Cómo funciona la curva de disociación del oxígeno y la hemoglobina
Desde los primeros pasos de la educación en biología aprendemos que durante la respiración cogemos oxígeno del aire en la inhalación y en la espiración soltamos CO2 (siempre importante no confundir espirar que es soltar el aire de los pulmones con expirar que es morirse, soltar el último aliento). En cualquier caso, todos entendemos que al respirar cogemos aire, que en nuestros pulmones tenemos la capacidad de coger selectivamente el oxígeno (O2) del aire y soltar el CO2 que circula en nuestra sangre. Para realizar este intercambio empleamos los glóbulos rojos (eritrocitos), un tipo celular que tiene un complejo protéico muy especial, la hemoglobina. Dependiendo del pH esta proteína es capaz de cambiar su conformación y sus centros catalíticos son capaces de variar su afinidad por los dos compuestos (el O2 y el CO2). De tal manera que en los pulmones tendrán poca afinidad con el CO2 que cargan, liberándolo, mientras que tendrán una alta afinidad por el O2, cogiéndolo del aire en los pulmones (efecto Haldane). Por el contrario en los músculos se liberará el oxígeno puesto que la hemoglobina tendrá poca afinidad por la molécula y cogerá el CO2 (efecto Bohr). Este fenómeno está ampliamente estudiado y su funcionamiento se explica mediante la curva de disociación de la hemoglobina. Como curiosidad Bohr fue un fisiólogo danés que describió el proceso y padre del físico Bohr que hizo el primer modelo del átomo, que también recibe el nombre de modelo de Bohr.
Curva de disociación de la hemoglobina (Manual MSD)
La curva de disociación de la hemoglobina es un gráfico sigmoideo, con forma de S, en el que se relacionan la presión parcial de oxígeno que en los pulmones es hasta 5 veces mayor que en los músculos y el porcentaje de saturación de oxígeno en la hemoglobina. En condiciones de laboratorio se estableció la relación entre el oxígeno y la hemoglobina, pero eso no explicaba como podía intercambiar los gases. Es por eso que se tuvo que investigar a ver qué factores eran capaces de alterar este proceso. La curva de disociación del oxígeno y la hemoglibina se ve afectada por varios factores que pueden hacer que tenga unas curvas más pronunciadas o sea más plana (se desplace hacia la izquierda o hacia la derecha). Los más importantes son: la concentración de iones, que a todos los efectos significa variaciones de pH (acidosis y alcalosis de la sangre), el 2,3-difosfoglicerato (DPG), un metabolito de la ruta de la glucolisis que modula la afinidad de la hemoglobina y el O2 dentro de los eritrocitos en los músculos dependiendo de su concentración en el eritrocito, la temperatura que hace más accesibles los centros de acción del CO2 aumentando la liberación del oxígeno y la presión parcial de dióxido de carbono que al aumentar aumentará la afinidad de la hemoglobina por el CO2 y desplazará al O2. A estos se pueden sumar las capacidades propias de algunas hemoglobinas especiales, como la hemoglobina fetal, que tiene una afinidad mayor por el oxígeno en parte porque no une con la misma eficacia el DPG.
Al efecto causado por las variaciones de pH, o más adecuadamente, causadas por la concentración de protones se le conoce como efecto Bohr y puedes leer más sobre ello en nuestro artículo aquí (próximamente).