oksygentransport i blodet

Oksygen-hemoglobin-dissosiasjonskurven, også kalt oksyhemoglobindissosiasjonskurve, viser sammenhengen mellom partialtrykket av oksygen (pO₂) og oksygenmetning. Forholdet mellom partialtrykk av oksygengass og hemoglobinmetning er ikke lineær, men har en S-form og kalles derfor en sigmoid kurve. Kurven øker bratt når pO₂ øker fra cirka 1,5 til 8 kPa. En videre økning i pO₂ gir kun en liten økning i hemoglobinmetning.

Den sigmoide formen på dissosiasjonskurven skyldes at oksygenmolekyler bundet til hemoglobin er samarbeidende. Oksygenbinding til en av hemoglobins hemgruppe øker affiniteten (tiltrekningskraften) for de ledige hemgruppene. Dette betyr at hemoglobinets evne til å binde oksygenmolekyler, øker med antall oksygenmolekyler som allerede er bundet til hemoglobinet. Den samarbeidende bindingen av oksygenmolekyler gjør at hemoglobin bundet til tre oksygenmolekyler har en affinitet som er omtrent 300 ganger større enn deoksyhemoglobin.

Økt temperatur reduserer hemoglobins affinitet til oksygenmolekyler, og fører dermed til en høyreforskyvning i oksyhemoglobins dissosiasjonskurve.

Økt intracellulær pCO₂ reduserer hemoglobinets affinitet til oksygenmolekyler, først og fremst ved å redusere pH-verdien i de røde blodcellene. Dette er kjent som Bohr-effekten, og ble oppdaget av den danske fysiologen Christian Bohr i 1904. En økning i ekstracellulær pCO₂ vil gi en økning i intracellulær pCO₂ i røde blodceller, fordi mer karbondioksid diffunderer gjennom cellemembranen.

Karbondioksid reagerer med vann (H₂O) etter likningen:

CO₂ + H₂O ⇆ H2CO³ ⇆ H⁺ + HCO³^-

Ifølge Le Châteliers-prinsipp vil en økning i CO₂ gi en høyreforskyvning av likevekten, og dermed en økt konsentrasjon av H⁺. Økt H⁺-konsentrasjon vil igjen redusere i surhetsgraden (pH-verdien).

2,3-Difosfoglyserat, forkortet 2,3-DPG, er et stoffskifteprodukt i glykolysen som også spiller en stor rolle i å bestemme hemoglobinmolekylenes affinitet til oksygenmolekyler. Når 2,3-DPG bindes til hemoglobinmolekylet, vil bindingen mellom hemoglobin og oksygenmolekylet bli svekket. Økt konsentrasjon av 2,3-DPG gir dermed en økt frigivning av oksygenmolekyler fra hemoglobin.

Hemoglobinet vi har i fostertiden, føtalt hemoglobin, har en mye mindre affinitet til 2,3-DPG, og har derfor i sum en høyere affinitet for oksygenmolekyler. Dette er en kritisk forskjell mellom føtalt og voksent hemoglobin (HbF og HbA), og spiller en viktig rolle i at de røde blodcellene hos fostre kan trekke ut oksygenmolekyler fra mors blod i morkaken.

Metabolsk aktivt vev, som for eksempel en hardtarbeidende muskel, har et høyt oksygenbehov og avgir samtidig høye mengde varme, CO₂ og 2,3-DPG. Høy konsentrasjon av karbondioksid gir en lavere pH-verdi. Disse faktorene øker frigivningen av oksygen i metabolsk aktivt vev.

I lungekapillarene er verdiene motsatt – det er lavere temperatur, lav pCO₂ og høyere pH, noe som dermed øker hemoglobins affinitet til oksygenmolekyler, og øker oksygenopptak.