Bohr effect vs. Haldane effect | Human anatomy and physiology | Health & Medicine | Khan Academy

Mówiliśmy trochę o płucach i tkankach,

o tym jaka interesująca relacja występuje pomiędzy nimi,

gdy próbują wysyłać małe cząsteczki

tam i z powrotem.

Płuca próbują wysłać tlen

do tkanek.

Natomiast tkanki próbują znaleźć sposób,

aby efektywnie odsyłać dwutlenek węgla.

Więc to jest podstawa tego, co

się dzieje pomiędzy tym dwojgiem.

I pamiętaj, transport tlenu

może przebiegać na dwa sposoby, jak mówiliśmy.

Pierwszy z nich, ten prostszy polega na rozpuszczeniu tlenu,

rozpuszczeniu tlenu we krwi.

Jednak nie jest to najczęściej występujący sposób.

Najczęściej, tlen jest transportowany poprzez wiązanie się z hemoglobiną.

Nazywamy to HbO2.

Cząsteczka ta nazywana jest oksyhemoglobiną.

W taki sposób większość tlenu

jest dostarczana do tkanek.

Z drugiej strony, przy powrocie z tkanek

do płuc, masz rozpuszczony dwutlenek węgla.

Niewielką część dwutlenku węgla

znajduje się bezpośrednio w osoczu.

Większość dwutlenku węgla nie wraca tym sposobem.

Bardziej efektywna droga powrotna dwutlenku węgla

wykorzystuję tę uprotonowaną hemoglobinę.

Pamiętaj, jak mówiłem,

że na hemoglobinie znajduje się proton,

a w osoczu mamy trochę wodorowęglanu.

To wszystko działa, ponieważ kiedy wracają

do płuc, proton i wodorowęglan spotykają się ponownie.

W wyniku czego powstaje CO2 i woda.

Dzieje się tak, ponieważ mamy enzym

anhydrazę węglową w czerwonej krwince.

I to właśnie jest moment, kiedy wraca dwutlenek węgla.

Oczywiście mamy też trzeci sposób.

Pamiętaj, jest również trochę hemoglobiny,

która bezpośrednio wiąże się z dwutlenkiem węgla.

W tym procesie wytwarzany jest również mały proton.

I ten proton również może wejść do gry.

Może również związać się z hemoglobiną.

Mamy tu więc trochę wzajemnego odziaływania.

Jednak najważniejszym z nich, na którym chciałbym żebyś się skupił

jest to, że hemoglobina może wiązać się z tlenem.

I również po tej stronie, hemoglobina

może wiązać się z protonami.

Najzabawniejsze w tym wszystkim jest to,

że mamy tu małą rywalizację,

małą konkurencję.

Ponieważ masz, z jednej strony

masz hemoglobinę wiążącą się z tlenem.

Narysuje to dwa razy.

Powiedźmy, że ta u góry odziałuje z protonem.

Te protony będą chciały związać się z hemoglobiną.

Więc jest tu mała rywalizacja o hemoglobinę.

Tutaj, tlen zostaje wyrzucony na bok.

Dwutlenek węgla tak samo.

Teraz, mamy tutaj małą hemoglobinę związaną z dwutlenkiem węgla.

W tym procesie wytwarzany jest proton.

Ale jeszcze raz, tlen został porzucony.

Więc w zależności, czy masz dużo tlenu

dookoła, jest to kluczowy parametr,

czy masz dużo tych produktów

protona lub dwutlenku węgla.

W zależności, czego masz więcej dookoła

tkanek, komórek, to będzie determinowało,

w jaki sposób zajdzie reakcja.

Mając to w głowie, możemy

zrobić krok w tył i powiedzieć, dobra

myślę, że na wiązanie tlenu wpływa dwutlenek węgla i protony.

Mogę powiedzieć, że ta dwójka, dwutlenek węgla i protony

wpływają, powiedźmy

wpływają na przyciąganie lub chęć

wiązania hemoglobiny, wiązania hemoglobiny z tlenem.

