Hæmoglobin, Iltbinding og Bohreffekt
En af blodets hovedfunktioner er transport af O2 fra lungerne til cellerne i de forskellige væv fx. hjernecelle eller muskelceller. Der kan kun opløses ganske lidt O2 i plasmaet – hovedparten af ilten transporteres bundet til de røde blodlegemers hæmoglobin. Det gælder faktisk for både CO2 og O2 at deres opløslighed i vand er ringe.
Tilstedeværelsen af hæmoglobin i de røde blodceller er derfor helt afgørende for at vi kan transporterer tilstrækkelige mængder af både O2 og CO2 mellem luften i alveolerne og cellerne i vævene. Hæmoglobin (Hb) løser denne transport opgave ganske effektivt. Hvis man kigger på hvor meget ilt 100 ml blod kan indeholde, så vil det således ud:
- Uden Hb: 0,3 ml O2 pr 100 ml blod
- Med Hb: 20 ml O2 pr 100 ml blod
(1 gram hæmoglobin binder 1.34 ml ilt.)
Godt halvdelens af blodets volumen udgøres af plasma – en vandig opløsning af mange forskellige stoffer bl.a. salte og proteiner (primært albumin). De røde blodceller udgør normal ca 40-45% for raske unge mænd, og 38-42% for kvinder. Det tal kaldes hæmatokrit – den relative andel af blodet, som udgøres af de røde blodlegemer.
Hæmoglobins evne til at optage og afgive ilt illustreres ved hjælp af en såkaldt iltbindingskurve.
Iltbindingskurve. Kilde: www.ufrgs.br
Ud ad x-aksen har vi PO2 – kaldet ilts partialtryk. Lufttrykket er ved havoverfladen normalt 1 atm. Hvilket svarer til 760 mmHg. Ca. 21% (20,93%) af luften er ilt og derfor skyldes 21% af trykket denne ilt – ilts partialtryk er altså 21% af 760 mmHg = 159mmHg. Det tal gælder for tør luft. Situationen er en anden i vores lunger, for under passagen af luftvejene mættes luften med vanddamp fra slimhinderne. Ved 37°C bidrager mættet vanddamp med et tryk på 47 mmHg. Det tryk skal trækkes fra lufttrykket. Regnestykket for ilt partialtryk i luftvejene ser der for sådan ud:
PO2 =(760-47) * 20,93/100 = 149 mmHg
Men fordi der er en kontinuert diffusion af ilt fra alveolerne til blodet vil ilts partialtryk i alveolerne være noget lavere. Det kan være lidt teknisk til ’daglig brug’ og derfor kan man med fordel tænke på PO2 som ’iltkoncentrationen’ – altså har vi ud ad x-aksen en stigende iltkoncentration.
Op ad y-aksen har vi iltmætningen i % – altså hvor stor en %-del af hæmoglobinets hæmgrupper der har bundet et O2-molekyle.
Iltbindingskurven viser altså: blodets iltmætningsgrad som afhængig af iltkoncentrationen i omgivelserne
Når man sammenligner iltbindingskurver anvender man ofte begrebet P50. Hvilket er det iltryk der giver 50% mætning (halvmætning)
Hæmoglobins iltbindingskurve er anderledes end fx myoglobin idet hæmoglobin består af fire subunits dvs. fire underenheder hver med et bindingssted for ilt. Kurven har sin specielle sigmoide form (s-formet) pga. subunit kooperativitet, dvs. subuniterne ”samarbejder”, når der først er bundet et iltmolekyle er det lettere for nr. to og tre iltmolekyle at blive bundet. kooperativiteten kan forklares med komformationsændringer i polypeptidkæderne.
Iltaffiniteten af Hb er labil, med det menes at kurven kan flytte sig.
Følgende faktorer påvirker kurven:
– pH (Bohr effekten)
– Temperatur
– CO2
– Organiske fosfater (DPG, ATP, GTP, IHP, IPP)
– Visse uorganiske ioner.
Stigende pH, faldende PCO2 og/eller faldende temperatur vil venstre forskyde kurven idet hæmoglobinds affinitet for ilt øges ved disse forhold. P50 vil derfor være lavere, idet halvmætningspunktet nås ved lavere PO2 (pga. øget affinitet).
Det omvendte gør sig gældende for faldende pH, Stigende pCO2 og/eller stigende temperatur. Her nedsættes affiniteten.
Mangler noget mere om Bohr eeffekt, Haldan Effekt og Root effekten.