- cette courbe décrit l’affinité changeante de l’hémoglobine pour l’oxygène qui se produit avec l’augmentation du PaO2
- Le plateau supérieur plat diminue la variabilité de la teneur en oxygène du sang même avec de grands changements de PaO2
- la partie inférieure abrupte permet l’augmentation de la libération d’oxygène de L’hémoglobine avec seulement un petit changement de PaO2
- L’hémoglobine est une hétérotétramère
- Il est composé de quatre sous-unités
- chaque sous-unité lie l’oxygène indépendamment.,/li>
- L’état R (« détendu ») est l’état oxygéné (avec 4 molécules D’O2)
- Une paire de sous-unités αβ dans l’état R entièrement oxygéné apparaît tournée de 15° par rapport à l’autre paire de sous-unités
- la liaison de chaque molécule d’oxygène modifie l’état du tétramère, en changeant le contant/ul>
un bref historique de la courbe de dissociation oxygène-hémoglobine
l’article original de 1904 décrivant la courbe, traduit pour votre plaisir de lecture, est disponible gratuitement avec l’aimable autorisation de L’Université du Delaware., Il a été écrit par Christian Bohr lui-même (de la Renommée de L’effet Bohr), avec les co-auteurs Karl Albert Hasselbalch (oui, que Hasselbalch) et August Krogh qui est mieux connu pour le principe de Krogh pour la méthode comparative de la biologie. C’est peut-être sous son influence que les enquêteurs ont choisi d’utiliser du sang de chien et de cheval. Ou, peut-être, à l’époque civilisée du chapeau et du manteau de 1904, l’idée de récolter de grandes quantités de sang humain pour la recherche était en quelque sorte désagréable pour ces messieurs de la science., Certes, le sang aurait dû être frais, car à ce stade, Je ne connais aucune technique à la disposition des enquêteurs qui l’aurait gardé liquide très longtemps.
mais ne nous éloignons pas plus loin. Les enquêteurs, armé d’un appareil de conception, produit un graphique de la teneur en oxygène du sang à différentes pressions partielles d’oxygène et de dioxyde de carbone. Ce graphique est reproduit ci-dessous entièrement inchangé, par vénération envers ces pères fondateurs, et sans la permission de personne que ce soit.,
on peut apprécier à partir du plus bref aperçu que ces courbes ressemblent très étroitement à la représentation moderne de ces relations. Pensant que le concept de « saturation en oxygène » était à ce stade peu développé, les auteurs ont produit un tableau de leurs observations, qui répertorie « l’absorption d’oxygène en pourcentage » à diverses pressions partielles D’O2 et de CO2.
la relation entre la saturation en hémoglobine et la pression partielle de l’oxygène a été exprimée sous forme d’équation par J. W. Severinghaus en 1979 (oui, cette Severinghaus)., Dans cet article, Severinghaus a utilisé son équation pour calculer une table de valeurs pour une courbe de dissociation O2 du sang humain standard à 37°C et à pH 7,40.
On serait surpris de voir à quel point ce tableau est difficile à retrouver en ligne! Tout ce que L’on obtient des résultats de recherche Google est une image de courbe de dissociation bâtardisée avec quelques « valeurs d’intérêt » jetées dessus, ou quelque chose calculé à 38°C, ou pire. Dans le but de préserver L’héritage intellectuel de J. W. Severinghaus, et de le rendre accessible aux passionnés de physiologie, Je reproduit ses données dans le tableau ci-dessous.,
armé D’Excel, on peut brancher ces valeurs dans un générateur de graphes, et arriver à la courbe de dissociation oxygène-hémoglobine d’apparence familière.
l’avantage du modèle de Severinghaus est qu’il a été confirmé expérimentalement: il adapte les données du sang humain à 0,55% d’un point de pourcentage de saturation. De plus, il est analytiquement inversible: on peut utiliser l’équation pour calculer un pO2 à partir d’un sO2, et vice versa.,
En outre, Dash et Bassingthwaite ont publié un excellent article en 2010, présentant un ensemble de courbes de dissociation oxygène-hémoglobine tracées à l’aide d’un modèle mathématique qu’ils ont développé. Leurs diagrammes originaux peuvent être trouvés ici. Ils ont créé une applet Java qui exécute Ce modèle, disponible à partir de www.physiome.org. de cette façon, n’importe qui n’importe où peut générer n’importe quelle sorte de courbe de dissociation, dans n’importe quelle sorte de conditions., Par exemple, après quinze minutes de Tripotage, j’ai pu produire une série de courbes pour refléter quatre des influences majeures sur la forme de la courbe de dissociation:
malgré la commodité de pouvoir générer une courbe pour n’importe quel ensemble de paramètres, les diagrammes ailleurs dans ce site sont basés sur les données de Severinghaus, et sur la méthode de Siggaard-Andersen pour calculer la forme de la courbe de dissociation. La principale raison de la persistance de la méthode Siggaard-Andersen est le fait que Radiometer l’utilise dans leurs machines ABG., L » autre raison est en grande partie historique, enracinée dans l » impression initiale des auteurs que le modèle Dash-Bassingthwaite produit des courbes inexactes. Des révisions antérieures de ce chapitre ont incorrectement maintenu qu’à 0,0 mmol / L de 2,3-DPG, le p50 est censé être d’environ 10 mmHg, par opposition à la valeur générée par le modèle. Cependant, à la suite d’une correspondance heureuse avec l’un des co-auteurs, Ce problème a été corrigé., En plus de cela, une version révisée du modèle (Dash et al, 2016) est maintenant disponible et donne des résultats valides même dans des circonstances vraiment perturbées (par exemple, lorsque le pH est supérieur à 8.5).
