Az oxihaemoglobin disszociációs görbe

az oxigén-hemoglobin disszociációs görbe rövid története

az eredeti 1904-es cikk, amely leírja a görbét, lefordítva az olvasási örömre, ingyenesen elérhető a Delaware-i Egyetem jóvoltából., Maga Christian Bohr írta (Bohr Effect fame), társszerzőkkel Karl Albert Hasselbalch (igen, ez Hasselbalch) és August Krogh, aki legismertebb Krogh elve az összehasonlító biológiai módszer. A nyomozók talán az ő befolyása alatt döntöttek úgy, hogy kutyavért és lóvért használnak. Vagy talán az 1904-es civilizált kalap-kabát napokban az a gondolat, hogy hatalmas mennyiségű emberi vért gyűjtsenek kutatásra, valahogy kellemetlen volt ezeknek a tudományos Uraknak., Természetesen a vérnek frissnek kellett volna lennie, mivel ebben a szakaszban nem tudok semmilyen olyan technikáról, amely a nyomozók számára elérhető lett volna, amely nagyon hosszú ideig folyékonyan tartotta volna.

de ne menjünk tovább. A kutatók egy olyan berendezéssel felfegyverkezve készítettek egy grafikont a vér oxigéntartalmáról az oxigén és a szén-dioxid különböző parciális nyomásán. Ez a grafikon az alábbiakban teljesen változatlan, ezen alapító atyák iránti tiszteletből származik, senki engedélye nélkül.,

a legrövidebb pillantásból megállapítható, hogy ezek a görbék nagyon hasonlítanak ezeknek a kapcsolatoknak a modern ábrázolására. Úgy gondolta, hogy az “oxigéntelítettség” fogalma ebben a szakaszban fejletlen volt, a szerzők elkészítették megfigyeléseik táblázatát, amely felsorolja az “oxigén százalékos felvételét” az O2 és a CO2 különböző parciális nyomásaiban.

a hemoglobin telítettség és az oxigén parciális nyomása közötti összefüggést J. W. Severinghaus egyenletként fejezte ki 1979-ben (igen, az a Severinghaus)., Ebben a tanulmányban Severinghaus az egyenletével kiszámította a standard emberi vér O2 disszociációs görbéjének értéktábláját 37°C-on és 7,40 pH-n.

az ember meglepődne, hogy milyen nehéz ez a táblázat az online nyomon követés! Minden, amit a Google keresési eredményeiből kapunk, valami bastardised disszociációs görbe kép, amelyen néhány” érdekes érték ” dobódik, vagy valami 38°C-on számolva, vagy ami még rosszabb. J. W. Severinghaus szellemi hagyatékának megőrzése érdekében, valamint a fiziológiás rajongó számára történő hozzáférhetővé tétele érdekében az alábbi táblázatban reprodukálom az adatait.,

az Exceltel felfegyverkezve ezeket az értékeket egy gráfgenerátorba dughatjuk, és elérhetjük a jól ismert oxigén-hemoglobin disszociációs görbét.

a Severinghaus modell előnye, hogy kísérletileg megerősítést nyert: az emberi vér adatait a telítettség százalékpontjának 0, 55% – ára illeszkedik. Ezenkívül analitikusan inverzálható: az egyenletet felhasználhatjuk egy pO2 kiszámításához egy sO2-ból, és fordítva.,

emellett a Dash és a Bassingthwaite 2010-ben kiváló cikket tett közzé, amelyben egy sor oxigén-hemoglobin disszociációs görbét ábrázoltak egy általuk kifejlesztett matematikai modell segítségével. Eredeti diagramjaik itt találhatók. Ők hoztak létre egy Java applet, amely fut ez a modell, elérhető www.physiome.org. így bárki bárhol létrehozhat bármilyen disszociációs görbét, bármilyen körülmények között., Például tizenöt perces hegedülés után egy sor görbét tudtam előállítani, hogy tükrözzem a disszociációs görbe alakjára gyakorolt négy fő hatást:

annak ellenére, hogy bármilyen paraméterhez képes görbét generálni, a diagramok ezen az oldalon máshol a Severinghaus adatokon alapulnak, valamint a Siggaard-Andersen módszer a disszociáció alakjának kiszámítására görbe. A Siggaard-Andersen módszerrel való tartósság fő oka az, hogy a radiométer az ABG gépekben használja., A másik ok nagyrészt Történelmi, a szerzők kezdeti benyomásában gyökerezik, hogy a Dash-Bassingthwaite modell pontatlan görbéket eredményezett. E fejezet korábbi felülvizsgálata helytelenül azt állította, hogy 0,0 mmol/L 2,3-DPG-nél a P50-nek körülbelül 10mhg-nak kell lennie, szemben a modell által generált értékkel. Az egyik társszerzővel folytatott Szerencsés levelezés eredményeként azonban ezt a kérdést kijavították., Ráadásul a modell felülvizsgált verziója (Dash et al, 2016) már elérhető, és érvényes eredményeket ad még valóban zavaros körülmények között is (például ahol a pH meghaladja a 8.5-et).

egyébként, most, hogy van egy ötletünk, hogy néz ki a sigmoid grafikon, megkérdezzük: miért görbül így?

