobine en dus zal de zuurstofbindende curve naar rechts verschuiven.

TemperatureEdit

Koolmonoxide Bewerken

Hemoglobine bindt zich 210 keer sneller aan koolmonoxide dan aan zuurstof. Vanwege deze hogere affiniteit van hemoglobine voor koolmonoxide dan voor zuurstof, is koolmonoxide een zeer succesvolle concurrent die zuurstof zelfs bij minuscule partiële drukken zal verdringen. De reactie HbO2 + CO → HbCO + O2 verdringt bijna onomkeerbaar de zuurstofmoleculen die carboxyhemoglobine vormen; de binding van koolmonoxide aan het ijzercentrum van hemoglobine is veel sterker dan die van zuurstof, en de bindingsplaats blijft geblokkeerd gedurende de rest van de levenscyclus van die aangetaste rode bloedcel. Bij een verhoogd koolmonoxidegehalte kan een persoon aan ernstige weefselhypoxie lijden terwijl een normale pO2 gehandhaafd blijft, omdat carboxyhemoglobine geen zuurstof naar de weefsels transporteert.

Effecten van methemoglobinemie Bewerken

Methemoglobinemie is een vorm van abnormaal hemoglobine waarbij het ijzercentrum geoxideerd is van de ferro +2 oxidatietoestand (de normale vorm) naar de ferri +3 toestand. Dit veroorzaakt een verschuiving naar links in de dissociatiecurve van het zuurstofhemoglobine, aangezien alle resterende heem met zuurstofrijk ijzer (+2 toestand) zijn gebonden zuurstof niet in weefsels kan afvoeren (omdat 3+ ijzer de coöperativiteit van hemoglobine schaadt), waardoor de affiniteit toeneemt. Met zuurstof. Methemoglobine heeft echter een verhoogde affiniteit voor cyanide en is daarom nuttig bij de behandeling van cyanidevergiftiging. In geval van accidentele inname kan de toediening van een nitriet (zoals amylnitriet) worden gebruikt om hemoglobine opzettelijk te oxideren en de methemoglobinespiegel te verhogen. , het herstellen van de werking van cytochroom oxidase. Het nitriet werkt ook als een vaatverwijdend, bevordert de cellulaire toevoer van zuurstof, en de toevoeging van een ijzerzout zorgt voor competitieve binding van het vrije cyanide als het biochemisch inerte hexacyanoferraat (III) ion, 3− Een alternatieve benadering omvat het toedienen van thiosulfaat, waarbij cyanide wordt omgezet in thiocyanaat, SCN−, dat via de nieren wordt uitgescheiden. n wordt ook in kleine hoeveelheden gevormd wanneer de dissociatie van oxyhemoglobine resulteert in de vorming van methemoglobine en superoxide, O2−, in plaats van de gebruikelijke producten. Superoxide is een vrije radicaal en veroorzaakt biochemische schade, maar wordt geneutraliseerd door de werking van het enzym superoxide-dismutase.

Effecten van ITPPEdit

Myo-inositol trispyrofosfaat (ITPP), ook bekend als OXY111A, is een inositolfosfaat dat een verschuiving naar rechts in de dissociatiecurve van zuurstofhemoglobine veroorzaakt door allosterische modulatie van hemoglobine in rode bloedcellen. Het is een experimenteel medicijn bedoeld om weefselhypoxie te verminderen. De effecten lijken ongeveer aan te houden zolang de aangetaste rode bloedcellen in omloop blijven.