Jest to coś, co możesz stwierdzić

patrząć na tę rywalizację.

Inna osoba mogłaby przyjść i powiedzieć,

dobra, myślę, że to tlen wpływa,

zależy to, od perspektywy, z jaką spojrzymy na to.

Możesz powiedzieć, że tlen wpływa na przyciąganie

hemoglobiny i dwutlenku węgla i protonu.

Możesz powiedzieć to patrząc z innej perspektywy.

I to na co chciałbym zwrócić uwagę,

to to, że w pewnym sensie, obydwa te spojrzenia są prawidłowe.

I można pomyśleć, że może to

jest tylko powiedzienie dwa razy tej samej rzeczy.

Ale w rzeczywistości, są to dwa oddzielne efekty.

I mają dwie oddzielne nazwy.

Pierwszy z nich, mówiący o wpływie dwutlenku węgla i protonów,

ich wpływ, nazywany jest efektem Bohra.

Znasz teraz tę nazwę.

Jest to efekt Bohra.

Drugi efekt, patrząc z innej perspektywy,

patrząć z perspektywy tlenu,

będzie nazywany efektem Haldane'a.

Jest to nazwa tego zjawiska, efekt Haldane'a.

Czym są efekt Bohra i efekt Haldane'a?

Najprościej mówiąc, rzeczy rywalizują

o hemoglobinę.

Pozwól, że zrobię tu trochę miejsca.

Zobaczmy, czy mogę to wyjaśnić.

Uważam, że mały schemat, może

ułatwić zrozumienie pewnych rzeczy.

Zobaczmy, czy mogę to zrobić.

Wykorzystajmy niewielki graf i zobaczmy, czy możemy zilustrować

efekt Bohra na nim.

To jest ciśnienie cząstkowe tlenu,

mówi o tym, ile tlenu jest rozpuszczonego w osoczu.

To jest zawartość tlenu, która mówi

jaka jest całkowita ilość tlenu we krwi.

I oczywiście, pod uwagę głównie bierze się

ilość tlenu, która jest związana z hemoglobiną.

Gdy następuje powolny wzrost ciśnienia cząstkowego tlenu

zobacz jak początkowo, niewiele

zaczyna się wiązać z hemoglobiną.

Jednak w końcu, gdy kilka cząsteczek zwiąże się

dochodzi do współdziałania.

Póżniej, powoli nachylenie zaczyna rosnąć.

I robi się bardziej pochyłe.

I to wszystko przez współdzialanie.

Tlen lubi wiązać się tam, gdzie związały się już inne tleny.

Później dojdzie do obniżenia sygnału.

Wynika to z tego, że hemoglobina

zaczyna się wysycać.

Nie ma już na niej dostępnych miejsc wiążących.

Potrzebujesz wtedy więcej i więcej tlenu rozpuszczonego w osoczu,

który mógłby znaleźć ten dodatkowe, pozostałe

miejsca na hemoglobinie.

Powiedźmy, że mamy dwa miejsca.

Jedno miejsce, powiedźmy, jest bogate w

tlen rozpuszczony we krwi.

A tu, powiedźmy, jest mała ilość

tlenu rozpuszczonego we krwi.

Wybrałem je względnie.

Nie martw się jednostkami.

I jeśli zastanawiasz się, gdzie w ciele

jest wysoki poziom, to może

to być w płucach, gdzie

masz dużo tlenu rozpuszczonego we krwi.

A mało, powiedźmy, że może być w mięśniach uda, gdzie

jest dużo CO2, jednak niezbyt wiele tlenu rozpuszczonego we krwi.

To mogą być dwie części Twojego ciała.

Możesz to zobaczyć.

Teraz, jeśli chciałbym odkryć, patrząć na tą krzywą

jak dużo tlenu zostanie dostarczonego do ud,

jest to bardzo proste.

