Введение
Эффект Холдейна – свойство гемоглобина, впервые описанное Джоном Скоттом Холдейном, заключающееся в том, что насыщение крови кислородом в легких вытесняет углекислый газ из гемоглобина, усиливая его удаление. Следовательно, насыщенная кислородом кровь имеет пониженную способность связывать углекислый газ. Таким образом, эффект Холдейна описывает способность гемоглобина переносить большее количество углекислого газа (CO2) в деоксигенированном состоянии, чем в оксигенированном. В то же время, высокая концентрация CO2 способствует диссоциации оксигемоглобина, однако это результат двух отдельных процессов (эффект Бора и эффект Маргарии-Грина) и отличается от эффекта Холдейна.
The Haldane effect is a property of hemoglobin first described by John Scott Haldane, within which oxygenation of blood in the lungs displaces carbon dioxide from hemoglobin, increasing the removal of carbon dioxide. Consequently, oxygenated blood has a reduced affinity for carbon dioxide. Thus, the Haldane effect describes the ability of hemoglobin to carry increased amounts of carbon dioxide (CO2) in the deoxygenated state as opposed to the oxygenated state. Vice versa, it is true that a high concentration of CO2 facilitates dissociation of oxyhemoglobin, though this is the result of two distinct processes (Bohr effect and Margaria Green effect) and should be distinguished from Haldane effect.
Карбаминогемоглобин
Углекислый газ транспортируется кровью тремя различными способами. Один из этих способов – связывание с аминогруппами с образованием карбаминосоединений. Аминогруппы доступны для связывания на N-концах и в боковых цепях остатков аргинина и лизина в гемоглобине. При связывании углекислого газа с этими остатками формируется карбаминогемоглобин. Количество образующегося карбаминогемоглобина обратно пропорционально количеству кислорода, связанного с гемоглобином. Таким образом, при более низкой насыщенности кислородом образуется больше карбаминогемоглобина. Эта динамика объясняет относительное изменение сродства гемоглобина к углекислому газу в зависимости от уровня кислорода, известное как эффект Холдейна.
Буферная система
Гистидиновые остатки в гемоглобине могут принимать протоны и выступать в роли буферов. Дезоксигемоглобин лучше принимает протоны, чем оксигемоглобин.
Клиническое значение
У пациентов с заболеваниями легких, легкие могут быть неспособны увеличить альвеолярную вентиляцию при увеличении количества растворенного CO2. Это частично объясняет то, что у некоторых пациентов с эмфиземой может наблюдаться повышение PaCO2 (парциального давления углекислого газа в артериальной крови) после введения дополнительного кислорода, даже если концентрация CO2 остается прежней.