Efek Bohr dan transportasi oksigen dalam hemoglobin

The hemoglobin adalah protein yang bertanggung jawab untuk mengangkut molekul oksigen (O2) dari paru-paru ke seluruh organisme dalam respirasi aerobik. Selanjutnya, metaloprotein yang sama ini mengumpulkan CO2 yang dihasilkan selama respirasi seluler di jaringan dan membawanya ke paru-paru untuk mengeluarkannya. Dalam kondisi laboratorium, hemoglobin dan oksigen memiliki kurva afinitas aspek S. Anda dapat membaca lebih lanjut tentang kurva disosiasi hemoglobin dan oksigen dalam artikel minggu lalu di sini (segera hadir). Namun, di alam kita melihat bahwa oksigen dilepaskan di otot dan dikumpulkan di paru-paru, hal ini karena ada beberapa faktor yang dapat menggerakkan kurva asosiasi antara yang satu dengan yang lainnya. Salah satu faktor tersebut adalah adanya ion hidrogen dalam medium. Efek ini, ditemukan pada 1094 oleh ahli fisiologi Bohr, mendapatkan namanya dan bekerja sebagai berikut.

Ion hidrogen (H +) adalah salah satu modulator pH utama, semakin tinggi jumlah H +, semakin asam medium dan semakin rendah pH. Perbedaan pH antara paru-paru dan otot sangat rendah, hanya 0,4. Variasi ini cukup sehingga pada pH 7,6 di paru kurva bergeser ke kiri, meningkatkan afinitas gugus heme protein terhadap O2, sedangkan pada otot pada pH 7,2 kurva bergeser ke kanan, menurunkan afinitas. PH yang lebih rendah di otot sebagian disebabkan oleh aktivitas metabolisme mereka. CO2 yang dihasilkan selama aktivitas metabolisme merupakan salah satu senyawa yang berhubungan langsung dengan pembentukan H+ baik selama metabolisme aerob maupun fermentasi laktat yang dapat berlangsung dalam jaringan. Faktanya, proses kedua ini, terkait dengan kebutuhan energi yang tinggi, melepaskan lebih banyak CO2 daripada respirasi seluler dan oleh karena itu menurunkan afinitas O2 terhadap hemoglobin di jaringan tersebut, yang dengan melepaskan CO2 menandakan kebutuhan oksigen yang tinggi untuk lebih banyak energi. Molekul H+ dilepaskan setelah berbagai proses kimia yang terjadi secara alami setelah pembentukan CO2 selama metabolisme:

CO2 + H2O <=> H2CO3 <=> H + + HCO3-

Proton (H+) dapat berikatan dengan asam amino spesifik dalam hemoglobin. Pada subunit alfa ia mengikat gugus amino di wilayah terminal-N, sedangkan di subunit beta ia akan mengikatnya di histidin wilayah terminal-C. Untuk setiap H + yang mengikat hemoglobin, ia kehilangan 2 molekul O2, dari 4 yang dapat dibawanya. Ini akan terjadi ketika ada banyak proton di tengah. Di lingkungan dengan sedikit hidron (pH tinggi, seperti di paru-paru) yang terkait dengan hemoglobin akan dilepaskan dan akan mendukung pengikatan O2 ke gugus heme. Pertukaran antara H + dan O2 dalam molekul hemoglobin ini adalah efek Bohr.

Namun, proses ini hanya diamati pada hemoglibin, dan tidak pada mioglibin, karena memerlukan kolaborasi 4 pusat kelompok heme . Interaksi masing-masing dari mereka dengan oksigen mendukung interaksi antara molekul oksigen lain dan pusat lainnya.