Mógłbym powiedzieć, jak wiele tlenu jest w płucach,

lub w naczyniach krwionośnych wychodzących z płuc.

Tak dużo tlenu jest w naczyniach krwionośnych

opuszczających płuca.

A tyle tlenu w naczyniach

krwionośnych opuszczających udo.

Różnica pomiędzy tymi punktami,

to ilość dostarczonego tlenu.

Więc jeśli chciałbyś określić, jak dużo tlenu zostało dostarczonego

do jakiejkolwiek tkanki, musisz po prostu odjąć te dwie wartości.

Tak wygląda dostawa tlenu.

Patrząc na to, może zobaczyć interesujący punkt

który jest ważny, jeśli chciałbyś zwiększyć dostawę tlenu.

Powiedźmy, chciałbyś, z pewnych powodów

zwiększyć ją, aby była bardziej efektywna, wtedy

jedynym sposobem, aby to zrobić

to sprawić, aby udo stało się bardziej niedotlenione.

Jeśli przesuniesz się na lewo tutaj, to

stanie się bardziej niedotlenione, inaczej będzie tu mniej tlenu.

Jeśli będziesz niedotleniony, wtedy

ten punkt się obniży, może o tak.

I będzie to równoważne z większą dostawą tlenu.

Nie jest to jednak idealne.

Nie chcesz, żeby Twoje uda stały się zbyt niedotlenione.

Mogłoby to spowodować ból i cierpienie.

Dlatego, jest inny sposób, aby dostarczać duże ilości tlenu

bez konieczności niedotlenienia tkanki,

inaczej małej ilości tlenu w tkance.

Jest to możliwe dzięki efektowi Bohra.

Pamiętaj, efekt Bohra mówi,

że CO2 i protony odziałują na wiązanie się hemoglobiny

z tlenem.

Pomyśl o takiej sytuacji.

Narysuję to na zielono.

W tej sytuacji, gdy masz dużo dwutlenku węgla

i protonów, efekt Bohra mówi nam,

że będzie ciężej związać tlen z hemoglobiną.

Jeśli chciałbym dodać tu kolejną krzywą,

wstępnie, będzie to mniej imponujące,

z mniejszą ilością tlenu wiążącego się z hemoglobiną.

Ostatecznie, kiedy stężenie tlenu

odpowiednio wzrośnie, zacznie się coraz bardziej, bardziej, bardziej podwyższać.

I ostatecznie będzie wiązał się z hemoglobiną.

Nie jest tak, że nigdy nie zwiąże się z hemoglobiną

w obecności dwutlenku węgla i protonów.

Jednak zajmie mu to więcej czasu.

Więc cała krzywa będzie trochę przesunięta.

Te warunki, wysokiego poziomu CO2 i protonów

nie są zbyt istotne dla płuc.

Płuca w ogóle się tym nie interesują.

Nie obchodzi ich to.

Ale dla uda, jest to ważne

ponieważ w udzie jest dużo CO2.

I dużo protonów.

Jeszcze raz, pamiętaj, że dużo protonów oznacza wysokie pH.

Możesz o tym myśleć w ten sposób.

Więc w udzie, będziesz patrzył z innego punktu.

Będzie tak jak na zielonej krzywej, nie niebieskiej.

Możemy narysować, że ten sam poziom 02,

spadnie tutaj.

Więc jaka jest ilość O2 we krwi opuszczającej udo?

Określenie tego w prawidłowy sposób, powiedziałbym

że będzie to tyle.

To jest właściwa ilość.

Dostawa O2 jest o wiele bardziej imponująca.

Spójrz na to

Więc dostawa O2 wzrasta ze względu na efekt Bohra.

I jeśli chciałbyś wiedzieć, jak bardzo wzrasta,

mogę Ci to pokazać.

Powiedźmy, że będzie to ilość odtąd dotąd.

Dosłownie, odległość w pionie pomiędzy zieloną,

a niebieską linią.

