Wplyw temperatury na wiazanie tlenu przez hemoglobine

[Penny+Lane]

Dlaczego hemoglobina lepiej wiąże tlen w niskiej temperaturze?

[castle]

Bo wraz ze wzrostem temperatury rozpuszcalność gazów ( tlenu w tym przypadku ) maleje w cieczy ( krew ).

[Adax82]

Czyżby?
Moi przedmówcy są - niestety - w błędzie.
Bardzo to nowatorskie stwierdzenie typu: „jedna Pani powiedziała na ucho drugiej Pani…” – porażka!
Rozpuszczalność tlenu ( w organizmie nim oddychającym ) łączy ze sobą dwa zjawiska: fizyczne i chemiczne. Fizyczne dlatego, że podlega regule, że im niższa temperatura ( gazu ) tym większa jest jego rozpuszczalność. Chemiczne dlatego, że podlega prawu vant’Hoffa mówiącemu: „jeśli temperaturę podwyższymy o 10 stopni Celsjusza to reakcja przebiegnie 2 do 4 razy szybciej”. Analogicznie będzie przy obniżeniu temperatury. Jeśli temperaturę obniżymy o 10 stopni Celsjusza to reakcja przebiegnie od 2 do 4 razy wolniej. Wiązanie tlenu przez hemoglobinę jest reakcją chemiczną.
Załóżmy, że mówimy o zakresie temperatury od 36.6 do 35 stopni Celsjusza ( to taki zakres dla człowieka, który jeszcze żyje ).
W tym zakresie temperatur rozpuszczalność tlenu zwiększa się od 6,95 do 7,14 mg tlenu na 1 litr wody ( odsyłam do odpowiednich tablic, powszechnie dostępnych ).
Jednocześnie reakcja wiązania hemoglobiny z tlenem podlega w/w regule vant’Hoffa. Obniżenie temperatury z 36,6 do 35 stopni Celsjusza, oraz po oczywistych ( trywialnych ) wyliczeniach prowadzi do rachunku szybkości wiązania hemoglobiny z tlenem:
Tutaj oczywista proporcja uwielbiana przez chemików:
10 stopni – 2 razy ( tylko 2 razy )
36,6 – 35 = 1,6 – x razy
X = 0,32 razy ( szybciej )
Mamy teraz taką sytuację: z powodu zmniejszenia temperatury od 36,6 do 35 stopni Celsjusza prędkość wiązania tlenu z hemoglobiną przebiega:
- z powodów fizycznych: 7,14/6,95 = 1, 027 razy szybciej
- z powodów chemicznych: 1:0,32 = 3,125 razy wolniej
Konkluzja ostateczna: obniżenie temperatury prowadzi do znacznie wolniejszego przyswajania tlenu w organizmie.
Inna kwestią jest jakie jest zapotrzebowanie organizmu na tlen w niższej temperaturze – ale to zupełnie inna sprawa.

[Mårran]

Akurat jest inaczej. Wiązanie tlenu przez hem z hemoglobiny nie ma nic wspólnego z rozpuszczaniem tlenu w cieczy (osoczu) - to też zachodzi, ale w normalnych warunkach fizjologii jest pomijalne.
W zależności od temperatury zmienia się powinowactwo hemu do tlenu – maleje wraz ze wzrostem temperatury. Dlatego w „zimnych” płucach tlen łączy się z hemem, w „ciepłych” tkankach hemoglobina oddaje tlen.
Trzeba znaleźć sobie w googlach krzywą powinowactwa hemoglobiny do tlenu w zależności od temperatury. Podobnie jest z pH.

[Adax82]

Marran
Przecież napisałaś to samo co ja: w niższej temperaturze wiązanie tlenu z hemoglobina jest niższe/wolniejsze. A przeanalizowałaś kontekst fizyczny i chemiczny tego zjawiska - tak jak opisałem? Wiem i podkreślę to: jesteś wspaniałą i profesjonalną k.ą. Nie dorównam Ci na kanwie medycznej. Słucham Cię z uwagą,.jak zawsze

[Mårran]

Napisałam, że w niższej temperaturze więcej tlenu wiąże się z hemoglobiną, a nie mniej

[Adax82]

Moja Przyjaciółko
Raczej nie masz racji, ale zawsze możesz udowodnić to na wyliczeniach. Ja przedstawiłem swoje - możesz to oprotestować lub zamieścić swoje. Wiesz dobrze,że opowiadanie typu ktoś tam kiedyś tam powiedział mi że to czy tamto - nie ma sensu". To czekam.

