Почему сродство гемоглобина к кислороду уменьшается на больших высотах?

Ответ на этот вопрос — да, снижение сродства к кислороду уменьшит поглощение кислорода гемоглобином (Hb), но это правильный ответ, поскольку он будет иметь больший эффект в увеличении выделения кислорода в тканях.

Это не очевидно само по себе. Это происходит из-за (сигмоидальной) формы кривой связывания кислорода, и ее можно действительно оценить, только если вы исследуете кривые для нормальной ситуации и той, в которой наблюдается повышенное содержание 2,3-бисфосфоглицерата (2,3-БФГ), производящего кислород. изменение сродства к кислороду. Я разработал рисунок, чтобы продемонстрировать это, хотя он не основан на фактических данных, поэтому его следует рассматривать только как иллюстративный.

• На уровне моря легкие насыщают кислородом до 1 (скажем, 100% насыщения гемоглобина), а когда давление кислорода в тканях падает до 40 мм рт. ст. (2), насыщение гемоглобина составляет 55%. Следовательно, в этом примере они выпустили 45% полного набора кислорода .

• Если мы посмотрим на ту же кривую для большой высоты , то в этом примере давление кислорода в легких (1') будет таким, что гемоглобин будет насыщен только на 80%. Таким образом, при 40 мм рт. ст. в тканях (2), когда гемоглобин насыщен только на 55%, он высвобождает и делает доступным только 25% полного набора кислорода .

• Теперь рассмотрим эффект акклиматизации на большой высоте с увеличением производства 2,3-БФГ, изменяющий равновесие и кривую связывания кислорода (красная). В легких (3) гемоглобин будет менее заряжен кислородом — всего 70% сатурации, — но при 40 мм рт. ст. в тканях (4) он будет гораздо менее насыщен кислородом, чем на черной кривой — 30%. Таким образом, он сделает доступным 40% полного запаса кислорода.

Это не идеальное решение, поэтому в долгосрочной перспективе увеличивается производство эритроцитов, чтобы обеспечить большее количество гемоглобина, чтобы компенсировать меньшее количество кислорода, которое он может связать.

Задача гемоглобина — транспортировать кислород, а не хранить его. Следовательно, он также должен иметь возможность эффективно выделять кислород. Когда разница в парциальном давлении кислорода между тканями и кровью мала, кислород не будет транспортироваться к тканям из крови, что приводит к гипоксии.

2,3-бисфосфоглицерат (2,3-БФГ) стабилизирует Т-форму гемоглобина (не связанную с кислородом), тем самым снижая его сродство к связыванию с кислородом. Уровень 2,3-БФГ повышен у людей, живущих на больших высотах. Производство 2,3-БФГ контролируется отрицательной обратной связью ( Mulquiney et al., 1999 ; см. также википедию ), чтобы не переусердствовать со своей работой.

Ответ Дэвида подробно объясняет динамику и рассматривает нелинейный (сигмоидальный) характер связывания Hb-кислорода, что является критическим моментом для понимания того, насколько благоприятен эффект 2,3-БФГ.

Однако содержание гемоглобина также увеличивается, так что может быть захвачено большее количество кислорода. Это прекрасный баланс, и, как вы могли заметить (даже если вы не читали его очень подробно) в связанной статье, существует множество механизмов, которые работают в этом направлении.