Daripada Kesan Bohr menunjukkan keupayaan oksigen untuk mengikat hemoglobin bergantung pada nilai pH dan tekanan separa karbon dioksida. Ini sebahagian besarnya bertanggungjawab untuk pertukaran gas di organ dan tisu. Penyakit pernafasan dan pernafasan yang salah memberi kesan pada nilai pH darah melalui kesan Bohr dan mengganggu pertukaran gas normal.
Apakah kesan Bohr?
Kesan Bohr dinamakan sempena penemuanya Christian Bohr, bapa kepada ahli fizik terkenal Niels Bohr. Christian Bohr (1855-1911) menyedari pergantungan pertalian oksigen (kemampuan mengikat oksigen) hemoglobin pada nilai pH atau tekanan separa karbon dioksida atau oksigen. Semakin tinggi nilai pH, semakin kuat pertalian oksigen hemoglobin dan sebaliknya.
Bersama dengan kesan pengikatan oksigen koperasi dan pengaruh kitaran Rapoport-Luebering, kesan Bohr membolehkan hemoglobin menjadi pengangkut oksigen yang ideal dalam badan. Pengaruh ini mengubah sifat sterik hemoglobin. Bergantung pada keadaan persekitaran, nisbah antara T-hemoglobin pengikatan oksigen dan R-hemoglobin pengikat oksigen dengan baik ditetapkan. Oksigen biasanya diambil di paru-paru, sementara oksigen biasanya dilepaskan di tisu lain.
Fungsi & tugas
Kesan Bohr memastikan bahawa tubuh dibekalkan oksigen dengan mengangkut oksigen dengan bantuan hemoglobin. Oksigen terikat sebagai ligan ke atom besi pusat hemoglobin. Kompleks protein yang mengandungi zat besi masing-masing mempunyai empat unit heme. Setiap unit heme dapat mengikat molekul oksigen. Oleh itu, setiap kompleks protein dapat mengandungi hingga empat molekul oksigen.
Mengubah sifat sterik dari heme akibat pengaruh proton (ion hidrogen) atau ligan lain mengubah keseimbangan antara bentuk-T dan bentuk-R hemoglobin. Pada tisu yang menggunakan oksigen, pengikatan oksigen ke hemoglobin dilemahkan dengan menurunkan nilai pH. Ia lebih baik dihantar. Oleh itu, dalam tisu aktif metabolik, peningkatan kepekatan ion hidrogen menyebabkan peningkatan pelepasan oksigen. Tekanan separa karbon dioksida darah meningkat pada masa yang sama. Semakin rendah nilai pH dan semakin tinggi tekanan separa karbon dioksida, semakin banyak oksigen yang dikeluarkan. Ini berterusan sehingga kompleks hemoglobin bebas oksigen.
Di paru-paru, tekanan separa karbon dioksida berkurang melalui pernafasan. Ini membawa kepada peningkatan nilai pH dan juga peningkatan pertalian oksigen hemoglobin. Oleh itu, selain pembebasan karbon dioksida, oksigen juga diambil oleh hemoglobin pada masa yang sama.
Selanjutnya, pengikatan oksigen koperasi bergantung pada ligan. Atom besi pusat mengikat proton, karbon dioksida, ion klorida dan molekul oksigen sebagai ligan. Semakin banyak ligan oksigen, semakin kuat pertalian oksigen di tempat pengikat yang tinggal. Walau bagaimanapun, semua ligan lain melemahkan pertalian hemoglobin dengan oksigen. Ini bermaksud bahawa semakin banyak proton, molekul karbon dioksida atau ion klorida terikat pada hemoglobin, semakin mudah oksigen yang tersisa dilepaskan. Walau bagaimanapun, tekanan separa tinggi oksigen menyokong pengikatan oksigen.
Selain itu, cara glikolisis yang berbeza berlaku pada eritrosit daripada sel lain. Ini adalah kitaran Rapoport-Luebering. 2,3-bifosfogliserat pertengahan (2,3-BPG) terbentuk semasa kitaran Rapoport-Luebering. Sebatian 2,3-BPG adalah penguat alosterik dalam pengaturan pertalian oksigen untuk hemoglobin. Ia menstabilkan T-hemoglobin. Ini mendorong pembebasan oksigen yang cepat semasa glikolisis.
Ikatan oksigen ke hemoglobin dilemahkan oleh penurunan nilai pH, peningkatan kepekatan 2,3-BPG, peningkatan tekanan separa karbon dioksida dan peningkatan suhu. Ini meningkatkan pembebasan oksigen. Sebaliknya, kenaikan nilai pH, penurunan kepekatan 2,3-BPG, penurunan tekanan separa karbon dioksida dan penurunan suhu darah bermanfaat.
Penyakit & penyakit
Pernafasan yang dipercepat dalam konteks penyakit pernafasan seperti asma atau hiperventilasi akibat panik, tekanan atau kebiasaan menyebabkan peningkatan nilai pH disebabkan peningkatan pernafasan karbon dioksida akibat kesan Bohr. Ini meningkatkan pertalian oksigen hemoglobin. Pembebasan oksigen dalam sel menjadi lebih sukar. Oleh itu, corak pernafasan yang tidak berkesan menyebabkan bekalan sel dengan oksigen tidak mencukupi (hipoksia sel).
Hasilnya adalah keradangan kronik, sistem imun yang lemah, penyakit pernafasan kronik dan banyak penyakit kronik yang lain. Menurut pengetahuan perubatan umum, hipoksia sel sering menjadi pencetus penyakit seperti diabetes, barah, penyakit jantung atau keletihan kronik.
Menurut doktor dan saintis Rusia Buteyko, hiperventilasi bukan sahaja disebabkan oleh penyakit pernafasan, tetapi juga sering disebabkan oleh tekanan dan reaksi panik. Dalam jangka panjang, dia percaya bahawa pernafasan berlebihan menjadi kebiasaan dan titik permulaan pelbagai penyakit.
Untuk terapi, pernafasan hidung yang konsisten, pernafasan diafragma, jeda pernafasan yang panjang dan latihan relaksasi dilakukan untuk menormalkan pernafasan dalam jangka masa panjang. Beberapa kajian menunjukkan bahawa Kaedah Buteyko dapat mengurangkan penggunaan ubat antikonvulsan sebanyak 90 peratus dan kortison sebanyak 49 peratus.
Sekiranya pernafasan karbon dioksida terlalu rendah semasa hipoventilasi, badan menjadi terlalu berasid (asidosis). Asidosis adalah apabila pH darah berada di bawah 7.35. Asidosis yang berlaku semasa hipoventilasi juga dikenal sebagai asidosis pernafasan. Penyebabnya adalah kelumpuhan pusat pernafasan, anestesia atau tulang rusuk yang patah. Asidosis pernafasan dicirikan oleh sesak nafas, bibir biru dan peningkatan perkumuhan cecair. Asidosis boleh menyebabkan gangguan kardiovaskular dengan tekanan darah rendah, aritmia jantung dan koma.
