Na oxyhaemoglobin disociační křivka

stručná historie kyslíku hemoglobinu disociační křivka

původní 1904 článek popisující křivku, přeložena pro vaše potěšení čtení, je k dispozici zdarma, s laskavým svolením University of Delaware., To bylo napsáno Christian Bohr sám (Bohrův Efekt fame), se spoluautory Karl Albert Hasselbalch (ano, to Hasselbalch) a August Krogh, který je nejlépe známý pro – „Zásady pro srovnávací metoda biologie. Právě pod jeho vlivem se vyšetřovatelé rozhodli použít psí a koňskou krev. Nebo snad v civilizovaných dnech klobouku a kabátu z roku 1904 byla myšlenka sklízet obrovské množství lidské krve pro výzkum těmto vědcům nějak odporná., Jistě, krev musí být čerstvá, protože v této fázi nevím, nějaké techniky k dispozici vyšetřovatelům, která by to držela kapalina pro velmi dlouho.

ale pojďme odbočit žádné další. Vyšetřovatelé, vyzbrojeni přístrojem jejich designu, vytvořili graf obsahu kyslíku v krvi při různých parciálních tlacích kyslíku a oxidu uhličitého. Tento graf je reprodukován pod zcela nezměněné, z úcty k těmto otcům zakladatelů,a bez povolení od nikoho vůbec.,

Jeden může ocenit kratičký pohled, že tyto křivky se velmi podobají moderním znázornění těchto vztahů. Myslel, že pojem „saturace“ byl v této fázi nevyvinutý, autoři se vyrobit stůl z jejich vyjádření, které uvádí „kyslíku v procentech“ na různé parciální tlaky O2 a CO2.

vztah mezi saturací hemoglobinu a parciálním tlakem kyslíku byl vyjádřen jako rovnice J. W. Severinghaus v roce 1979 (Ano, Že Severinghaus)., V tomto článku použil Severinghaus svou rovnici k výpočtu tabulky hodnot pro standardní disociační křivku lidské krve O2 při 37 ° C a pH 7,40.

člověk by byl překvapen, jak obtížné je tato tabulka sledovat online! Vše, co se dostane jeden z výsledků vyhledávání Google je nějakým pokřiveným disociační křivka obrázek s několika „hodnoty zájmu“ hozený přes to, nebo něco vypočtena na 38°C, nebo horší. V zájmu zachování intelektuálního dědictví J. W.Severinghause a jeho zpřístupnění fyziologickému nadšenci reprodukuji jeho data v následující tabulce.,

vyzbrojený Excelem lze tyto hodnoty zapojit do grafového generátoru a dospět ke známé křivce disociace kyslíku a hemoglobinu.

výhodou Severinghaus modelu je, že byla potvrzena experimentálně: to odpovídá lidské krve dat v rámci 0.55% nasycení procentního bodu. Dále je analyticky invertovatelný: lze použít rovnici pro výpočet pO2 ze sO2 a naopak.,

Navíc, Pomlčka a Bassingthwaite uveřejnil vynikající článek v roce 2010, představuje sadu kyslíku hemoglobinu disociační křivky vyneseny pomocí matematického modelu, který vyvinuli. Jejich původní diagramy najdete zde. Vytvořili Java applet, který běží tento model, k dispozici od www.physiome.org, tímto způsobem může kdokoli kdekoli generovat jakoukoli disociační křivku za jakýchkoli podmínek., Například, po patnácti minutách, šmelení kolem, jsem byl schopen produkovat sérii křivky odrážejí čtyři hlavní vlivy na tvar disociační křivky:

navzdory pohodlí, že budou moci vytvářet křivky pro každou sadu parametrů, diagramy jinde na tomto webu jsou založeny na Severinghaus dat, a na Siggaard-Andersen metoda výpočtu tvar disociační křivky. Hlavním důvodem přetrvávání metody Siggaard-Andersen je skutečnost, že radiometr ji používá ve svých strojích ABG., Druhý důvod je do značné míry historický, zakořeněný v počátečním dojmu autorů, že model Dash-Bassingthwaite produkoval nepřesné křivky. Dřívější revize této kapitoly nesprávně tvrdily, že při 0,0 mmol/L 2,3-DPG má být p50 asi 10mmhg, na rozdíl od hodnoty generované modelem. V důsledku šťastné korespondence s jedním ze spoluautorů však byla tato otázka opravena., Kromě toho je nyní k dispozici revidovaná verze modelu (Dash et al, 2016) a poskytuje platné výsledky i za skutečně nepříčetných okolností (například pokud je pH vyšší než 8.5).

