Efek Bohr vs. Efek Haldane

Lihatlah lebih dekat bagaimana persaingan yg bersahabat utk memperoleh Hemoglobin memungkinkan tubuh untuk secara lebih efisien memindah-mindahkan oksigen dan karbondioksida. Rishi adalah dokter penyakit menular anak dan bekerja pada Khan Academy.

Jadi kita telah pikirkan sedikit tentang paru-paru dan jaringan,

dan ada suatu hubungan antara keduanya,

di mana mereka mencoba saling mengirim molekul-molekul kecil,

sejauh itu ia mencoba mengirim --pastinya oksigen-- ke jaringan, kan?

dan jaringan mencoba mencari cara utk mengirim kembali karbondioksida secara efisien.

jadi ini adl --suatu hal mendasar yg terjadi, di antara keduanya.

dan ingatlah pada saat mengangkut oksigen, ada dua cara utama yg sudah kita sebutkan.

yg pertama, yg agaknya lebih mudah, adl sbg oksigen terlarut

--oksigen terlarut di dlm darah itu sendiri.

tetapi itu bukanlah cara yg utama.

cara yg utama adl ketika oksigen terikat pd hemoglobin --nyatanya,

kita menyebut itu HbO2, dan nama molekulnya adl oksihemoglobin.

Jadi beginilah mayoritas oksigen akan disalurkan ke jaringan.

Dan di sisi lain, kembali dari jaringan ke jantung,

terdapat karbondioksida terlarut,

sedikit karbondioksida benar-benar masuk begitu saja ke plasma.

Tetapi itu bukanlah mayoritas bagaimana karbondioksida kembali.

Cara yg lebih efektif utk mengangkut kembali karbondioksida,

ingat kita memiliki hemoglobin terprotonasi ini.

Dan sesungguhnya --ingatlah ketika saya-- ketika saya menyebut ada hemoglobin terprotonasi,

akan ada sejumlah bikarbonat terlarut di dlm plasma.

Dan alasan hal itu berfungsi adl karena,

ketika mereka kembali ke paru-paru, proton --bikarbonat,

sesungguhnya bertemu kembali, dan mereka membentuk CO2 dan air,

dan ini terjadi karena ada enzim yg disebut karbonik-anhidrase,

di dlm sel darah merah.

Jadi inilah saat karbondioksida benar-benar kembali.

Dan tentunya ada cara ketiga, ingatlah ada juga sejumlah hemoglobin

yg mengikat secara langsung karbondioksida --di dlm prosesnya,

kau tahu, ia membentuk proton juga,

dan proton tsb dapat turut serta dlm urusan ini, kan?

Ia dapat mengikat hemoglobin juga.

Jadi, ada sedikit saling mempengaruhi di sana, tetapi yg paling penting

saya ingin memfokuskan pada, fakta bahwa hemoglobin dapat mengikat oksigen

dan juga di sisi ini, bhw hemoglobin dapat juga mengikat proton.

sekarang, yg menyenangkan dari semua ini adl adanya persaingan kecil, kan?

sebuah permainan kecil terjadi di sini.

Karena kamu memiliki-- di satu sisi kamu punya hemoglobin yg mengikat oksigen,

dan biar saya gambarkan dua kali,

dan misalkan ia menghalangi interaksi dg proton,

proton itu akan ingin merebut hemoglobin.

maka terjadilah persaingan kecil utk mendapatkan hemoglobin,

dan di sini oksigen agaknya terlupakan,

dan karbondioksida melakukan hal yg sama dg yg kita sebutkan. Kita--

Sekarang kita memliki hemoglobin yg terikat pd karbondioksida dan menghasilkan proton dlm prosesnya,

tapi sekali lagi, hal itu meninggalkan oksigen.

Jadi tergantung pada apakah kamu memiliki banyak oksigen di sekitar nya,

jika itu adl kunci dari semua yg terjadi,

atau apakah kamu memiliki banyak produk seperti ini, proton atau karbondioksida.

Tergantung dari apa yg kamu punya lebih banyak, yg terdapat di dalam --dalam jaringan, dalam sel,

akan menentukan ke arah mana reaksi berlangsung.