[Adax82]

Marran - idę do Ciebie na priv, mamy do pogadania, moja Przyjacióółko

[00000000000000000000]

Pozwolę sobie na kilka uwag.

Po pierwsze: wraz ze wzrostem temperatury rośnie szybkość zarówno reakcji wprost jak i reakcji odwrotnej. Jeżeli założymy, że wraz ze wzrostem temperatury szybkość reakcji (a właściwie stała szybkości reakcji) wzrosła n krotnie, a szybkość reakcji odwrotnej wzrosła mniej niż n krotnie to stała równowagi reakcji uległa zwiększeniu (stan równowagi w prawo). Jeżeli natomiast szybkość reakcji odwrotnej wzrosła więcej niż n krotnie to stała równowagi reakcji zmniejszyła się i stan równowagi przesunął się w lewo. Lub jak kto woli można to samo wywnioskować znając efekt energetyczny reakcji hemoglobiny z tlenem na podstawie reguły przekory.

Po drugie:

Tutaj oczywista proporcja uwielbiana przez chemików:
10 stopni – 2 razy ( tylko 2 razy )
36,6 – 35 = 1,6 – x razy
X = 0,32 razy ( szybciej )

Tak nie można liczyć ponieważ szybkość reakcji (a właściwie stała szybkości reakcji) nie jest liniową funkcją temperatury (patrz równanie Arrheniusa). Można to policzyć w taki sposób (dla danych jak w cytowanym poście):

v₂=v₁*(gamma)^(delta_T/10)=v₁*2^(-1.6/10)v₁*2^(-0.16)=0.895*v₁

- z powodów chemicznych: 1:0,32 = 3,125 razy wolniej

Tutaj ewidentnie widać, że coś jest nie tak. Jak tempertatura maleje o 10 stopni to miało maleć 2-krotnie ale jak zmalała zaledwie o 1.6 stopnia to zmiana ponad 3 krotna.

[Adax82]

Drogi ileś tam zer - nie liczę, ale jest to ciekawy, chociaż uciążliwy masz nick.
Mówienie o tym, że zjawisko nie jest liniowe to tyleż prawda co trywializm na poziomie dyskusji jaką prowadzimy. Jednak do rzeczy. Pomińmy sprawę rachunków, których nie rozumiesz za sprawą, że nie dość klarownie je przedstawiłem. Sorki. Po prostu przyjąłem liniowy model ekstrapolacji, chociaż sama funkcja - jak sam to napisałeś - nie jest liniowa, co oczywiście potwierdzam. Chodziło mi raczej o ujęcie zjawiska jako takiego. Zatem bez wyliczeń: obniżenie temperatury temperatury zwiększa rozpuszczalność tlenu, ale zmniejsza też jego przyswajalność w sensie czysto chemicznej reakcji ( ilość przereagowanego tlenu w jednostce czasu ). Oba te zjawiska są antagonistyczne ( coś tam zwiększa się, a coś tam zmniejsza się ), tzn. chcemy ocenić,które z nich ma większy wpływ. Mnie wychodzi, że silniejszym jest przyswajalność tlenu w jednostce czasu ( lub też szybkość reakcji ) jako czynnik zmniejszający. Czy to oznacza, że pacjent zmarł? Nie, zupełnie nie. Mamy wiele przykładów cudownego przywrócenia do życia osób podtopionych w zimnej wodzie, lub też uratowanych z lawin śnieżnych. Te osoby przeżyły nie dlatego, że zwiększyła się ( znikomo lub bardzo mało ) rozpuszczalność tlenu z powodu niższej temperatury, ale dlatego, że proces chemiczny wiązania tlenu obniżył się znacząco w związku z obniżeniem temperatury. Kolokwialnie rzecz ujmując: podtrzymanie procesów życiowych takiego osobnika ( będącego w niższej temperaturze ) wymagało znacząco mniejszej ilości tlenu.