Кривая диссоциации оксигемоглобина, ее смещение и эффект Бора
Большая часть кислорода в крови наших пациентов переносится с помощью гемоглобина - белковых молекул эритроцитов, меньшая часть растворена в плазме.
В тканях с высоким содержанием кислорода (альвеолы легких) гемоглобин легко связывается с кислородом и становится оксигемоглобином, а в тканях с низким содержанием кислорода и высоким содержанием углекислого газа - легко отдает его, или диссоциирует.
Способность гемоглобина связываться с кислородом зависит от его сродства к кислороду, чем сродство больше, тем легче гемоглобин присоединяет кислород и тем сложнее его отдает.
Зависимость сродства гемоглобина к кислороду от концентрации кислорода, выражаемой через его парциальное давление, представляется в виде кривой, сигмоиды - кривой диссоциации оксигемоглобина.
Чем выше парциальное давление кислорода, тем выше насыщение гемоглобина кислородом (сатурация). Но эта зависимость нелинейна. Взглянем на график внимательнее.
Нижняя часть имеет крутой наклон, а верхняя часть пологая. Что это значит?
Кривую следует разделить на 4 участка:
- 0-10 мм рт ст - сродство гемоглобина к кислороду очень низкое, он почти его не присоединяет;
- 10-40 мм рт ст - кривая резко поднимается, сродство растет, происходит активное насыщение гемоглобина кислородом;
- 40-60 мм рт ст - подъем кривой уменьшается, рост парциального давления приводит уже к меньшему увеличению сатурации;
- 60-100 мм рт ст - подъем кривой становится все более горизонтальной, рост парциального давления все меньше влияет на насыщение гемоглобина кислородом, хотя оно и продолжает увеличиваться, приближаясь к 100%.
Проще говоря, это кривая отражает нормальный газообмен здорового организма. В альвеолах, где высокое парциальное давление кислорода, гемоглобин присоединяет кислород, становясь оксигемоглобином, далее с током крови разносится по организму, парциальное давление кислорода снижается, сродство к кислороду снижается и оксигемоглобин диссоциирует, отдавая кислород окружающим тканям.
Для снижении сатурации нужно значимое снижение парциального давления кислорода в альвеолах.
При различных состояниях организма кривая диссоциации может смещаться влево или вправо, что отражает изменение сродства гемоглобина к кислороду.
При парциальном давлении 27 мм рт ст 50% гемоглобина будет находится в состоянии оксигемоглобина, это называется давлением полунасыщения гемоглобина и обозначается как Р50. При смещении кривой диссоциации будет изменяться и значение Р50.
При смещении кривой влево, сродство увеличивается, гемоглобин легче присоединяет кислород и тяжелее его отдает, для присоединения кислорода нужно меньшее парциальное давление, Р50 снижается.
Наоборот, при смещении кривой вправо сродство к кислороду снижается, Р50 растет.
Основные факторы, влияющие на смещение кривой диссоциации - это температура, парциальное давление углекислого газа, концентрация 2,3-дифосфоглицерата (2,3-ДФГ) и рН.
Повышение рН, т.е. защелачивание крови, сдвигает кривую диссоциации влево, увеличивая сродство гемоглобина к кислороду, а снижение рН, наоборот - вправо. Это называется эффектом Бора.
Снижение парциального давления углекислого газа смещает кривую диссоциации влево, упрощая насыщение гемоглобина кислородом и затрудняя переход кислорода в ткани. Это эффект Вериго-Бора.
Таким же образом влияет температура, ее снижение смещает кривую диссоциации влево, повышение - вправо. Чем ниже температура, тем проще гемоглобину присоединиться кислород, а чем выше - тем сложнее, поэтому потребуется более высокое парциальное давление кислорода.
На сродство также влияет концентрация 2,3-дифосфоглицерата - важного участника гликолиза в эритроцитах. При возникновении гипоксии увеличивается концентрация 2,3-ДФГ, что смещает кривую диссоциации вправо, облегчая отдачу кислорода.
Что еще изучить по теме?