Hiệu ứng Bohr

Sau đó Hiệu ứng Bohr cho biết khả năng oxy liên kết với hemoglobin phụ thuộc vào giá trị pH và áp suất riêng phần carbon dioxide. Nó chịu trách nhiệm phần lớn cho sự trao đổi khí trong các cơ quan và mô. Các bệnh về đường hô hấp và thở không đúng có tác động đến giá trị pH của máu thông qua hiệu ứng Bohr và làm gián đoạn quá trình trao đổi khí bình thường.

Hiệu ứng Bohr là gì?

Hiệu ứng Bohr được đặt theo tên của người phát hiện ra nó là Christian Bohr, cha đẻ của nhà vật lý nổi tiếng Niels Bohr. Christian Bohr (1855-1911) đã công nhận sự phụ thuộc của ái lực oxy (khả năng liên kết oxy) của hemoglobin vào giá trị pH hoặc carbon dioxide hoặc áp suất riêng phần oxy. Giá trị pH càng cao thì ái lực oxy của hemoglobin càng mạnh và ngược lại.

Cùng với tác động của sự liên kết hợp tác của oxy và ảnh hưởng của chu trình Rapoport-Luebering, hiệu ứng Bohr cho phép hemoglobin trở thành chất vận chuyển oxy lý tưởng trong cơ thể. Những ảnh hưởng này làm thay đổi tính chất steric của hemoglobin. Tùy thuộc vào điều kiện môi trường xung quanh, tỷ lệ giữa hemoglobin T liên kết oxy kém và R-hemoglobin R liên kết oxy tốt được thiết lập. Ôxy thường được lấy trong phổi, trong khi ôxy thường được thải ra ở các mô khác.

Chức năng & nhiệm vụ

Hiệu ứng Bohr đảm bảo rằng cơ thể được cung cấp oxy bằng cách vận chuyển oxy với sự trợ giúp của hemoglobin. Oxy được liên kết như một phối tử với nguyên tử sắt trung tâm của hemoglobin. Phức hợp protein chứa sắt có bốn đơn vị heme mỗi đơn vị. Mỗi đơn vị heme có thể liên kết một phân tử oxy. Do đó mỗi phức hợp protein có thể chứa tối đa bốn phân tử oxy.

Thay đổi tính chất steric của heme do ảnh hưởng của proton (ion hydro) hoặc các phối tử khác làm thay đổi trạng thái cân bằng giữa hình dạng T và hình dạng R của hemoglobin. Trong các mô sử dụng oxy, sự gắn kết của oxy với hemoglobin bị suy yếu do giảm giá trị pH. Nó được giao tốt hơn. Do đó, trong các mô hoạt động trao đổi chất, nồng độ ion hydro tăng lên dẫn đến tăng giải phóng oxy. Áp suất riêng phần carbon dioxide của máu tăng lên cùng một lúc. Giá trị pH càng thấp và áp suất riêng phần cacbon đioxit càng cao, thì càng nhiều oxy được cung cấp. Điều này tiếp tục cho đến khi phức hợp hemoglobin hoàn toàn không có oxy.

Trong phổi, áp suất riêng phần của carbon dioxide giảm khi thở ra. Điều này dẫn đến sự tăng giá trị pH và do đó cũng làm tăng ái lực oxy của hemoglobin. Do đó, ngoài việc thải ra carbon dioxide, oxy cũng được hemoglobin hấp thụ cùng một lúc.

Hơn nữa, sự liên kết hợp tác của oxy phụ thuộc vào các phối tử. Nguyên tử sắt trung tâm liên kết với proton, carbon dioxide, ion clorua và các phân tử oxy làm phối tử. Càng có nhiều phối tử oxy, ái lực oxy tại các vị trí liên kết còn lại càng mạnh. Tuy nhiên, tất cả các phối tử khác đều làm suy yếu ái lực của hemoglobin đối với oxy. Điều này có nghĩa là càng nhiều proton, phân tử carbon dioxide hoặc ion clorua liên kết với hemoglobin, thì lượng oxy còn lại được giải phóng càng dễ dàng. Tuy nhiên, áp suất riêng phần cao của oxy thúc đẩy quá trình liên kết oxy.

Ngoài ra, một cách khác của quá trình đường phân diễn ra trong hồng cầu so với các tế bào khác. Đây là chu trình Rapoport-Luebering. Trung gian 2,3-bisphosphoglycerate (2,3-BPG) được hình thành trong chu trình Đánh số nhanh. Hợp chất 2,3-BPG là một tác nhân gây dị ứng trong việc điều chỉnh ái lực oxy đối với hemoglobin. Nó ổn định T-hemoglobin. Điều này thúc đẩy quá trình giải phóng oxy nhanh chóng trong quá trình đường phân.

Liên kết oxy với hemoglobin bị suy yếu do giảm giá trị pH, tăng nồng độ 2,3-BPG, tăng áp suất riêng phần carbon dioxide và tăng nhiệt độ. Điều này làm tăng quá trình giải phóng oxy. Ngược lại, sự gia tăng giá trị pH, giảm nồng độ 2,3-BPG, giảm áp suất riêng phần của carbon dioxide và giảm nhiệt độ của máu là có lợi.

Bệnh tật & ốm đau

Thở nhanh trong bối cảnh các bệnh hô hấp như hen suyễn hoặc tăng thông khí do hoảng sợ, căng thẳng hoặc thói quen dẫn đến tăng giá trị pH do tăng thở ra carbon dioxide do hiệu ứng Bohr. Điều này làm tăng ái lực oxy của hemoglobin. Việc giải phóng oxy trong tế bào trở nên khó khăn hơn. Do đó, cách thở không hiệu quả dẫn đến không cung cấp đủ oxy cho các tế bào (thiếu oxy tế bào).

Hậu quả là viêm mãn tính, suy giảm hệ thống miễn dịch, các bệnh mãn tính về đường hô hấp và nhiều bệnh mãn tính khác. Theo kiến ​​thức y học phổ thông, tình trạng thiếu oxy tế bào thường là tác nhân gây ra các bệnh như tiểu đường, ung thư, bệnh tim hoặc mệt mỏi mãn tính.

Theo bác sĩ kiêm nhà khoa học người Nga Buteyko, chứng giảm thông khí không chỉ là hậu quả của các bệnh về đường hô hấp mà còn thường do phản ứng căng thẳng và hoảng sợ. Về lâu dài, ông tin rằng việc ăn quá nhiều sẽ trở thành một thói quen và là điểm khởi đầu cho nhiều căn bệnh khác nhau.

Đối với liệu pháp, thở bằng mũi nhất quán, thở bằng cơ hoành, tạm dừng thở kéo dài và các bài tập thư giãn được thực hiện để bình thường hóa hơi thở trong thời gian dài. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng Phương pháp Buteyko có thể làm giảm 90% lượng tiêu thụ thuốc chống co giật và 49% lượng cortisone.

Nếu lượng khí cacbonic thở ra quá thấp trong quá trình giảm thông khí, cơ thể sẽ trở nên quá chua (nhiễm toan). Nhiễm toan là khi pH máu dưới 7,35. Nhiễm toan xảy ra trong quá trình giảm thông khí còn được gọi là nhiễm toan hô hấp. Nguyên nhân có thể là do tê liệt trung tâm hô hấp, gây mê hoặc gãy xương sườn. Nhiễm toan hô hấp đặc trưng bởi khó thở, môi xanh và tăng đào thải dịch. Nhiễm toan có thể dẫn đến rối loạn tim mạch với huyết áp thấp, rối loạn nhịp tim và hôn mê.