オキシヘモグロビン解離曲線

酸素-ヘモグロビン解離曲線の簡単な歴史

あなたの読書の喜びのために翻訳された曲線を記述するオリジナルの1904年の記事は、デラウェア, クリスチャン-ボーア自身（ボーア効果の名声の）によって書かれ、共著者カール-アルバート-ハッセルバルヒ（はい、そのハッセルバルヒ）とアウグスト-クローグは、生物学の比較法のためのクローグの原則で最もよく知られている。 調査官が犬と馬の血を使うことを選んだのは、おそらく彼の影響下にあるでしょう。 あるいは、おそらく、1904年の文明化された帽子とコートの日に、研究のために膨大な量の人間の血液を収穫するという考えは、科学のこれらの紳士にとっ, 確かに、この段階で、私は非常に長い間それを液体に保っていたであろう調査官に利用可能などの技術についても知らないので、血液は新鮮であったに違いないでしょう。

しかし、私たちはもう脱線しましょう。 研究者は、彼らの装置で武装したデザインの、酸素と二酸化炭素の異なる分圧での血液の酸素content有量のグラフを作成しました。 このグラフは、これらの建国の父たちへの崇拝のうち、全く誰からの許可なしに、完全に変更されていない下に再現されています。,

これらの曲線は、これらの関係の現代的な表現に非常によく似ていることを最も簡単に垣間見ることから理解できます。 “酸素飽和度”の概念はこの段階では未開発であると考えられ、著者らはO2とCO2の様々な分圧での”酸素摂取率パーセント”を示す観察の表を作成した。

ヘモグロビン飽和と酸素の分圧との関係は、1979年にJ.W.Severinghausによって式として表されました（はい、そのSeveringhaus）。, 本稿では、Severinghausは彼の式を使用して、標準的なヒト血液O2解離曲線の値の表を37℃およびpH7.40で計算しました。

このテーブルがオンラインで追跡するのがいかに難しいかについて驚くでしょう！ Googleの検索結果から得られるものはすべて、その上に投げられたいくつかの”関心のある値”、または38℃で計算されたもの、またはより悪いものを持ついくつかのbastardised解離曲線の画像です。 J.W.Severinghausの知的遺産を保存し、生理学愛好家にアクセスできるようにするために、私は以下の表に彼のデータを再現します。,

Excelを使用して、これらの値をグラフジェネレータに接続し、見慣れた酸素-ヘモグロビン解離曲線に到達することができます。

Severinghausモデルの利点は、ヒトの血液データを飽和パーセントポイントの0.55％以内に適合させることが実験的に確認されていることです。 さらに、それは解析的に可逆である：sO2からpO2を計算するために方程式を使用することができ、その逆もまた同様である。,

さらに、DashとBassingthwaiteは、彼らが開発した数学モデルを使用してプロットされた酸素-ヘモグロビン解離曲線のセットを提示し、2010年に優れた記事を発表し 彼らの元の図はここにあります。 彼らはこのモデルを実行するJavaアプレットを作成しました。www.physiome.orgこのようにして、どこでも誰でも、あらゆる種類の条件下で、あらゆる種類の解離曲線を生成できます。,

任意のパラメータセットに対して曲線を生成できるという利便性にもかかわらず、このサイトの他の場所の図はSeveringhausデータと解離曲線の形状を計算するSiggaard-Andersen法に基づいています。 Siggaard-Andersen法を持続させる主な理由は、放射計がABGマシンでそれを使用するという事実です。, もう一つの理由は、ダッシュベーシングスウェイトモデルが不正確な曲線を生み出したという著者の初期の印象に根ざした、主に歴史的なものです。 この章の以前のリビジョンでは、0.0mmol/Lの2,3-DPGでは、モデルによって生成された値とは対照的に、p50は約10mmHgであると誤って維持されていました。 しかし、共著者の一人との幸運な対応の結果、この問題は修正されました。, それに加えて、モデルの改訂版（Dash et al、2016）が利用可能になり、本当に混乱した状況（例えば、pHが8.5を超える場合）でも有効な結果が得られます。

