Efectul Verigo-Bohr

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 10 iulie 2013; verificările necesită 30 de modificări .

Efectul Verigo-Bohr (sinonime - efectul Verigo , efectul Bohr ) - dependența gradului de disociere a oxihemoglobinei de valoarea presiunii parțiale a dioxidului de carbon în aerul alveolar și sânge, cu o scădere în care afinitatea oxigenului pentru hemoglobina crește, ceea ce face dificilă trecerea oxigenului din capilare în țesuturi. Acest efect a fost descoperit independent de fiziologul rus BF Verigo în 1892 [1] și fiziologul danez K. Bohr în 1904 [2] .

Istoricul descoperirilor

Baza dezvoltării problemei hipoxiei a fost pusă de fiziologul rus I. M. Sechenov cu lucrări fundamentale privind fiziologia respirației și funcția de schimb de gaze a sângelui. De mare importanță sunt și studiile fiziologului rus B. F. Verigo privind fiziologia schimbului de gaze în plămâni și țesuturi. Pe baza ideilor lui Sechenov despre formele complexe de interacțiune dintre dioxidul de carbon și oxigenul din sânge (Verigo a lucrat în laboratoarele lui Sechenov, I. R. Tarkhanov și I. I. Mechnikov ), el a stabilit mai întâi dependența gradului de disociere a oxihemoglobinei de valoarea presiunea parțială a dioxidului de carbon din sânge.

Mecanism biochimic

În celulele țesuturilor periferice, combustibilul organic este oxidat în mitocondrii folosind oxigenul (respirația celulară) furnizat de hemoglobina din plămâni; în acest caz, se formează dioxid de carbon, apa și alți compuși ca produse . Formarea dioxidului de carbon în țesuturi duce simultan la o creștere a concentrației de ioni de H + (adică la o scădere a pH -ului ), deoarece atunci când CO 2 este hidratat , se formează H 2 CO 3  - un acid carbonic slab care se disociază în ioni H + și ioni bicarbonat:

H2CO3⇄ H ++ + HCO3- . _ _ _ _

Hemoglobina poartă o proporție semnificativă (aproximativ 20%) din cantitatea totală de ioni de CO 2 și H + formați în țesuturi și intră în plămâni și rinichi, asigurând eliberarea acestor produse.

Cu mulți ani înainte de descoperirea acestui mecanism, s-a constatat că legarea oxigenului de către hemoglobină este foarte puternic influențată de pH și concentrația de CO2 : atunci când se adaugă ionii de CO2 și H + , capacitatea hemoglobinei de a lega O2 scade . Într-adevăr, în țesuturile periferice cu pH relativ scăzut și concentrație mare de CO 2 , afinitatea hemoglobinei pentru oxigen scade. În schimb, în ​​capilarele pulmonare, eliberarea de CO 2 și creșterea însoțitoare a pH-ului sângelui duce la o creștere a afinității hemoglobinei pentru oxigen. Acest efect al pH-ului și concentrației de CO 2 asupra legării și eliberării de O 2 de către hemoglobină se numește efect Verigo-Bohr.

Reacția de legare a oxigenului de către hemoglobină sub formă

Hb + O 2 ⇄ HbO 2

reflectă de fapt o imagine incompletă, deoarece nu ia în considerare liganzii H + și CO2 suplimentari .

Pentru a explica efectul concentrației ionilor H + asupra legării oxigenului, această reacție ar trebui scrisă într-o formă diferită:

HHb + + O 2 ⇄ HbO 2 + H + ,

unde HHb +  este forma protonată a hemoglobinei. Din această ecuație rezultă că curba de saturație în oxigen a hemoglobinei depinde de concentrația ionilor H + . Hemoglobina leagă atât ionii de O2 , cât și de H + , dar există o relație inversă între aceste două procese. Dacă presiunea parțială a oxigenului este mare (ceea ce se observă, de exemplu, în plămâni), atunci hemoglobina o leagă, eliberând ioni H + . La o presiune parțială scăzută a oxigenului (care apare în țesuturi), ionii H + se vor lega de hemoglobină .

Eficiența legării hemoglobinei a dioxidului de carbon (cu formarea carbaminohemoglobinei, denumită mai frecvent carbhemoglobină [3] ) este invers legată de legarea oxigenului. În țesuturi, o parte din excesul de CO 2 se leagă de hemoglobină, afinitatea acesteia din urmă pentru O 2 scade și oxigenul este eliberat. În plămâni, un exces de aer O 2 este legat, astfel afinitatea hemoglobinei pentru CO 2 scade, iar CO 2 este eliberat în aerul alveolar , contribuind la o ușoară acidifiere a sângelui datorită ionilor de H + care decurg din disociere. de acid carbonic (vezi mai sus).

Dependențele descrise fac ca molecula de hemoglobină să fie perfect adaptată transportului comun al oxigenului, dioxidului de carbon și ionilor de H + de către eritrocite [4] .

Vezi și

Note

  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 : articol. - 1892. - Nr. 51 . - S. 321-361 .
  2. ↑ Chr. Bohr, K. Hasselbalch și August Krogh. Referitor la o relație importantă din punct de vedere biologic - Influența conținutului de dioxid de carbon din sânge asupra legăturii sale de oxigen // Skand. Arc. fiziol. : articol. - 1904. - Nr. 16 . - S. 401-412 .
  3. ↑ Carbhemoglobin // Dicţionar enciclopedic biologic .
  4. ↑ Lehninger A. Fundamentals of biochemistry: In 3 volumes. Volumul 1. - M . : Mir, 1985. - S. 208-210. — 367 p.

Literatură

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii