Боров ефект

От Боров ефект показва способността на кислорода да се свързва с хемоглобина в зависимост от стойността на pH и парциалното налягане на въглеродния диоксид. До голяма степен е отговорен за обмена на газове в органи и тъкани. Респираторните заболявания и неправилното дишане влияят върху стойността на pH на кръвта чрез ефекта на Бор и нарушават нормалния газообмен.

Какъв е ефектът на Бор?

Ефектът на Бор е кръстен на откривателя си Кристиан Бор, бащата на известния физик Нийлс Бор. Кристиан Бор (1855-1911) разпознал зависимостта на кислородния афинитет (способността да свързва кислород) на хемоглобина от стойността на pH или парциалното налягане на въглеродния диоксид или кислорода. Колкото по-висока е стойността на pH, толкова по-силен е кислородният афинитет на хемоглобина и обратно.

Заедно с ефекта на съвместното свързване на кислорода и влиянието на цикъла Rapoport-Luebering, Bohr ефектът позволява на хемоглобина да бъде идеален преносител на кислород в организма. Тези влияния променят стеричните свойства на хемоглобина. В зависимост от условията на околната среда се установява съотношението между слабо свързващия кислород Т-хемоглобин и добре свързания с кислород R-хемоглобин. Кислородът обикновено се поема в белите дробове, докато кислородът обикновено се отделя в останалите тъкани.

Функция и задача

Боровият ефект гарантира, че тялото се снабдява с кислород чрез транспортиране на кислород с помощта на хемоглобин. Кислородът е свързан като лиганд към централния железен атом на хемоглобина. Съдържащият желязо протеинов комплекс има четири хема единици всяка. Всяка хема единица може да свърже кислородна молекула. По този начин всеки протеинов комплекс може да съдържа до четири молекули кислород.

Промяната на стеричните свойства на хема в резултат на влиянието на протони (водородни йони) или други лиганди измества равновесието между Т-образната и R-образната форма на хемоглобина. В тъканите, консумиращи кислород, кислородната връзка към хемоглобина се отслабва чрез понижаване на стойността на pH. По-добре се доставя. Следователно в метаболитно активните тъкани увеличението на концентрацията на водородни йони води до повишено отделяне на кислород. Парциалното налягане на въглеродния диоксид в кръвта се увеличава в същото време. Колкото по-ниска е стойността на pH и колкото е по-високо парциалното налягане на въглеродния диоксид, толкова повече кислород се отделя. Това продължава, докато хемоглобиновият комплекс е напълно без кислород.

В белите дробове парциалното налягане на въглеродния диоксид намалява чрез издишване. Това води до повишаване на стойността на pH, а оттам и до повишаване на кислородния афинитет на хемоглобина. Следователно, освен отделянето на въглероден двуокис, кислородът се поема и от хемоглобина в белите дробове.

Освен това съвместното свързване на кислорода зависи от лигандите. Централният железен атом свързва протони, въглероден диоксид, хлоридни йони и кислородни молекули като лиганди. Колкото повече кислородни лиганди има, толкова по-силен е кислородният афинитет в останалите места на свързване. Всички останали лиганди обаче отслабват афинитета на хемоглобина към кислорода. Това означава, че колкото повече протони, молекули въглероден диоксид или хлоридни йони са свързани с хемоглобин, толкова по-лесно се отделя останалият кислород. Въпреки това, високото парциално налягане на кислорода насърчава свързването на кислорода.

Освен това в еритроцитите протича различен начин на гликолиза, отколкото в другите клетки. Това е цикълът Rapoport-Luebering. Междинният 2,3-бисфосфоглицерат (2,3-BPG) се образува по време на цикъла Rapoport-Luebering. Съединението 2,3-BPG е алостеричен ефект при регулиране на кислородния афинитет към хемоглобина. Стабилизира Т-хемоглобина. Това насърчава бързото отделяне на кислород по време на гликолиза.

Кислородната връзка към хемоглобина се отслабва от намаляването на стойността на pH, увеличаването на концентрацията на 2,3-BPG, увеличаването на парциалното налягане на въглеродния диоксид и повишаването на температурата. Това увеличава отделянето на кислород. Обратно, увеличаване на стойността на pH, понижаване на концентрацията на 2,3-BPG, понижаване на парциалното налягане на въглеродния диоксид и понижаване на температурата на кръвта.

Болести и неразположения

Ускореното дишане на фона на респираторни заболявания като астма или хипервентилация в резултат на паника, стрес или навик води до повишаване на стойността на pH чрез увеличеното издишване на въглероден диоксид поради ефекта на Бор. Това увеличава кислородния афинитет на хемоглобина. Освобождаването на кислород в клетките се затруднява. Следователно, неефективните модели на дишане водят до недостатъчно снабдяване на клетките с кислород (клетъчна хипоксия).

Последствията са хронично възпаление, отслабена имунна система, хронични респираторни заболявания и много други хронични заболявания. Според общите медицински познания, клетъчната хипоксия често е спусъкът за заболявания като диабет, рак, сърдечни заболявания или хронична умора.

Според руския лекар и учен Бутейко, хипервентилацията не е резултат само от респираторни заболявания, но често е причинена и от стрес и панически реакции. В дългосрочен план той смята, че прекаленото дишане се превръща в навик и отправна точка за различни заболявания.

За терапия се провежда последователно носно дишане, диафрагмално дишане, удължени дишащи паузи и релаксиращи упражнения с цел нормализиране на дишането в дългосрочен план. Няколко проучвания показват, че методът на Buteyko може да намали консумацията на антиконвулсивни лекарства с 90 процента, а на кортизона - с 49 процента.

Ако издишването на въглероден диоксид е твърде ниско по време на хиповентилация, тялото става свръхкисело (ацидоза). Ацидозата е, когато pH на кръвта е под 7,35. Ацидозата, която възниква по време на хиповентилация, е известна още като респираторна ацидоза. Причините могат да бъдат парализа на дихателния център, упойка или счупени ребра. Дихателната ацидоза се характеризира с задух, сини устни и повишена екскреция на течност. Ацидозата може да доведе до сърдечно-съдови нарушения с ниско кръвно налягане, сърдечни аритмии и кома.