Jest to dodatkowa dostawa tlenu wynikająca

z efektu Bohra.

Dlatego efekt Bohra jest taki ważny, ponieważ

pomaga nam dostarczać tlen do naszych tkanek.

Zróbmy to samo, jednak tym razem dla efektu Holdane'a.

Aby to zrobić, musimy zamienić niektóre rzeczy.

Nasze jednostki i osie muszą być inne.

Tutaj będziemy mieć ilość dwutlenku węgla.

A tutaj zawartość dwutlenku węgla we krwi.

Omówmy to bardzo dokładnie.

Zacznijmy od zwiększenia

powolnego ilości dwutlenku węgla.

Zobaczmy, jak ta zawartość rośnie.

Tutaj, wraz ze wzrostem ilości dwutlenku węgla,

zawartość będzie rosła liniowo.

Powód, dla którego nie ma tego kształtu litery "S",

który był w przypadku tlenu,

jest taki, że nie ma współdziałania w wiązaniu hemoglobiny.

Po prostu rośnie.

Jest to dość proste.

Teraz, zróbmy dwa punkty, tak jak wcześniej.

Zróbmy punkt, powiedźmy tutaj.

Będzie to duża ilość CO2 we krwi.

A to będzie mała ilość CO2 we krwi.

Masz małą ilość, o tutaj,

jaka to może być część tkanki?

Niska ilość CO2 jest w płucach,

nie ma tam zbyt wiele CO2.

Wysoka ilość CO2 jest w udach,

ponieważ uda są, jak mała fabryka CO2.

Więc uda mają wysoką zawartość, a płuca

niską.

Jeśli chciałbym spojrzeć na ilość dostarczanego CO2,

zrobimy to w ten sam sposób.

Powiemy dobra, płuca mają dużą ilość.

I jest to ilość CO2 we krwi, pamiętaj.

A to jest ilość CO2 we krwi kiedy

dotrze do płuc.

Więc ilość CO2 dostarczanego z ud

do płuc stanowi tę różnicę.

To jest ilość dostarczanego CO2,

którą właściwie otrzymujemy.

Tak jak mieliśmy w przypadku dostawy O2, mamy dostawę CO2.

Skupmy się teraz na efekcie Haldane'a.

Zobaczmy, czy możemy narysować kolejną linię.

W obecności dużej ilości tlenu, co się wydarzy?

Jeśli w okolicy jest dużo tlenu,

zmieni się wiązanie hemoglobiny

z dwutlenkiem węgla i protonami.

Dojdzie do mniejszego wiązania się protonów i dwutlenku węgla

bezpośrednio z hemoglobiną.

Oznacza to, że będziesz miał mniejszą

ilość CO2 rozpuszczonego we krwi.

Więc linia cały czas jest prostą, jednak teraz

ma mniejsze nachylenie.

Gdzie jest to powiązanie?

Gdzie masz dużo tlenu?

Nie jest to powiązane z udami,

ponieważ w udach nie ma zbyt dużo tlenu.

Jednak jest to powiązane z płucami.

Zmienna jest tutaj.

Możesz teraz powiedzieć, dobra zobaczmy co się wydarzy.

Masz teraz wysoki poziom O2, jak dużo CO2

dostaniesz?

Możesz to teraz zobaczyć.

Będzie go więcej, ponieważ masz teraz więcej tego.

Idzie to od tego punktu.

Więc jest to nowa ilość dostarczanego CO2.

Ilość ta wzrosła.

W rzeczywstości, możesz dokładnie pokazać jak

podnosi się, poprzez tę prostą różnicę.

Różnica pomiędzy tymi dwoma

to jest efekt Haldane'a.

Jest to obrazkowy sposób tego,

jak wygląda efekt Haldane'a.

Więc efekt Bohra i Haldane'a

są dwiema ważnymi strategiami w naszym ciele,

które zwiększają ilość O2 i CO2

transportowanego tam i z powrotem pomiędzy płucami

i tkankami.