Klinische Bedeutung

Die Stärke, mit der Sauerstoff an Hämoglobin bindet, wird von mehreren Faktoren beeinflusst kann als Verschiebung nach links oder rechts in der Sauerstoffdissoziationskurve dargestellt werden. Eine Verschiebung der Kurve nach rechts zeigt an, dass Hämoglobin eine verringerte Affinität zu Sauerstoff aufweist, wodurch Sauerstoff aktiv entladen wird. Eine Verschiebung nach links zeigt eine erhöhte Hämoglobinaffinität für Sauerstoff und eine erhöhte Zurückhaltung bei der Freisetzung von Sauerstoff an. Verschiedene physiologische Faktoren sind für die Verschiebung der Kurve nach links oder rechts verantwortlich, wie z. B. pH-Wert, Kohlendioxid (CO2), Temperatur und 2,3-Disphosphoglycerat.

pH:

Eine Abnahme Der pH-Wert (Säuregehalt) verschiebt die Dissoziationskurve nach rechts, während ein Anstieg des pH-Werts (Alkalität) die Dissoziationskurve nach links verschiebt. Bei höheren Konzentrationen an Wasserstoffionen stabilisiert sich Hämoglobin im sauerstofffreien T-Zustand. Wenn daher der pH-Wert abnimmt und das CO2 zunimmt, nimmt die Hämoglobinaffinität für Sauerstoff ab. Diese umgekehrte Beziehung ist als Bohr-Effekt bekannt und wird deutlich, wenn metabolisch aktives Gewebe Glucose und Sauerstoff in CO2 und organische Säuren umwandelt. Hämoglobin hat dann eine verringerte Affinität zu Sauerstoff und hilft, es an bedürftige Gewebe abzugeben.

Kohlendioxid:

Kohlendioxid beeinflusst die Kurve auf zwei Arten: durch den Bohr-Effekt und durch die Anreicherung von Carbaminoverbindungen, die durch chemische Wechselwirkungen erzeugt werden. Diese Verbindungen bilden Carbaminohämoglobin, das im Gegenzug den T-Zustand stabilisiert, die Affinität für Sauerstoff senkt und die Sauerstoffentladung induziert. Auf diese Weise wird nur ein kleiner Teil des Kohlendioxids transportiert. Der größte Teil des Kohlendioxids wird im Bicarbonatpuffersystem transportiert. Beim Eintritt in rote Blutkörperchen wird Kohlendioxid durch das Enzym Carboanhydrase schnell in Kohlensäure umgewandelt. Kohlensäure dissoziiert sofort in Bicarbonat- und Wasserstoffionen. Wie bereits erwähnt, stabilisiert ein Anstieg der Wasserstoffionen das Hämoglobin im T-Zustand und induziert eine Sauerstoffentladung, die zu einer Verschiebung der Dissoziationskurve nach rechts führt. 2,3-Diphosphoglycerat (DPG): p>

2,3-Diphosphoglycerat (DPG) ist ein Zwischenprodukt der Glykolyse, das in den roten Blutkörperchen produziert wird und die Affinität des Hämoglobins zu Sauerstoff beeinflusst. Hohe Konzentrationen von 2,3-DPG verschieben die Dissoziationskurve nach rechts, während niedrige Konzentrationen die Kurve nach links verschieben. Die Beziehung der Wasserstoffionen ist umgekehrt proportional zu den Konzentrationen von 2,3 DPG, was besagt, dass eine Erhöhung der Wasserstoffionenkonzentration in roten Blutkörperchen zu einer Abnahme von 2,3 DPG führt und umgekehrt. Dies ist in großen Höhen offensichtlich, in denen niedrigere Sauerstoffwerte eine Hyperventilation induzieren, wodurch pCO2- und Wasserstoffionen abnehmen, was zu einer Verschiebung der Dissoziationskurve nach links führt. Diese Verschiebung nach links führt zu einer Erhöhung der Produktion roter Blutkörperchen von 2,3-DPG, was zu einer Verschiebung der Kurve nach rechts führt und einen wesentlichen Mechanismus für die Kompensation der Atemwege festlegt.

Temperatur:

Die Auswirkung der Temperatur auf die Kurve ist relativ einfach. Das Entladen von Sauerstoff wird bei höheren Temperaturen bevorzugt, was zu einer Verschiebung nach rechts führt. Andererseits verursachen niedrigere Temperaturen eine Verschiebung der Dissoziationskurve nach links. Ein bemerkenswertes Beispiel hierfür ist Bewegung, bei der die Temperatur des Muskels infolge seiner Nutzung ansteigt, wodurch die Kurve nach rechts verschoben wird und Sauerstoff leichter aus dem Hämoglobin entladen und an bedürftige Gewebe abgegeben werden kann.

Kohlenmonoxid:

Hämoglobin bindet Kohlenmonoxid (CO) 200- bis 300-mal stärker als mit Sauerstoff, was zur Bildung von Carboxyhämoglobin führt und die Bindung von Sauerstoff an Hämoglobin aufgrund der Konkurrenz derselben Bindungsstellen verhindert . Die Bindung eines CO-Moleküls an Hämoglobin erhöht die Affinität der anderen Bindungspunkte für Sauerstoff, was zu einer Verschiebung der Dissoziationskurve nach links führt. Diese Verschiebung verhindert eine Sauerstoffentladung im peripheren Gewebe und daher ist die Sauerstoffkonzentration des Gewebes viel niedriger als normal. In Gegenwart von Kohlenmonoxid kann eine Person unter Beibehaltung eines normalen PaO2 unter schwerer Gewebehypoxie leiden. Bei Patienten mit CO-Vergiftung treten Symptome wie Kopfschmerzen, Unwohlsein, veränderter Geisteszustand, Atemnot, Krampfanfälle oder kirschrote Lippen auf. Ein Pulsoximeter ist normalerweise normal, da die Maschine Carboxyhämoglobin nicht aus Oxyhämoglobin nachweisen kann.

Fötales Hämoglobin:

Fötales Hämoglobin (HbF) unterscheidet sich strukturell von adulten Hämoglobinen, da es zusammengesetzt ist von zwei Alpha- und zwei Gammaketten. Die Gammaketten von HbF haben eine verringerte Affinität für 2,3-DPG, wodurch HbF bei niedrigeren Partialdruckniveaus eine höhere Affinität für Sauerstoff aufweist und die Dissoziationskurve nach links verschoben wird.Dieser Zustand ist im Mutterleib vorteilhaft, da der Fötus leichter Sauerstoff aus dem mütterlichen Kreislauf ziehen kann. Auf der Ebene der Plazenta interagiert 2,3-DPG leichter mit adulten Hämoglobin und induziert eine Sauerstoffentladung. Während fötales Hämoglobin vom 2,3-DPG nicht beeinflusst wird und leicht Sauerstoff binden kann