Semnificația clinică

Puterea prin care oxigenul se leagă de hemoglobină este afectată de mai mulți factori și poate fi reprezentat ca o deplasare spre stânga sau spre dreapta în curba de disociere a oxigenului. O deplasare spre dreapta a curbei indică faptul că hemoglobina are o afinitate scăzută pentru oxigen, astfel, oxigenul se descarcă activ. O deplasare spre stânga indică o afinitate crescută a hemoglobinei pentru oxigen și o reticență crescută de a elibera oxigen. Mai mulți factori fiziologici sunt responsabili pentru deplasarea curbei la stânga sau la dreapta, cum ar fi pH-ul, dioxidul de carbon (CO2), temperatura și 2,3-Disfosfogliceratul.

pH:

O scădere în pH (aciditate) deplasează curba de disociere spre dreapta în timp ce o creștere a pH-ului (alcalinitate) deplasează curba de disociere spre stânga. La concentrații mai mari de ioni de hidrogen, hemoglobina se stabilizează în starea T dezoxigenată. Prin urmare, pe măsură ce pH-ul scade și CO2 crește, afinitatea hemoglobinei pentru oxigen va scădea. Această relație inversă este cunoscută sub numele de efect Bohr și este evidentă atunci când țesuturile metabolice active metabolizează glucoza și oxigenul în CO2 și acizi organici. Hemoglobina are apoi o afinitate redusă pentru oxigen și ajută la livrarea acestuia către țesuturile care au nevoie.

Dioxid de carbon:

Dioxidul de carbon afectează curba în două moduri: efectul Bohr și prin acumularea de compuși carbamino care sunt generați de interacțiuni chimice. Acești compuși formează carbaminohemoglobină, care în schimb stabilizează starea T, scade afinitatea pentru oxigen și induce descărcarea oxigenului. Doar o mică parte din dioxid de carbon este transportată în acest mod. Majoritatea dioxidului de carbon este transportat în sistemul tampon bicarbonat. La intrarea în celulele roșii din sânge, dioxidul de carbon este transformat rapid în acid carbonic de enzima anhidrază carbonică. Acidul carbonic se disociază imediat în ioni bicarbonat și hidrogen. După cum sa menționat anterior, o creștere a ionilor de hidrogen stabilizează hemoglobina în starea T și induce descărcarea oxigenului, ceea ce duce la deplasarea curbei de disociere spre dreapta.

2,3 Difosfoglicerat (DPG):

2,3-Difosfogliceratul (DPG) este un produs intermediar al glicolizei care se produce în globulele roșii care afectează afinitatea hemoglobinei pentru oxigen. Concentrațiile mari de 2,3-DPG vor deplasa curba de disociere spre dreapta, în timp ce concentrațiile scăzute vor deplasa curba spre stânga. Relația ionilor de hidrogen este invers proporțională cu nivelurile de 2,3 DPG, care afirmă că o creștere a concentrației ionilor de hidrogen în celulele roșii din sânge va duce la scăderi în 2,3 DPG și invers. Acest lucru este evident la altitudini mari, unde niveluri mai mici de oxigen induc hiperventilație, determinând scăderea ionilor de pCO2 și hidrogen, ceea ce duce la deplasarea spre stânga a curbei de disociere. Această deplasare la stânga duce la o creștere a producției de celule roșii din sânge de 2,3-DPG, ceea ce duce la deplasarea curbei înapoi la dreapta și stabilește un mecanism esențial de compensare respiratorie.

Temperatura:

Efectul temperaturii asupra curbei este relativ simplu. Descărcarea oxigenului este favorizată la temperaturi mai ridicate, ceea ce va determina o deplasare spre dreapta. Pe de altă parte, temperaturile mai scăzute vor provoca o deplasare spre stânga a curbei de disociere. Un exemplu remarcabil în acest sens este exercițiul fizic, în care temperatura mușchiului crește secundar utilizării acestuia, schimbând astfel curba spre dreapta și permițând descărcarea mai ușoară a oxigenului din hemoglobină și livrarea acestuia către țesuturile care au nevoie.

Monoxid de carbon:

Hemoglobina leagă monoxidul de carbon (CO) de 200 până la 300 de ori mai mult decât cu oxigenul, rezultând formarea carboxihemoglobinei și împiedicând legarea oxigenului de hemoglobină datorită concurenței acelorași site-uri de legare . Legarea unei molecule de CO de hemoglobină crește afinitatea celorlalte pete de legare pentru oxigen, ducând la o deplasare la stânga în curba de disociere. Această schimbare previne descărcarea oxigenului în țesutul periferic și, prin urmare, concentrația de oxigen a țesutului este mult mai mică decât în mod normal. Astfel, în prezența monoxidului de carbon, o persoană poate experimenta hipoxie tisulară severă, menținând în același timp o PaO2 normală. Pacienții cu otrăvire cu CO prezintă simptome precum dureri de cap, stare de rău, alterarea stării mentale, dificultăți de respirație, convulsii sau buze roșii cireșe. Un pulsoximetru ar fi de obicei normal deoarece aparatul nu este capabil să detecteze carboxihemoglobina din oxihemoglobină.

Hemoglobina fetală:

Hemoglobina fetală (HbF) este structural diferită de hemoglobina adultă, deoarece este compusă a două lanțuri alfa și două gamma. Lanțurile gamma ale HbF au o afinitate redusă pentru 2,3-DPG, permițând astfel HbF să aibă o afinitate mai mare pentru oxigen la niveluri mai mici de presiune parțială și rezultând o deplasare spre stânga a curbei de disociere.Această stare este avantajoasă în uter, deoarece fătul poate extrage oxigenul din circulația maternă cu mai mare ușurință. La nivelul placentei, 2,3-DPG interacționează mai ușor cu hemoglobina adultă, inducând descărcarea oxigenului. În timp ce hemoglobina fetală nu este afectată de 2,3-DPG și poate lega oxigenul cu ușurință.