Nyní, když máme představu, jak vypadá sigmoidní graf, se ptáme: Proč se tak křiví?

koncept pozitivní kooperativity

hemoglobin je heterotetramerový protein. Skládá se ze dvou podjednotek α-hemoglobinu a dvou podjednotek β-hemoglobinu. Každá podjednotka váže kyslík nezávisle., Poté, jakmile je k němu vázána molekula kyslíku, okysličená podjednotka zvyšuje kyslíkovou afinitu tří zbývajících podjednotek. To je pozitivní kooperativita: podjednotky „spolupracují“, aby si navzájem zlepšily vazbu kyslíku.

klasicky bylo řečeno, že hemoglobin existuje ve dvou odlišných stavech: stav R a stav T. Stav R („uvolněný“) je okysličená forma; stav T („napjatý“) je deoxygenovaná forma., Rozdíl mezi těmito dvěma stavy je změna struktury: jeden pár podjednotek αβ v okysličeném stavu R se zdá být otočen o 15° vzhledem k druhému páru podjednotek.

pro ilustraci tohoto konceptu použiji diagram veřejné domény od Tpirojsi. To je diskutováno mnohem podrobněji a s vynikajícími vizuálními efekty, David Auble na této přednášce University of Virginia biochem (on zase používá tento vynikající článek jako odkaz).,

diagram ilustruje „sekvenční“ model kooperativita, což naznačuje, že jedna podjednotka hemoglobinu začíná sled konformační změny v ostatních podjednotek hemoglobinu, které zvyšují jejich afinitu ke kyslíku, a že se tak stane v pořadí. „Vzájemné“ model naopak naznačuje, že hemoglobin nemůže existovat v „napůl uvolněné“ stavu, a že to vyletí rychle z jednoho státu do druhého, jakmile alespoň jeden z haems v každé dimerní podjednotky je okysličená.,

skutečné chování molekul hemoglobinu je zřejmě nějakou kombinací těchto dvou. Jak rychlé přepínání, tak postupná alosterická modulace se vyskytují současně. Ve skutečnosti, čím hlouběji kopeme, tím více dosud neviděné složitosti jsme se odhalit, s některými návrhy, které kromě R a T státech, mnoho více konstrukčních variant mohou existuje, a v tuto chvíli je někdo“s hádat, jak budou hrát roli ve funkci hemoglobinu.

každopádně., Přestože v naprosto deoxygenovaném stavu vykazuje určitý rezervovaný nezájem o kyslík, hemoglobin se stále více zajímá o více kyslíku, který váže. Na heterotetrameric forma hemoglobinu je proto ideální molekula pro transport kyslíku, vykazují nízké kyslíku afinitu v hypoxické prostředí kapilár a vysoký kyslíku afinitu v dobře okysličené plicní oběh.

Vliv biochemických a fyziologických faktorů na kooperativita

Mnoho věcí může ovlivnit normální kooperativita hemoglobinu podjednotky., Například přítomnost abnormální podjednotky haem v tetrameru může způsobit zmatek. Přítomnost železné (Fe3+) podjednotky nebo karboxyhaemové podjednotky může abnormálně zvýšit afinitu celé molekuly. Abnormální haem je uzamčen ve svém stavu R a nemůže se vrátit do stavu T za přítomnosti hypoxie, což narušuje normální vykládku kyslíku a způsobuje posun křivky doleva. Naproti tomu podjednotka sulfhaemoglobinu způsobí opačný stavový efekt a posune křivku doprava.,

Moc pozitivní kooperativita a výsledný esovitý tvar disociační křivky je vůči vlivu alosterické efektory, jako jsou pH, pCO2, 2,3-DPG a tak dále. Tvar křivky v nepřítomnosti všech alosterických efektorů je ve skutečnosti poněkud nudný hyperbolický.

Důležité funkce na kyslíku hemoglobinu disociační křivka

• p50 bod, který je podrobně diskutovalo jinde, je PaO2 v hemoglobinu, který je 50% sturated, a odpovídá 24-28 mmHg za normálních okolností., Když většina lidí diskutovat o změnu v p50 hodnoty, jsou obvykle na mysli „shift“ nebo „left-shift“
• „arteriální bod“ je řekl, aby odpovídalo PaO2 100 mmHg tím, že někteří autoři (Tanedža & Vaughan 2001), což by to saturaton 98%. To se zdá být konzistentní ve většině učebnic (např. Brandis, Nunn “ s) ale jeho původ a význam jsou nejasné.
• „smíšený žilní bod“ je nominován na PaO2 40 mmHg a představuje parciální tlak kyslíku a saturaci smíšené žilní krve., To je mírně nižší než 75%, a – přísně vzato – neměly by být vypracovány na normální křivka, stejně jako křivka smíšené žilní krve je mírně vpravo-posunuty o Bohrův efekt (smíšené žilní krve je mírně kyselejší a CO2-bohatý, než v arteriální krvi).

jaký je jejich smysl? Těžko říct. Stejně jako p50 mohou být arteriální a smíšené žilní body použity k diskusi o posunech křivky., Posunutí bodu je důsledkem posunu, ačkoliv nikdo by to být tak citlivé, jako p50, protože p50 je místo, kde křivka je nejstrmější a proto je bod, který se bude pohybovat nejvíce. Realisticky by však pro tento účel mohl zvolit libovolný bod křivky. Proto je pro všechny záměry a účely hlavním důvodem těchto bodů pomoci uchazečům o zkoušku CICM nakreslit úhlednou sigmoidní křivku.