Эффект Бора

Из Эффект Бора указывает на способность кислорода связываться с гемоглобином в зависимости от значения pH и парциального давления углекислого газа. Он в значительной степени отвечает за газообмен в органах и тканях. Респираторные заболевания и неправильное дыхание влияют на значение pH крови через эффект Бора и нарушают нормальный газообмен.

Что такое эффект Бора?

Эффект Бора назван в честь его первооткрывателя Кристиана Бора, отца известного физика Нильса Бора. Кристиан Бор (1855-1911) признал зависимость сродства к кислороду (способности связывать кислород) гемоглобина от значения pH или парциального давления углекислого газа или кислорода. Чем выше значение pH, тем сильнее сродство гемоглобина к кислороду, и наоборот.

Вместе с эффектом кооперативного связывания кислорода и влиянием цикла Рапопорта-Люберинга эффект Бора позволяет гемоглобину быть идеальным переносчиком кислорода в организме. Эти влияния изменяют стерические свойства гемоглобина. В зависимости от условий окружающей среды устанавливается соотношение между плохо связывающим кислород Т-гемоглобином и хорошо связывающим кислород R-гемоглобином. Кислород обычно поглощается легкими, тогда как кислород обычно выделяется другими тканями.

Функция и задача

Эффект Бора обеспечивает снабжение организма кислородом, транспортируя кислород с помощью гемоглобина. Кислород связан в качестве лиганда с центральным атомом железа гемоглобина. Железосодержащий белковый комплекс состоит из четырех гемовых единиц каждая. Каждая гемовая единица может связывать молекулу кислорода. Таким образом, каждый белковый комплекс может содержать до четырех молекул кислорода.

Изменение стерических свойств гема в результате воздействия протонов (ионов водорода) или других лигандов сдвигает равновесие между Т-образной и R-образной формой гемоглобина. В тканях, которые используют кислород, связывание кислорода с гемоглобином ослабляется из-за снижения значения pH. Лучше доставлено. Следовательно, в метаболически активных тканях увеличение концентрации ионов водорода приводит к повышенному выделению кислорода. Одновременно повышается парциальное давление углекислого газа в крови. Чем ниже значение pH и выше парциальное давление углекислого газа, тем больше кислорода выделяется. Это продолжается до тех пор, пока комплекс гемоглобина не станет полностью бескислородным.

В легких парциальное давление углекислого газа снижается на выдохе. Это приводит к увеличению значения pH и, следовательно, к увеличению кислородного сродства гемоглобина. Следовательно, помимо выделения углекислого газа, кислород также одновременно поглощается гемоглобином.

Кроме того, кооперативное связывание кислорода зависит от лигандов. Центральный атом железа связывает протоны, углекислый газ, ионы хлора и молекулы кислорода в качестве лигандов. Чем больше кислородных лигандов, тем сильнее сродство к кислороду в оставшихся сайтах связывания. Однако все остальные лиганды ослабляют сродство гемоглобина к кислороду. Это означает, что чем больше протонов, молекул углекислого газа или хлорид-ионов связано с гемоглобином, тем легче будет высвободиться оставшийся кислород. Однако высокое парциальное давление кислорода способствует связыванию кислорода.

Кроме того, гликолиз в эритроцитах происходит иначе, чем в других клетках. Это цикл Рапопорта-Люберинга. Промежуточный 2,3-бисфосфоглицерат (2,3-BPG) образуется во время цикла Рапопорта-Люберинга. Соединение 2,3-BPG является аллостерическим эффектором в регуляции сродства кислорода к гемоглобину. Стабилизирует Т-гемоглобин. Это способствует быстрому высвобождению кислорода во время гликолиза.

Кислородная связь с гемоглобином ослабевает из-за снижения значения pH, увеличения концентрации 2,3-БПГ, увеличения парциального давления углекислого газа и повышения температуры. Это увеличивает выделение кислорода. И наоборот, повышение значения pH, снижение концентрации 2,3-БПГ, снижение парциального давления углекислого газа и снижение температуры крови приносят пользу.

Болезни и недуги

Ускоренное дыхание в контексте респираторных заболеваний, таких как астма или гипервентиляция в результате паники, стресса или привычки, приводит к увеличению значения pH за счет увеличения выдыхания углекислого газа из-за эффекта Бора. Это увеличивает кислородное сродство гемоглобина. Освобождение кислорода в клетках затрудняется. Следовательно, неэффективное дыхание приводит к недостаточному снабжению клеток кислородом (гипоксия клеток).

Последствиями являются хроническое воспаление, ослабленная иммунная система, хронические респираторные заболевания и многие другие хронические заболевания. Согласно общим медицинским знаниям, гипоксия клеток часто является причиной таких заболеваний, как диабет, рак, болезни сердца или хроническая усталость.

По словам российского врача и ученого Бутейко, гипервентиляция - это не только результат респираторных заболеваний, но также часто вызванная стрессом и паническими реакциями. В долгосрочной перспективе он считает, что чрезмерное дыхание становится привычкой и отправной точкой для различных заболеваний.

Для лечения используются постоянное носовое дыхание, диафрагмальное дыхание, длительные дыхательные паузы и упражнения на расслабление, чтобы нормализовать дыхание в долгосрочной перспективе. Несколько исследований показали, что метод Бутейко может снизить потребление противосудорожных препаратов на 90 процентов и кортизона на 49 процентов.

Если во время гиповентиляции выдыхание углекислого газа слишком низкое, в организме повышается кислотность (ацидоз). Ацидоз - это когда pH крови ниже 7,35. Ацидоз, возникающий при гиповентиляции, также известен как респираторный ацидоз. Причинами могут быть паралич дыхательного центра, анестезия или сломанные ребра. Респираторный ацидоз характеризуется одышкой, посинением губ и повышенным выделением жидкости. Ацидоз может привести к сердечно-сосудистым заболеваниям с низким артериальным давлением, сердечной аритмией и комой.