Jadi dg mengingat konsep ini, saya bisa kembali dan mengatakan, baiklah--

kau tahu, saya kira oksigen dipengaruhi oleh karbondioksida dan proton,

jadi saya bisa berkata, baiklah, keduanya --karbondioksida dan proton, sebenarnya --mempengaruhi,

kita sebut mempengaruhi,

em --sebutlah, afinitas,

afinitas atau keinginan hemoglobin untuk mengikat --hemoglobin-- [mengikat] empat oksigen.

Baiklah, itu adl pernyataan yg bisa kamu buat dg melihat persaingan seperti itu,

dan (..) turut serta di dlmnya dan berkata, baiklah, saya kira

oksigen sesungguhnya mempengaruhi, kau tahu, tergantung dari mana

--sudut pandang mana yg kamu ambil, kamu tahu bhw oksigen mempengaruhi,

mungkin afinitas hemoglobin terhadap karbondioksida dan proton.

--[afinitas] hemoglobin pd CO2 dan proton.

Jadi kamu bisa mengatakannya dari sudut pandang manapun,

jika saya ingin menunjukkan bhw sesungguhnya keduanya benar dan masuk akal,

sering kali kita berpikir, baiklah, mungkin itu hanya menyatakan hal yg sama dua kali.

tetapi sebenarnya, keduanya adl kenyataan yg terpisah, dan keduanya memiliki dua nama yg berbeda.

Jadi, yg pertama, mengenai karbondioksida dan proton,

efeknya disebut {Efek Bohr}.

Lihat, kamu mungkin pernah melihat istilah ini, atau penjelasan ini,

Ini adl Efek Bohr.

Dan yg lainnya, yg memandang dari perspektif lain,

melihatnya dari sudut pandang oksigen, itu pastilah {Efek Haldane}.

Itulah nama untuknya, Efek Haldane.

Jadi apa itu Efek Bohr dan efek Haldane?

selain secara sederhana mengatakan bahwa mereka ini bersaing utk [mendapatkan] hemoglobin?

Baiklah, biar saya bawakan sedikit daftar,

dan kita lihat apakah kita bisa membuat diagramnya.

Karena terkadang saya pikir suatu diagram kecil akan sangat sesuai saat menjelaskan hal ini.

Jadi, kita lihat apa saya bisa melakukannya.

Mari kita gunakan grafik kecil tadi dan lihatlah apakah kamu bisa menggambarkan Efek Bohr pa grafik ini.

Ini adl tekanan parsial oksigen, seberapa banyak oksigen terlarut di dlm plasma.

Dan ini adl kandungan oksigen yg menyatakan seberapa banyak oksigen total yg ada di darah,

dan ini tentunya mencakup sebagian besar jumlah oksigen yg terikat pd hemoglobin.

Jadi bagaimanakah jika saya perlahan-lahan meningkatkan tekanan parsial oksigen,

lihatlah bagaimana pd awalnya tidak terlalu banyak yg akan terikat ke hemoglobin,

tetapi pada akhirnya setelah sejumlah molekul terikat, kamu memperoleh kooperativitas,

maka dg perlahan kemiringan [kurva] mulai meningkat, menjadi lebih terjal.

Dan ini semua dikarenakan kooperativitas,

oksigen senang mengikat di mana oksigen lain telah terikat.

Lalu ia akan mulai mendatar.

Dan pendataran tsb disebabkan hemoglobin mulai menjadi jenuh.

Jadi tidak ada banyak tempat lagi tersedia,

jadi kamu membutuhkan banyak --banyak oksigen terlarut di plasma,

untuk bisa mencari dan menemukan tempat yang tersisa pada hemoglobin.

jadi misalkan kita memilih dua titik.

satu titik, misalkan, kaya oksigen terlarut di dalam darah,

dan yg ini, katakanlah, miskin oksigen terlarut di dalam darah.

saya hanya memilih secara asal saja, dan jangan--

jangan risaukan satuannya.

dan jika kamu memikirkan di bagian tubuh mana yg tinggi,

tentunya itu adl paru-paru, di mana kamu memiliki banyak oksigen terlarut di dlm darah.

dan yg rendah tentunya, katakanlah, otot paha di mana ada banyak CO2,

tetapi tidak terlalu banyak oksigen terlarut di darah.

Jadi keduanya adl dua bagian dari tubuh kita, dan kamu--

kamu bisa melihat bahwa, jika saya ingin mengetahui--

dg melihat kurva ini, berapa banyak oksigen yg disampaikan ke paha.

