אפקט בוהר מאפיין את יכולת הכריכה של חמצן ל המוגלובין כפונקציה של PH ו- פַּחמָן לחץ חלקי דו-חמצני. הוא אחראי במידה רבה להחלפת גז באיברים וברקמות. מחלות נשימה ולא תקינות נשימה להשפיע על דם PH באמצעות אפקט בוהר ומשבש את חילופי הגז הרגילים.
מהו אפקט בוהר?
אפקט בוהר מבטיח חמצן אספקה לגוף באמצעות הובלת חמצן בעזרת המוגלובין. אפקט בוהר נקרא על שם מגלהו כריסטיאן בוהר, אביו של הפיזיקאי המפורסם נילס בוהר. כריסטיאן בוהר (1855-1911) הכיר בתלות של חמצן זיקה (יכולת לקשור חמצן) של המוגלובין על ערך PH או על פַּחמָן לחץ חלקי דו-חמצני או חמצן. ככל שה- PH גבוה יותר כך זיקה החמצן של המוגלובין חזקה יותר ולהיפך. יחד עם ההשפעה של קשירת שיתוף של חמצן והשפעת מחזור רפופורט-לוברינג, אפקט בוהר מאפשר להמוגלובין להיות טרנספורטר חמצן אידיאלי באורגניזם. השפעות אלה משנות את המאפיינים הסטריים של המוגלובין. בהתאם לתנאים הסביבתיים, היחס בין ה- T- המוגלובין המחייב חמצן לבין ה- R- ההמוגלובין המחייב את החמצן מתאים. לפיכך, בדרך כלל לוקחים חמצן בריאות, ואילו חמצן בדרך כלל משתחרר ברקמות האחרות.
פונקציה ותפקיד
אפקט בוהר מבטיח אספקת חמצן לגוף באמצעות הובלת חמצן בעזרת המוגלובין. בתהליך זה חמצן קשור כליגנד למרכז ברזל אטום של המוגלובין. ה ברזל-מתחם חלבונים המכיל ארבע יחידות המם כל אחת. כל יחידת heme יכולה לקשור מולקולת חמצן אחת. לפיכך, כל קומפלקס חלבונים יכול להכיל עד ארבעה חמצן מולקולות. על ידי שינוי המאפיינים הסטריים של heme עקב השפעת פרוטונים (הידרוגנציה יונים) או ליגנדים אחרים, שיווי המשקל בין צורת ה- T לצורת ה- R של המוגלובין משתנה. ברקמות הצורכות חמצן, קשירת החמצן להמוגלובין נחלשת על ידי הורדת ה- PH. עדיף שישוחרר. לכן, ברקמות פעילות מטבולית יש שחרור מוגבר של חמצן על ידי הגדלת ה- הידרוגנציה יון ריכוז. ה פַּחמָן לחץ חלקי דו-חמצני דם עולה במקביל. ככל שערך PH נמוך יותר וככל שהוא גבוה יותר פחמן דו חמצני לחץ חלקי, ככל שמשתחררים יותר חמצן. זה נמשך עד שיש דה-חמצון מוחלט של קומפלקס ההמוגלובין. הריאות, ה פחמן דו חמצני לחץ חלקי פוחת בגלל התפוגה. זה מוביל לעליית ערך ה- PH ובכך לעליית זיקת החמצן של ההמוגלובין. לכן, בריאות, צריכת חמצן על ידי המוגלובין מתרחשת בו זמנית עם פחמן דו חמצני לְשַׁחְרֵר. יתר על כן, הקישור השיתופי של חמצן תלוי בליגנדים. המרכזי ברזל אטום קושר פרוטונים, פחמן דו חמצני, כלוריד יונים וחמצן מולקולות כליגנדים. ככל שיש יותר ליגנדים של חמצן, כך זיקת החמצן חזקה יותר באתרי הקישור שנותרו. עם זאת, כל שאר הליגנדים