quoi Qu’il en soit, maintenant que nous avons une idée de ce à quoi ressemble le graphe sigmoïde, nous demandons: pourquoi courbe-t-il ainsi?
le concept de coopérativité positive
L’hémoglobine est une protéine hétérotétramère. Il est composé de deux sous-unités α-hémoglobine et β-hémoglobine. Chaque sous-unité lie l’oxygène indépendamment., Ensuite, une fois qu’une molécule d’oxygène y est liée, la sous-unité oxygénée augmente l’affinité en oxygène des trois sous-unités restantes. Il s’agit d’une coopérativité positive: les sous-unités « coopèrent » pour améliorer la liaison de l’oxygène entre elles.
classiquement, il a été dit que l’hémoglobine existe dans deux états distincts: L’état R et L’état T. L’état R (« détendu ») est la forme oxygénée; L’état T (« tendu ») est la forme désoxygénée., La distinction entre les deux états est un changement de structure: une paire de sous-unités αβ À l’état R oxygéné apparaît tournée de 15° par rapport à l’autre paire de sous-unités.
je vais utiliser un diagramme du domaine public de Tpirojsi pour illustrer ce concept. Il est discuté beaucoup plus en détail, et avec d’excellents effets visuels, par David Aulle sur ce site de conférence de biochem de L’Université de Virginie (il utilise à son tour cet excellent article comme référence).,
le diagramme illustre le modèle « séquentiel » de coopérativité, qui suggère qu’une sous-unité de l’hémoglobine commence une séquence de changements conformationnels dans les autres sous-unités hémoglobine qui augmentent leur affinité pour l’oxygène, et que cela se produit dans une séquence. En revanche, le modèle » concerté « suggère que l’hémoglobine ne peut pas exister dans un état » semi-détendu » et qu’elle bascule rapidement d’un État à l’autre dès qu’au moins un des haem de chaque sous-unité dimérique est oxygéné.,
Apparemment, le comportement réel des molécules d’hémoglobine est une combinaison des deux. La commutation rapide et la modulation allostérique progressive se produisent simultanément. En fait, plus nous creusons, plus la complexité jusqu’à présent invisible que nous découvrons, avec quelques suggestions que, outre les États R et T, beaucoup plus de variantes structurelles peuvent exister, et à l’heure actuelle, il est tout le monde devine comment ils jouent un rôle dans la fonction de l’hémoglobine.
de toute façon., Bien que dans un état totalement désoxygéné, il présente un certain désintérêt pour l’oxygène, l’hémoglobine devient de plus en plus intéressée à mesure qu’elle se lie à l’oxygène. La forme hétérotétramérique de l’hémoglobine est donc une molécule idéale pour le transport de l’oxygène, présentant une faible affinité pour l’oxygène dans l’environnement hypoxique des capillaires et une forte affinité pour l’oxygène dans la circulation pulmonaire bien oxygénée.
Influence des facteurs biochimiques et physiologiques sur la coopérativité
beaucoup de choses peuvent influencer la coopérativité normale des sous-unités d’hémoglobine., Par exemple, la présence d’une sous-unité haem anormale dans le tétramère peut causer des ravages. La présence d’une sous-unité ferreuse (Fe3+) ou d’une sous-unité carboxyhaem peut anormalement augmenter l’affinité de la molécule entière. L’haem anormal est bloqué dans son état R et ne peut pas revenir à un État T en présence d’hypoxie, ce qui nuit au déchargement normal de l’oxygène et provoque le déplacement de la courbe vers la gauche. En revanche, une sous-unité de sulfhaemoglobin provoquera l’effet d’état opposé, et décalera la courbe vers la droite.,
Une grande partie de la coopérativité positive et de la forme sigmoïde résultante de la courbe de dissociation est due à l’influence d’effecteurs allostériques tels que pH, pCO2, 2,3-DPG et ainsi de suite. La forme de la courbe en l’absence de tous les effecteurs allostériques est en fait un plutôt ennuyeux hyperbolique.
Caractéristiques importantes de la courbe de dissociation oxygène-hémoglobine
- Le point p50, qui est discuté en détail ailleurs, est le PaO2 auquel le taux d’hémoglobine est sturaté à 50%, et correspond à 24-28 mmHg dans des circonstances normales., Lorsque la plupart des gens discutent d’un changement de la valeur p50, ils se réfèrent généralement à un « décalage vers la droite » ou « décalage vers la gauche »
- Le « point artériel » correspondrait à un PaO2 de 100 mmHg par certains auteurs (Taneja & Vaughan 2001), ce qui lui donnerait une saturation de 98%. Cela semble cohérent dans la plupart des manuels (par exemple. Brandis, Nunn » s) mais son origine et sa signification ne sont pas claires.
- Le « point veineux mixte » est nommé à un PaO2 de 40 mmHg, et représente la pression partielle d’oxygène et la saturation du sang veineux mixte., Il est légèrement inférieur à 75% et, à proprement parler, ne doit pas être tracé sur la courbe normale, car la courbe du sang veineux mixte est légèrement décalée vers la droite par l’effet Bohr (le sang veineux mixte étant légèrement plus acide et riche en CO2 que le sang artériel).
Quel est l’intérêt de ces? Difficile à dire. Comme le p50, les points artériels et veineux mixtes peuvent être utilisés pour discuter des décalages de la courbe., Le déplacement de l’un ou l’autre point est la conséquence d’un décalage, bien qu’aucun ne soit aussi sensible que p50 car p50 est l’endroit où la courbe est la plus raide et c’est donc le point qui se déplacera le plus. Cependant, de manière réaliste, on aurait pu choisir n’importe quel point arbitraire de la courbe à cette fin. Par conséquent, à toutes fins utiles, la principale raison de ces points est d’aider les candidats à l’examen CICM à dessiner une courbe sigmoïde soignée.