Maka dengan cukup mudah, saya bisa bilang, baiklah,

berapa banyak oksigen yg ada di paru-paru-- atau di pembuluh darah yg meninggalkan paru-paru--

dan ada oksigen sebanyak ini di dlm pembuluh darah yg meninggalkan paru-paru.

dan ada sekian banyak oksigen di dlm pembuluh darah yg meninggalkan paha.

jadi perbedaan jumlah oksigen antara kedua titik ini,

itulah jumlah oksigen yang tersalurkan.

jadi jika kamu ingin mengetahui sebanyak apa oksigen terkirimkan ke suatu --suatu jaringan,

kamu cukup mengurangkan kedua nilai tsb.

jadi itulah pengangkutan oksigen.

tetapi dg melihat ini kamu bisa melihat poin yg menarik,

yaitu jika kamu ingin meningkatkan pengangkutan oksigen,

katakanlah kamu menginginkannya, utk suatu alasan, [ingin] meningkatkannya, menjadi lebih efisien,

maka satu-satunya cara utk melakukan hal itu adl dg membuat paha

menjadi lebih hipoksik, selagi ia bergerak ke kiri di sini,

ia benar-benar menjadi hipoksik, atau memiliki lebih sedikit oksigen.

jadi jika ia menjadi lebih hipoksik, maka ya --kamu akan, kamu akan memiliki, tahulah,

mungkin, titik yg lebih rendah di sini, mungkin suatu titik seperti ini,

dan itu berarti suatu pengangkutan oksigen yg lebih besar.

tetapi hal itu tidak ideal, kau tahu, ketika pahamu menjadi hipoksik,

kamu tahu bahwa --hal itu akan menimbulkan rasa sakit.

jadi adakah cara lain untuk mendapatkan pengangkutan oksigen yg besar

tanpa menimbulkan jaringan yg hipoksik, atau jaringan yg memiliki jumlah oksigen rendah?

dan di sinilah Efek Bohr berperan.

jadi, ingatlah bhw Efek Bohr adl ketika CO2 dan proton mempengaruhi afinitas hemoglobin terhadap oksigen.

jadi mari kita pikirkan suatu keadaan --saya akan tuliskan dg warna hijau,

dan dlm keadaan ini kita memiliki banyak karbondioksida dan proton,

prinsip Efek Bohr adl, bhw oksigen lebih sulit mengikat hemoglobin.

jadi jika saya gambarkan kurva yg lain,

pd awalnya, akan tidak begitu mengesankan, dg sedikitnya oksigen yg terikat ke hemoglobin.

dan pd akhirnya, setelah --setelah konsentrasi oksigen cukup meningkat,

ia akan mulai naik naik naik, dan ia akhirnya mengikat hemoglobin,

jadi bukan berarti ia tidak akan pernah mengikat hemoglobin pd saat ada karbondioksida dan proton,

tetapi dibutuhkan waktu lebih lama.

maka keseluruhan kurva tampak bergeser.

ini-- kondisi terdapat CO2 dan proton yg tinggi,

hal itu tidak penting bagi paru-paru.

Paru-paru akan berpikir kamu-- bagi kita, kau tahu-- "peduli amat, kita tidak memiliki kondisi demikian".

Tetapi bagi paha, hal ini penting.

karena paha memiliki banyak CO2 dan paha memiliki banyak proton.

Sekali lagi, ingatlah, tinggi proton berarti pH-nya rendah.

Jadi, kamu bisa juga memahaminya demikian.

Jadi di paha, kamu akan mendapati, suatu titik yg berbeda.

Baiklah, akan mengikuti kurva yg hijau, bukan yg biru.

Jadi, kita bisa menggambarkannya pd tingkat O2 yg sama, di bawah sini.

Jadi berapa kandungan O2 di dlm darah yg meninggalkan paha?

Baiklah, utk melakukannya dg benar, mereka akan-- kamu akan, kamu akan ada di sini.

Ini adl jumlah yg sebenarnya. Jadi pengangkutan O2 jauh lebih berkesan.

Lihatlah. pengangkutan O2 ditingkatkan karena ada Efek Bohr.

Dan jika kamu ingin tahu bagaimana tepatnya hal itu meningkat,

saya bahkan bisa menunjukimu, saya bisa katakan, jumlah ini dari sini sampai bawah ini,

secara harfiah jarak antara garis hijau dan biru,

jadi inilah oksigen tambahan yg diangkut karena efek Bohr.