מחלישים את זיקת ההמוגלובין לחמצן. המשמעות היא שככל שיש יותר פרוטונים, פחמן דו חמצני מולקולות or כלוריד יונים קשורים להמוגלובין, כך ביתר קלות שחרור החמצן שנותר. עם זאת, לחץ חלקי גבוה של חמצן מעדיף קשירת חמצן. בנוסף, מסלול אחר של גליקוליזה מתרחש ב אריתרוציטים מאשר בתאים אחרים. זהו מחזור רפופורט-לוברינג. במהלך מחזור Rapoport-Luebering נוצר 2,3-ביספוספוגליצרט (2,3-BPG). התרכובת 2,3-BPG היא אפקטור אלוסטרי בוויסות הזיקה לחמצן להמוגלובין. זה מייצב את המוגלובין T. זה מקדם שחרור חמצן מהיר במהלך הגליקוליזה. לפיכך, קשירת חמצן להמוגלובין מוחלשת על ידי ירידה ב- PH, מה שמגדיל את ריכוז של 2,3-BPG, הגדלת הלחץ החלקי של הפחמן הדו-חמצני והעלאת הטמפרטורה. כתוצאה מכך, אספקת החמצן עולה. לעומת זאת, העלייה של PH, הירידה של 2,3-BPG ריכוז, ירידת הלחץ החלקי של פחמן דו חמצני והירידה של דם הטמפרטורה מקדמת.
מחלות ומחלות
מואצת נשימה בהקשר של מחלות בדרכי הנשימה כגון אסטמה or היפרוונטילציה בגלל פאניקה, לחץ, או הרגל מוביל לעלייה ב- PH באמצעות נשיפה מוגברת של פחמן דו חמצני עקב השפעת בוהר. התוצאה היא שיפור זיקת החמצן של המוגלובין. אספקת חמצן בתאים הופכת לקשה יותר. לכן, לא יעיל נשימה דפוסי עוֹפֶרֶת לאספקת חסר של חמצן לתאים (היפוקסיה של התא). התוצאה כרונית דלקת, היחלשות של המערכת החיסונית, מחלות נשימה כרוניות ומחלות כרוניות רבות אחרות. על פי הידע הרפואי הכללי, היפוקסיה של תאים לעיתים קרובות מעוררת מחלות כמו סוכרת, סרטן, לֵב מחלה או עייפות כרונית. לדברי הרופא והמדען הרוסי בוטייקו, היפרוונטילציה אינה רק תוצאה של מחלות בדרכי הנשימה, אלא נגרמת לעיתים קרובות על ידי לחץ ותגובות פאניקה. בטווח הארוך, לטענתו, נשימת יתר הופכת להרגל והיא נקודת המוצא של מחלות שונות. תרפים כרוך בעקביות נשימה באף, נשימה דיאפרגמטית, הפסקות נשימה ממושכות, וכן הַרפָּיָה תרגילים להחזרת הנשימה למצב נורמלי בטווח הארוך. מספר מחקרים הראו כי שיטת Buteyko יכולה להפחית את השימוש בתרופות נגד פרכוסים ב 90 אחוז ו קורטיזון בשיעור של 49 אחוזים. כאשר אין נשיפה מספקת של פחמן דו חמצני כחלק מההתניידות, הגוף הופך לחומצי יתר (חומצה). חומצה מתרחשת כאשר PH בדם נמוך מ- 7.35. ה חומצה המתרחש במהלך hypoventilation נקרא גם חומצה בדרכי הנשימה. הסיבות עשויות לכלול שיתוק במרכז הנשימה, הרדמה, או שברים בצלעות. אופייני ל חומצה בדרכי הנשימה הם קוצר נשימה, צבע כחול של השפתיים והפרשת נוזלים מוגברת. חומצה יכולה לגרום להפרעות לב וכלי דם עם נמוך לחץ דם, הפרעות בקצב הלב, ו תרדמת.
