Bohr-Effekt
Englisch: Bohr effect
Definition
Der Bohr-Effekt beschreibt die Abhängigkeit zwischen der Sauerstoff-Bindungsaffinität von Hämoglobin und dem Säuredruck der Umgebung. Bohr-Effekt und die kooperative Bindung von Sauerstoff machen Hämoglobin zum idealen Sauerstofftransporter.
Grundlagen
Bei sinkendem pH-Wert (Azidose) und steigendem CO2-Partialdruck (Hyperkapnie) sinkt die Bindungsaffinität von Hämoglobin und die Sauerstofffreisetzung wird begünstigt. Eine hohe Konzentration an gelöstem CO2 im Blut führt hierbei zu einer Verminderung des pH-Werts und hat dadurch hauptsächlich einen indirekten Einfluss auf die O2-Bindung von Hämoglobin. In der Lunge wird so die Aufnahme von O2 begünstigt, in den peripheren Geweben die Abgabe von O2. Grund für die abnehmende Bindungsaffinität für Sauerstoff ist die Stabilisierung des Desoxyhämoglobins durch Protonen, welche an Imidazolreste und α-Aminogruppen des Hämoglobins binden.
Bei steigendem pH-Wert und sinkendem CO2-Partialdruck wird umgekehrt die Bindungsaffinität begünstigt und somit die O2-Aufnahme von Hämoglobin in sauerstoffreichem Gewebe erhöht, so wie es z.B. in der Lunge der Fall ist.
Der Bohr-Effekt trägt daher wesentlich zum gezielten O2- und CO2-Transport im Blut und zum Gasaustausch in der Lunge und in den Geweben bei.
Sauerstoffsättigung
Am besten lässt sich dies anhand der charakteristischen sigmoidalen Sauerstoffbindungskurve des Hämoglobins verdeutlichen.
Veränderungen in pH, CO2, Temperatur führen zu einer Verschiebung der Kurve zur O2- Affinitat von Hämoglobin. Dies gewährleistet...
- ...leichtere Abgabe von O2 in Peripherie,
- ...leichtere Aufnahme von O2 in der Lunge.
Durch die Bindung von Protonen und CO2 im atmenden Gewebe wird eine Verschiebung der Sauerstoffbindungskurve des Hämoglobins (Hb) hervorgerufen, wodurch Sauerstoff schnell freigesetzt wird. In den Kapillaren der Lungenalveolen läuft der umgekehrte Prozess ab: Der hohe Sauerstoffdruck fördert die Sauerstoffbindung unter gleichzeitiger Freisetzung von Protonen und CO2
Namensherkunft
Der Effekt wurde nach dem dänischen Physiologen Christian Bohr (1855–1911) benannt, dem Vater des Physikers Niels Bohr. Allerdings wurde er in Wahrheit von August Krogh, dem Doktoranden Bohrs, entdeckt.