A pozitív kooperativitás fogalma

a hemoglobin heterotetramer fehérje. Két α-hemoglobin és két β-hemoglobin alegységből áll. Minden alegység önállóan köti az oxigént., Ezután, ha egy oxigénmolekula hozzá van kötve, az oxigénezett alegység növeli a három fennmaradó alegység oxigén affinitását. Ez pozitív kooperativitás: az alegységek “együttműködnek”, hogy fokozzák egymás oxigénkötését.

Classically, it has been said that haemoglobin exists in two different states: the R state and the T state. Az R állapot (“nyugodt”) az oxigénezett forma; a T állapot (“feszült”) a deoxigenált forma., A két állapot közötti különbség a szerkezet változása: az oxigénezett r-állapotban lévő αβ alegységek egy párja 15° – kal elforgatva jelenik meg a másik alegység párhoz képest.

a Tpirojsi public domain diagramját fogom használni ennek a koncepciónak a szemléltetésére. David Auble sokkal részletesebben, kiváló vizuális effektusokkal tárgyalja ezt a Virginiai Egyetem biochem előadóhelyén(viszont ezt a kiváló cikket referenciaként használja).,

Az ábra a kooperativitás” szekvenciális ” modelljét szemlélteti, ami arra utal, hogy a hemoglobin egyik alegysége a többi alegységben megfelelő változásokat indít el, amelyek növelik az oxigén iránti affinitásukat, és ez egy szekvenciában történik. Az” összehangolt ” modell ezzel szemben azt sugallja, hogy a hemoglobin nem létezhet “félig nyugodt” állapotban, és gyorsan átugrik egyik államról a másikra, amint az egyes dimer alegységek legalább egy haemje oxigénnel van ellátva.,

úgy tűnik, hogy a hemoglobinmolekulák tényleges viselkedése a kettő kombinációja. Mind a gyors kapcsolás, mind a fokozatos alloszterikus moduláció egyszerre történik. Valójában minél mélyebbre ásunk, annál láthatatlanabb bonyolultságot fedünk fel, néhány javaslattal, hogy az R és T Államok mellett még sok más szerkezeti változat is létezik, és jelenleg bárki kitalálja, hogyan játszanak szerepet a hemoglobin funkciójában.

egyébként., Bár egy teljesen dezoxigén állapot mutat egy bizonyos zárkózottság iránt az oxigén, hemoglobin egyre inkább érdekli a több oxigén kötődik. A hemoglobin heterotetramerikus formája ezért ideális molekula az oxigénszállításhoz, alacsony oxigén affinitást mutat a kapillárisok hipoxiás környezetében, valamint nagy oxigén affinitást mutat a jól oxigénezett pulmonalis keringésben.

A biokémiai és fiziológiai tényezők hatása a kooperativitásra

sok minden befolyásolhatja a hemoglobin alegységek normális kooperativitását., Például egy abnormális haem alegység jelenléte a tetramerben pusztítást okozhat. A vas (Fe3+) alegység vagy a karboxihaem alegység jelenléte abnormálisan növelheti az egész molekula affinitását. Az abnormális haem az R állapotába van zárva, és hipoxia jelenlétében nem térhet vissza t állapotba, ami rontja az oxigén normál kirakodását, és a görbe balra tolódását okozza. Ezzel szemben a szulfhaemoglobin alegység az ellenkező állapothatást okozza,a görbét jobbra tolja.,

a pozitív kooperativitás nagy része és a disszociációs görbe ebből eredő szigmoid alakja az alloszterikus effektorok, például a pH, a pCO2, a 2,3-DPG és így tovább hatásának köszönhető. A görbe alakja minden alloszterikus effektor hiányában valójában meglehetősen unalmas hiperbolikus.

fontos jellemzők az oxigén-hemoglobin disszociációs görbén

• a máshol részletesen tárgyalt P50 pont az a PaO2, amelynél a hemoglobin 50% – os, normál körülmények között pedig 24-28 Hgmm-nek felel meg., Amikor a legtöbb ember megvitatja a P50 érték változását, általában egy “jobb eltolódásra” vagy “bal eltolódásra” utal
• az “artériás pont” állítólag egyes szerzők 100 Hgmm PaO2-jának felel meg (Taneja & Vaughan 2001), ami 98%-os telítettséget adna. Ez a legtöbb tankönyvben következetesnek tűnik (pl. Brandis, Nunn” s), de eredete és jelentősége nem tisztázott.
• a “vegyes vénás pontot” 40 Hgmm-es PaO2-ben jelölik, és a kevert vénás vér oxigén parciális nyomását és telítettségét képviseli., Ez valamivel alacsonyabb, mint 75%, és-szigorúan véve-nem szabad a normál görbén húzni, mivel a vegyes vénás vér görbéjét kissé jobbra tolja a Bohr-hatás (a vegyes vénás vér kissé savasabb és CO2-gazdagabb, mint az artériás vér).

mi értelme ezeknek? Nehéz megmondani. A P50-hez hasonlóan az artériás és a vegyes vénás pontok is felhasználhatók a görbe eltolódásainak megvitatására., Bármelyik pont elmozdulása egy eltolódás következménye, bár egyik sem lenne olyan érzékeny, mint a p50, mert a P50 az, ahol a görbe a legmeredekebb, ezért ez az a pont, amely a legjobban mozog. Reálisan azonban a görbe bármely tetszőleges pontját választhatta volna erre a célra. Ezért minden szempontból, a fő oka ezeknek a pontoknak, hogy segítsen CICM vizsga jelöltek felhívni egy ügyes sigmoid görbe.