Bohro efektas

Iš Bohro efektas rodo deguonies gebėjimą jungtis prie hemoglobino priklausomai nuo pH vertės ir anglies dioksido dalinio slėgio. Tai daugiausia atsakinga už dujų mainus organuose ir audiniuose. Kvėpavimo sistemos ligos ir neteisingas kvėpavimas daro įtaką kraujo pH vertei per Bohro efektą ir sutrikdo normalų dujų mainus.

Koks yra Bohro efektas?

Bohro efektas pavadintas jo atradėjo Christian Bohr, garsaus fiziko Niels Bohr tėvo, vardu. Christianas Bohras (1855–1911) pripažino hemoglobino deguonies afiniteto (gebėjimo surišti deguonį) priklausomybę nuo pH vertės arba anglies dioksido ar deguonies dalinio slėgio. Kuo didesnė pH vertė, tuo stipresnis yra hemoglobino afinitetas deguoniui ir atvirkščiai.

Kartu su deguonies jungimosi ir Rapoport-Luebering ciklo įtaka, Bohro efektas įgalina hemoglobiną būti idealiu deguonies pernešėju organizme. Šie poveikiai keičia hemoglobino sterines savybes. Atsižvelgiant į aplinkos sąlygas, nustatomas blogai deguonį jungiančio T-hemoglobino ir gerai deguonį jungiančio R-hemoglobino santykis. Paprastai deguonis pasisavinamas plaučiuose, o deguonis paprastai išsiskiria iš kitų audinių.

Funkcija ir užduotis

Bohro efektas užtikrina, kad kūnas aprūpinamas deguonimi pernešdamas deguonį hemoglobino pagalba. Deguonis jungiasi kaip ligandas prie centrinio hemoglobino geležies atomo. Baltymų, kuriuose yra geležies, kompleksas turi keturis hemo vienetus. Kiekvienas hemo mazgas gali surišti deguonies molekulę. Taigi kiekviename baltymų komplekse gali būti iki keturių deguonies molekulių.

Dėl protonų (vandenilio jonų) ar kitų ligandų įtakos keičiant hemo sterines savybes, pusiausvyra tarp T formos ir R formos pasikeičia hemoglobinu. Audiniuose, kuriuose naudojamas deguonis, deguonies prisijungimas prie hemoglobino susilpnėja sumažėjus pH vertei. Tai geriau pristatyti. Todėl metaboliškai aktyviuose audiniuose padidėjus vandenilio jonų koncentracijai padidėja deguonies išsiskyrimas. Tuo pačiu padidėja anglies dioksido dalinis kraujo slėgis. Kuo mažesnė pH vertė ir kuo didesnis anglies dioksido dalinis slėgis, tuo daugiau deguonies išskiriama. Tai tęsiasi tol, kol hemoglobino komplekse visiškai nėra deguonies.

Plaučiuose iškvepiant sumažėja anglies dioksido dalinis slėgis. Dėl to padidėja pH vertė ir padidėja hemoglobino afinitetas deguoniui. Taigi, be anglies dioksido išsiskyrimo, tuo pačiu metu hemoglobinas pasisavina ir deguonį.

Be to, bendras deguonies surišimas priklauso nuo ligandų. Centrinis geležies atomas jungia protonus, anglies dioksidą, chlorido jonus ir deguonies molekules kaip ligandus. Kuo daugiau deguonies ligandų, tuo stipresnis deguonies afinitetas likusiose surišimo vietose. Tačiau visi kiti ligadai susilpnina hemoglobino afinitetą deguoniui. Tai reiškia, kad kuo daugiau protonų, anglies dioksido molekulių ar chlorido jonų yra sujungti su hemoglobinu, tuo lengviau išlaisvinti likusį deguonį. Tačiau didelis deguonies dalinis slėgis skatina deguonies prisijungimą.

Be to, eritrocituose vyksta kitoks glikolizės būdas nei kitose ląstelėse. Tai „Rapoport-Luebering“ ciklas. Tarpinis 2,3-bisfosfogliceratas (2,3-BPG) susidaro Rapoport-Luebering ciklo metu. Junginys 2,3-BPG yra allosterinis efektorius, reguliuojantis deguonies afinitetą hemoglobinui. Jis stabilizuoja T-hemoglobiną. Tai skatina greitą deguonies išsiskyrimą glikolizės metu.

Deguonies ryšį su hemoglobinu silpnina sumažėjusi pH vertė, padidėjusi 2,3-BPG koncentracija, padidėjęs anglies dioksido dalinis slėgis ir padidėjusi temperatūra. Tai padidina deguonies išsiskyrimą. Priešingai, naudinga padidėjusi pH vertė, sumažėjusi 2,3-BPG koncentracija, sumažėjęs anglies dioksido dalinis slėgis ir sumažėjusi kraujo temperatūra.

Ligos ir negalavimai

Pagreitėjęs kvėpavimas sergant kvėpavimo takų ligomis, tokiomis kaip astma ar hiperventiliacija dėl panikos, streso ar įpročio, padidėja pH vertė dėl padidėjusio anglies dioksido iškvėpimo dėl Bohro efekto. Tai padidina hemoglobino afinitetą deguoniui. Deguonies išsiskyrimas ląstelėse apsunkinamas. Todėl dėl neefektyvių kvėpavimo būdų ląstelės aprūpinamos nepakankamu deguonimi (ląstelių hipoksija).

Pasekmės yra lėtinis uždegimas, susilpnėjusi imuninė sistema, lėtinės kvėpavimo takų ligos ir daugelis kitų lėtinių ligų. Remiantis bendromis medicinos žiniomis, ląstelių hipoksija dažnai sukelia tokias ligas kaip diabetas, vėžys, širdies ligos ar lėtinis nuovargis.

Anot rusų gydytojo ir mokslininko Buteiko, hiperventiliacija yra ne tik kvėpavimo takų ligų padarinys, bet ir dažnai sukeliama streso bei panikos reakcijų. Ilgainiui jis mano, kad persivalgymas tampa įpročiu ir įvairių ligų atspirties tašku.

Terapijos tikslais atliekamas pastovus kvėpavimas per nosį, diafragminis kvėpavimas, ilgesnės kvėpavimo pauzės ir atsipalaidavimo pratimai, siekiant normalizuoti kvėpavimą per ilgą laiką. Keli tyrimai parodė, kad Buteyko metodas gali sumažinti prieštraukulinių vaistų vartojimą 90 procentų, o kortizono - 49 procentus.

Jei per hipoventiliaciją iškvėpta per mažai anglies dioksido, organizmas tampa per rūgštus (acidozė). Acidozė yra tada, kai kraujo pH yra mažesnis nei 7,35. Acidozė, atsirandanti hipoventiliacijos metu, taip pat žinoma kaip kvėpavimo takų acidozė. Priežastys gali būti kvėpavimo centro paralyžius, anestezija ar sulaužyti šonkauliai. Kvėpavimo organų acidozei būdingas dusulys, mėlynos lūpos ir padidėjęs skysčių išsiskyrimas. Acidozė gali sukelti širdies ir kraujagyslių sistemos sutrikimus su mažu kraujospūdžiu, širdies aritmijomis ir koma.