Эффект Холдейна

Эффект Холдейна — свойство гемоглобина, впервые описанное Джоном Скоттом Холдейном. Оксигенация крови в легких вытесняет углекислый газ из гемоглобина, что увеличивает удаление углекислого газа. Это свойство является эффектом Холдейна. Следовательно, насыщенная кислородом кровь имеет пониженное сродство к углекислому газу. Таким образом, эффект Холдейна описывает способность гемоглобина переносить повышенное количество углекислого газа (CO2) в состоянии, не содержащем кислород, в отличие от состояния, насыщенного кислородом. Высокая концентрация CO2 способствует диссоциации оксигемоглобина.

Обмен

Остатки гистидина в гемоглобине могут принимать и действовать как буферы. Дезоксигенированный гемоглобин является лучшим акцептором протонов, чем оксигенированная форма.

В эритроцитах фермент карбоангидраза катализирует превращение растворенного диоксида углерода в углекислоту, которая быстро диссоциирует на бикарбонат и свободный протон:

CO2 + H2O → H2CO3 → H+ + HCO3−

По принципу Ле-Шателье, все, что стабилизирует полученный протон, вызовет смещение реакции вправо, таким образом, повышенное сродство дезоксигемоглобина к протонам усиливает синтез бикарбоната и, соответственно, увеличивает способность деоксигенированной крови к диоксиду углерода. Большая часть углекислого газа в крови находится в форме бикарбоната. Только очень небольшое количество фактически растворяется в виде диоксида углерода, а оставшееся количество диоксида углерода связано с гемоглобином.

В дополнение к усилению удаления диоксида углерода из тканей, потребляющих кислород, эффект Холдейна способствует диссоциации диоксида углерода от гемоглобина в присутствии кислорода. В богатых кислородом капиллярах легкого, это свойство вызывает смещение углекислого газа в плазму, когда кровь с низким содержанием кислорода проникает в альвеолу и жизненно важна для альвеолярного газообмена.

Общее уравнение для эффекта Холдейна:

H+ + HbO2 ⇌ H+Hb + O2;

Однако это уравнение сбивает с толку, поскольку оно отражает в первую очередь эффект Бора. Значение этого уравнения заключается в понимании того, что оксигенация Hb способствует диссоциации H+ от Hb, что сдвигает равновесие бикарбонатного буфера в сторону образования CO2; поэтому CO2 выделяется из эритроцитов.

Клиническое значение

У пациентов с легочными заболеваниями легкие могут быть неспособны увеличить альвеолярную вентиляцию при повышенном количестве растворенного CO2.

Это частично объясняет наблюдение, что у некоторых пациентов с эмфиземой может наблюдаться увеличение PaCO2 (парциальное давление артериального растворенного углекислого газа) после введения дополнительного кислорода, даже если содержание CO2 остается равным.

См. также

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.