Jadi beginilah pentingnya efek Bohr

dan membantu kita mengangkut oksigen ke jaringan kita.

Jadi mari kita lakukan hal yg sama sekarang,

tetapi untuk Efek Haldane, dan untuk itu,

kita harus menukar beberapa halm sehingga satuan dan aksis kita akan berbeda.

Jadi kita akan memiliki jumlah karbondioksida di sana,

dan di sini kita tuliskan kandungan karbondioksida dlm darah.

Jadi mari kita pikirkan hal ini secara seksama.

Mari kita mulai dg meningkatkan jumlah karbondioksida dg perlahan tapi pasti,

dan kita lihat kandungannya meningkat.

dan di sini, selagi kamu meningkatkan jumlah karbondioksida,

kandungan ini naik dlm garis lurus.

Dan alasan mengapa ia tidak berbentuk S seperti pd oksigen,

adl di sini tidak ada kooperativitas dlm pengikatan dg hemoglobin.

ia hanya akan naik scr lurus.

jadi hal itu cukup mudah.

Sekarang kita ambil dua titik seperti sebelumnya.

Kita ambil satu titik --katakanlah, di atas sini jumlah CO2 dlm darah adl tinggi,

dan di sini jml CO2 dlm darah adl rendah.

Jadi kamu memiliki jumlah rendah, katakanlah di sini, di bagian jaringan mana?

Baiklah, Co2 rendah, kedengarannya seperti paru-paru,

di sana tidak terlalu banyak CO2.

Sebaliknya CO2 tinggi mungkin ada di paha, karena paha bagaikan pabrik CO2 kecil, kan?

Jadi paha memiliki jumlah yg tinggi, dan paru-paru memiliki jumlah yg rendah.

Jadi, jik saya ingin mengetahui jumlah CO2 yg terkirim, kita lakukan hal yg sama dg--

baiklah, paha memiliki kadar jumlah yg tinggi, ini adl jumlah CO2 dlm darah, ingat itu.

Dan ini adl jumlah CO2 dlm darah ketika menuju ke paru-paru.

Jadi, jumlah Co2 yg diangkut dari paha ke paru-paru,

adl selisihnya --maka inilah banyak CO2 yg diangkut yg kita dapatkan.

Jadi seperti pd pengangkutan O2, kita memiliki pengangkutan Co2 sebanyak ini.

Sekarang, baca ulang Efek Haldane, dan kita lihat apakah kita bisa menggambarkan

garis yg lain saat tinggi oksigen, apa yg akan terjadi?

Baiklah, jika ada banyak oksigen,

maka hal itu akan mengubah afinitas hemoglobin terhadap karbondioksida dan proton.

dg begitu akan mengurangi pengikatan proton dan karbondioksida secara langsung ke hemoglobin.

Itu berarti kamu akan memiliki lebih sedikit kadar CO2,

setiap sejumlah CO2 terlarut di dlm darah.

Jadi garis itu tetap adl garis lurus, tetapi sebenarnya --kamu perrhatikan ini cenderung menurun.

Jadi di manakah hal ini relevan?

di mana kamu punya banyak oksigen?

Baiklah, hal ini tidak cocok untuk paha,

karena paha tidak memiliki banyak oksigen.

Tetapi ini berlaku untuk paru-paru.

Ini sangat terkait di sana.

Jadi sekarang kamu bisa berkata, "baiklah, mari kita lihat apa yg terjadi"

Sekarang kamu memiliki [kadar] O2 tinggi, berapa banyak pengangkutan CO2 yg kamu dapati?

lalu-- lalu kamu agaknya bisa menebaknya, akan lebih banyak, kan?

karena sekarang kamu memiliki sebanyak ini, kamu akan menuju ke sini.

Jadi inilah jumlah pengangkutan CO2 yg baru.

Dan ini akan naik. Nyatanya, kamu bahkan bisa menunjukkan secara tepat seberapa banyak kenaikan itu dg--

hanya dengan mengambil selisih ini. Jadi, selisih yg di sini ini,

di antara keduanya, inilah Efek Haldane.

Inilah cara visual agar kamu bisa melihat Efek Haldane.

Jadi efek Bohr dan efek Haldane, keduanya adl taktik penting yg dimiliki oleh tubuh kita,

utk meningkatkan jumlah pengangkutan O2 dan Co2

yg terjadi bolak-balik antara paru-paru dan jaringan.

~o0o~