Efecto Bohr

Del Efecto Bohr indica la capacidad del oxígeno para unirse a la hemoglobina según el valor del pH y la presión parcial del dióxido de carbono. Es en gran parte responsable del intercambio de gases en órganos y tejidos. Las enfermedades respiratorias y la respiración incorrecta tienen un impacto en el valor del pH de la sangre a través del efecto Bohr y alteran el intercambio normal de gases.

¿Qué es el efecto Bohr?

El efecto Bohr lleva el nombre de su descubridor Christian Bohr, el padre del famoso físico Niels Bohr. Christian Bohr (1855-1911) reconoció la dependencia de la afinidad por el oxígeno (capacidad de unirse al oxígeno) de la hemoglobina del valor del pH o de la presión parcial del dióxido de carbono o del oxígeno. Cuanto mayor sea el valor del pH, más fuerte será la afinidad por el oxígeno de la hemoglobina y viceversa.

Junto con el efecto de la unión cooperativa de oxígeno y la influencia del ciclo Rapoport-Luebering, el efecto Bohr permite que la hemoglobina sea un transportador de oxígeno ideal en el cuerpo. Estas influencias cambian las propiedades estéricas de la hemoglobina. Dependiendo de las condiciones ambientales, se establece la relación entre la hemoglobina T que se une pobremente al oxígeno y la hemoglobina R que se une bien al oxígeno. El oxígeno normalmente se capta en los pulmones, mientras que el oxígeno suele liberarse en los otros tejidos.

Función y tarea

El efecto Bohr asegura que el cuerpo reciba oxígeno mediante el transporte de oxígeno con la ayuda de la hemoglobina. El oxígeno está unido como ligando al átomo de hierro central de la hemoglobina. El complejo de proteínas que contiene hierro tiene cuatro unidades de hemo cada uno. Cada unidad de hemo puede unirse a una molécula de oxígeno. Por tanto, cada complejo proteico puede contener hasta cuatro moléculas de oxígeno.

El cambio de las propiedades estéricas del hemo como resultado de la influencia de los protones (iones de hidrógeno) u otros ligandos modifica el equilibrio entre la forma de T y la forma de R de la hemoglobina. En los tejidos que usan oxígeno, la unión del oxígeno a la hemoglobina se debilita a medida que disminuye el valor del pH. Está mejor entregado. Por lo tanto, en tejidos metabólicamente activos, un aumento en la concentración de iones de hidrógeno conduce a una mayor liberación de oxígeno. La presión parcial de dióxido de carbono de la sangre aumenta al mismo tiempo. Cuanto menor sea el valor de pH y mayor sea la presión parcial de dióxido de carbono, más oxígeno se desprende. Esto llega tan lejos hasta que el complejo de hemoglobina está completamente libre de oxígeno.

En los pulmones, la presión parcial de dióxido de carbono disminuye con la exhalación. Esto conduce a un aumento del valor de pH y, por tanto, también a un aumento de la afinidad por el oxígeno de la hemoglobina. Por lo tanto, además de la liberación de dióxido de carbono, la hemoglobina de los pulmones también absorbe oxígeno.

Además, la unión cooperativa de oxígeno depende de los ligandos. El átomo de hierro central une protones, dióxido de carbono, iones de cloruro y moléculas de oxígeno como ligandos. Cuantos más ligandos de oxígeno haya, más fuerte será la afinidad por el oxígeno en los sitios de unión restantes. Sin embargo, todos los demás ligandos debilitan la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno. Esto significa que cuantos más protones, moléculas de dióxido de carbono o iones cloruro estén unidos a la hemoglobina, más fácil será que se libere el oxígeno restante. Sin embargo, una alta presión parcial de oxígeno promueve la unión del oxígeno.

Además, en los eritrocitos tiene lugar una forma diferente de glucólisis que en las otras células. Este es el ciclo Rapoport-Luebering. El 2,3-bisfosfoglicerato intermedio (2,3-BPG) se forma como parte del ciclo Rapoport-Luebering. El compuesto 2,3-BPG es un efector alostérico en la regulación de la afinidad del oxígeno por la hemoglobina. Estabiliza la T-hemoglobina. Esto promueve la rápida liberación de oxígeno durante la glucólisis.

El enlace del oxígeno a la hemoglobina se debilita por la disminución del valor del pH, el aumento de la concentración de 2,3-BPG, el aumento de la presión parcial de dióxido de carbono y el aumento de la temperatura. Esto aumenta la liberación de oxígeno. Por el contrario, el aumento del valor de pH, la disminución de la concentración de 2,3-BPG, la disminución de la presión parcial de dióxido de carbono y la disminución de la temperatura de la sangre son beneficiosos.

Enfermedades y dolencias

La respiración acelerada en el contexto de enfermedades respiratorias como el asma o la hiperventilación como resultado del pánico, el estrés o el hábito conduce a un aumento en el valor de pH a través de la exhalación de dióxido de carbono aumentada debido al efecto Bohr. Esto aumenta la afinidad por el oxígeno de la hemoglobina. La liberación de oxígeno en las células se dificulta. Por lo tanto, los patrones respiratorios ineficaces conducen a un suministro insuficiente de oxígeno a las células (hipoxia celular).

Las consecuencias son inflamación crónica, un sistema inmunológico debilitado, enfermedades respiratorias crónicas y muchas otras enfermedades crónicas. Según el conocimiento médico general, la hipoxia celular suele ser el desencadenante de enfermedades como la diabetes, el cáncer, las enfermedades cardíacas o la fatiga crónica.

Según el médico y científico ruso Buteyko, la hiperventilación no solo es el resultado de enfermedades respiratorias, sino que a menudo también es causada por reacciones de estrés y pánico. A largo plazo, cree que la respiración excesiva se convierte en un hábito y en el punto de partida de diversas enfermedades.

Para la terapia, se realizan respiración nasal constante, respiración diafragmática, pausas respiratorias prolongadas y ejercicios de relajación para normalizar la respiración a largo plazo. Varios estudios han demostrado que el método Buteyko puede reducir el consumo de fármacos antiespasmódicos en un 90 por ciento y de cortisona en un 49 por ciento.

Si la exhalación de dióxido de carbono es demasiado baja durante la hipoventilación, el cuerpo se vuelve demasiado ácido (acidosis). La acidosis ocurre cuando el pH de la sangre está por debajo de 7.35. La acidosis que ocurre durante la hipoventilación también se conoce como acidosis respiratoria. Las causas pueden ser parálisis del centro respiratorio, anestesia o costillas rotas. La acidosis respiratoria se caracteriza por dificultad para respirar, labios azules y aumento de la excreción de líquidos. La acidosis puede provocar trastornos cardiovasculares con presión arterial baja, arritmias cardíacas y coma.