Kliininen merkitys

Useat tekijät vaikuttavat siihen, kuinka voimakkaasti happi sitoutuu hemoglobiiniin. voidaan esittää siirtymänä vasemmalle tai oikealle hapen dissosiaatiokäyrässä. Käyrän siirtyminen oikealle osoittaa, että hemoglobiinilla on vähentynyt affiniteetti happeen, joten happi purkaa aktiivisesti. Siirtyminen vasemmalle osoittaa lisääntynyttä hemoglobiinin affiniteettia happeen ja lisääntynyttä haluttomuutta vapauttaa happea. Käyrän siirtymisestä vasemmalle tai oikealle ovat vastuussa useat fysiologiset tekijät, kuten pH, hiilidioksidi (CO2), lämpötila ja 2,3-disfosfoglyseraatti.

pH:

Lasku pH: ssa (happamuus) siirtää dissosiaatiokäyrän oikealle, kun taas pH: n (emäksisyys) kasvu siirtää dissosiaatiokäyrän vasemmalle. Suuremmilla vetyionipitoisuuksilla hemoglobiini stabiloituu hapettomassa T-tilassa. Siksi, kun pH laskee ja CO2 nousee, hemoglobiinin affiniteetti happeen vähenee. Tämä käänteinen suhde tunnetaan nimellä Bohr-vaikutus ja se ilmenee, kun metabolisesti aktiivinen kudos metabolisoi glukoosin ja hapen CO2: ksi ja orgaanisiksi hapoiksi. Hemoglobiinilla on sitten vähäinen affiniteetti happeen ja se auttaa kuljettamaan sitä tarvitseviin kudoksiin.

Hiilidioksidi:

Hiilidioksidi vaikuttaa käyrään kahdella tavalla: Bohr-vaikutuksen ja kemiallisten vuorovaikutusten tuloksena syntyvien karbaminoyhdisteiden kertyminen. Nämä yhdisteet muodostavat karbaminohemoglobiinin, joka vastineeksi stabiloi T-tilan, alentaa affiniteettia happeen ja aiheuttaa hapen purkautumista. Vain pieni osa hiilidioksidista kulkeutuu tällä tavalla. Suurin osa hiilidioksidista kulkeutuu bikarbonaattipuskurijärjestelmään. Päästyään punasoluihin hiilidioksidi muuttuu nopeasti hiilihapoksi hiilihappoanhydraasientsyymin avulla. Hiilihappo hajoaa välittömästi bikarbonaatti- ja vetyioneiksi. Kuten aiemmin todettiin, vetyionien lisääntyminen stabiloi hemoglobiinin T-tilassa ja aiheuttaa hapen purkautumista, mikä johtaa dissosiaatiokäyrän siirtymiseen oikealle.

2,3 Difosfoglysereraatti (DPG):

2,3-difosfoglyseraatti (DPG) on glykolyysin välituote, jota tuotetaan punasoluissa ja joka vaikuttaa hemoglobiinin affiniteettiin happeen. Suuret 2,3-DPG-pitoisuudet siirtävät dissosiaatiokäyrän oikealle, kun taas pienet pitoisuudet siirtävät käyrän vasemmalle. Vetyionien suhde on kääntäen verrannollinen 2,3 DPG: n tasoon, joka toteaa, että vetyionipitoisuuden nousu punasoluissa johtaa laskuun 2,3 DPG: ssä ja päinvastoin. Tämä käy ilmi korkeissa korkeuksissa, joissa matalat happitasot aiheuttavat hyperventilaation aiheuttaen pCO2- ja vetyionien vähenemisen, mikä johtaa dissosiaatiokäyrän siirtymiseen vasemmalle. Tämä vasen muutos johtaa punasolujen tuotannon lisääntymiseen 2,3-DPG: ssä, mikä johtaa käyrän siirtymiseen takaisin oikealle ja muodostaa välttämättömän mekanismin hengityskompensointiin.

Lämpötila:

Lämpötilan vaikutus käyrään on suhteellisen yksinkertainen. Hapen purkamista suositellaan korkeammissa lämpötiloissa, mikä aiheuttaa siirtymän oikealle. Toisaalta matalat lämpötilat aiheuttavat dissosiaatiokäyrän vasemmalle siirtymistä. Merkittävä esimerkki tästä on liikunta, jossa lihaksen lämpötila nousee toissijaisesti sen käytön vuoksi, jolloin käyrä siirtyy oikealle ja antaa hapen helpommin purkaa hemoglobiinista ja toimittaa sen tarvitseviin kudoksiin.

Hiilimonoksidi:

Hemoglobiini sitoo hiilimonoksidia (CO) 200-300 kertaa enemmän kuin hapella, mikä johtaa karboksihemoglobiinin muodostumiseen ja estää hapen sitoutumisen hemoglobiiniin samojen sitoutumiskohtien kilpailun vuoksi. . Yhden CO-molekyylin sitoutuminen hemoglobiiniin lisää muiden sitoutumispaikkojen affiniteettia happea kohtaan, mikä johtaa dissosiaatiokäyrän vasempaan siirtymiseen. Tämä muutos estää hapen purkautumisen ääreiskudokseen ja siksi kudoksen happipitoisuus on paljon normaalia pienempi. Hiilimonoksidin läsnä ollessa henkilö voi kokea vakavaa kudoshypoksia pitäen normaalin PaO2: n. CO-myrkytyspotilailla on oireita, kuten päänsärky, huonovointisuus, muuttunut henkinen tila, hengenahdistus, kohtaukset tai kirsikanpunaiset huulet. Pulssioksimetri olisi yleensä normaali, koska kone ei pysty havaitsemaan karboksihemoglobiinia oksyhemoglobiinista.

Sikiön hemoglobiini:

Sikiön hemoglobiini (HbF) on rakenteellisesti erilainen kuin aikuisen hemoglobiini, koska se koostuu kahdesta alfa- ja kahdesta gammaketjusta. HbF: n gammaketjuilla on pienempi affiniteetti 2,3-DPG: tä kohtaan, jolloin HbF: llä on korkeampi affiniteetti happea kohtaan alemmilla osapaineen tasoilla ja tuloksena dissosiaatiokäyrän vasemmalle siirtymiselle.Tämä tila on edullinen kohdussa, koska sikiö voi vetää happea äidin verenkierrosta helpommin. Istukan tasolla 2,3-DPG on helpommin vuorovaikutuksessa aikuisen hemoglobiinin kanssa aiheuttaen hapen purkautumisen. Sitä vastoin 2,3-DPG ei vaikuta sikiön hemoglobiiniin ja se voi sitoa happea helposti.