とにかく、シグモイドグラフがどのように見えるかを知ったので、私たちは尋ねます：なぜそれはそのように曲線を描くのですか？

正の協調性の概念

ヘモグロビンはヘテロテトラマータンパク質である。 それは二つのα-ヘモグロビンと二つのβ-ヘモグロビンサブユニットで構成されています。 各サブユニットは独立して酸素を結合する。, その後、酸素分子がそれに結合すると、酸素化されたサブユニットは、残りの三つのサブユニットの酸素親和性を増加させる。 これは肯定的な協調性である:サブユニットは酸素の互いのsの結合を高めるために”協力します”。

古典的には、ヘモグロビンはr状態とT状態の二つの異なる状態に存在すると言われています。 R状態（”緩和された”）は酸素化された形態であり、T状態（”緊張した”）は脱酸素化された形態である。, 二つの状態の違いは構造の変化であり、酸素化されたR状態のαβサブユニットの対は、他のサブユニットの対に対して15°回転しているように見える。

私はこの概念を説明するためにTpirojsiによるパブリックドメイン図を使用します。 これは、バージニア大学バイオケム講義サイトのDavid Aubleによって、はるかに詳細に、そして優れた視覚効果で議論されています（彼は順番にこの優れた記事,

図は、ヘモグロビンの一つのサブユニットが酸素に対する親和性を高める他のサブユニットヘモグロビンの配座変化のシーケンスを開始し、これがシーケンスで起こることを示唆している協調性の”シーケンシャル”モデルを示している。 対照的に、”協調型”モデルは、ヘモグロビンが”半緩和”状態で存在することができず、各二量体サブユニットの少なくとも一つのヘムが酸素化されるとすぐにある状態から別の状態に急速に反転することを示唆している。,

明らかに、ヘモグロビン分子の実際の挙動は、両者のいくつかの組み合わせです。 急速な切換えおよび漸進的なallosteric調節は両方同時に起こります。 実際、より深く掘れば掘るほど、これまで目に見えなかった複雑さが明らかになり、RとTの状態のほかにもっと多くの構造的変異が存在する可能性があり、現時点ではヘモグロビンの機能においてどのように役割を果たしているかについて誰かが推測しているという提案があります。

とにかく。, 全くdeoxygenated状態で酸素のある特定の孤高の無関心を表わすけれども、ヘモグロビンは結合するより多くの酸素にますます興味を起こさせられるように 従ってヘモグロビンのheterotetrameric形態は毛管の低酸素環境で低酸素の類縁、および十分酸素化された肺循環の高い酸素の類縁を表わす酸素の輸送のため

協調性の生化学的な、生理学的な要因の影響

事の多くはヘモグロビンのサブユニットの正常な協調性に影響を及ぼすことができます。, 例えば、四量体に異常なhaemサブユニットが存在すると、大混乱を引き起こす可能性があります。 鉄（Fe3+）サブユニットまたはカルボキシヘムサブユニットの存在は、分子全体の親和性を異常に増加させる可能性がある。 異常なhaemはrの状態で締まり、酸素の正常な荷を下すことを損ない、左に移るカーブを引き起こす低酸素症の前でTの状態に戻ることができません。 対照的に、スルファヘモグロビンサブユニットは反対の状態効果を引き起こし、カーブを右にシフトさせる。,

正の協調性と解離曲線の結果として生じるシグモイド形状の多くは、pH、pCO2、2,3-DPGなどのアロステリックエフェクターの影響によるものである。 すべてのアロステリックエフェクタが存在しない場合の曲線の形状は、実際にはかなり退屈な双曲線のものです。

酸素-ヘモグロビン解離曲線に関する重要な特徴