Sauerstofftransport und Dissoziationskurve
- Mechanismus
- Prüfungsrelevanz: hoch
Fast aller Sauerstoff reist an Hämoglobin gebunden. Dessen S-förmige Kurve erklärt, warum er in der Lunge aufgenommen und im Gewebe abgegeben wird.
Auch genannt: Sauerstoffbindungskurve des Hämoglobins, Bohr-Effekt, P50
In 3D ansehen: Lungenvenen (Venae pulmonales)
Worum es geht
Etwa 98% des arteriellen O₂ sind an Hämoglobin gebunden, und nur ein kleiner Teil ist gelöst. Die Bindung ist kooperativ: Jedes gebundene O₂ erleichtert die Bindung des nächsten, was die sigmoide Kurve ergibt. Säure, CO₂, Wärme und 2,3-BPG verschieben die Kurve nach rechts und helfen, O₂ dort freizusetzen, wo das Gewebe ihn am meisten braucht.
Wie es funktioniert, Schritt für Schritt
- In der Lungenkapillare löst sich O₂ im Plasma und tritt in den Erythrozyten ein.
- Das erste an ein Häm bindende O₂ verschiebt das Hämoglobin vom T-Zustand (gespannt) in den R-Zustand (relaxiert).
- Im R-Zustand nehmen die anderen Häme O₂ leichter auf: kooperative Bindung und eine S-förmige Kurve.
- In aktivem Gewebe stabilisieren zusätzliches CO₂, H⁺ und Wärme den T-Zustand, und das Hämoglobin gibt O₂ ab.
- Das 2,3-BPG der Erythrozyten bindet Desoxyhämoglobin und verschiebt die Kurve nach rechts; es steigt in der Höhe und bei Anämie.
- HbF bindet 2,3-BPG schlecht, hat daher eine höhere Affinität und zieht O₂ aus dem mütterlichen Blut.
Oxygen–hemoglobin dissociation curve
P50 26.8 mmHgArterial blood 97 %Mixed venous blood 75 %O₂ given up to the tissues 23 %
Normal curve. Tap a point (arterial, venous or P50) or move a control.
- Current curve
- Normal curve (pH 7.40 · 37 °C)
- Arterial blood (PO₂ 100)
- Mixed venous blood (PO₂ 40)
- O₂ given up to the tissues
Oxygen–hemoglobin dissociation curve
P50 19.0 mmHgArterial blood 99 %Mixed venous blood 88 %O₂ given up to the tissues 11 %
HbF binds little 2,3-BPG: its P50 is lower, so it takes O₂ from maternal blood in the placenta.
Left shift (P50 19.0 mmHg): Hb holds O₂ more tightly and gives up less in the tissues.
- Current curve
- Normal curve (pH 7.40 · 37 °C)
- Arterial blood (PO₂ 100)
- Mixed venous blood (PO₂ 40)
- O₂ given up to the tissues
Gleichungen
- 1,34
- mL O₂ pro Gramm gesättigtes Hb
- Hb
- Hämoglobin in g/dL
- SaO2
- Sättigung als Bruchteil
- 0,003
- mL gelöster O₂ pro dL pro mmHg
Bei Hb 15 g/dL und SaO₂ 0,98 beträgt der CaO₂ ≈ 20 mL/dL.
Referenzwerte (Meereshöhe)
| Parameter | Wert | Hinweis |
|---|---|---|
| P50 | ≈ 26–27 mmHg | |
| CaO₂ | ≈ 20 mL O₂/dL | |
| Gemischtvenöser Gehalt | ≈ 15 mL O₂/dL | |
| Gemischtvenöse SvO₂ | ≈ 75% | PvO₂ ≈ 40 mmHg |
| Gelöster O₂ bei PaO₂ 100 mmHg | ≈ 0,3 mL/dL | |
| Hämoglobin in Bogotá | etwas höher als auf Meereshöhe | Höhenanpassung |
Ungefähre Werte eines gesunden Erwachsenen in Ruhe; jedes Labor legt eigene Referenzbereiche fest.
Was die Kurve verschiebt
| Faktor | Rechtsverschiebung (gibt O₂ ab) | Linksverschiebung (hält O₂ fest) |
|---|---|---|
| pH | Azidose | Alkalose |
| PCO₂ | Hoch | Niedrig |
| Temperatur | Fieber, körperliche Belastung | Hypothermie |
| 2,3-BPG | Hoch (Höhe, Anämie) | Niedrig (gelagertes Blut) |
| Hämoglobintyp | — | HbF, Carboxyhämoglobin, Methämoglobin |
Klinischer Bezug
- CO-Vergiftung: Carboxyhämoglobin transportiert kein O₂ und verschiebt die Kurve nach links; PaO₂ und die Standard-Pulsoximetrie können normal anzeigen.
- Methämoglobinämie: Dreiwertiges Eisen kann kein O₂ binden; „schokoladenbraune“ Zyanose, die sich unter O₂ nicht bessert.
- Eisenmangelanämie: niedriger CaO₂ bei normalem PaO₂ und normaler SaO₂; 2,3-BPG steigt kompensatorisch an.
Testen Sie sich
Überlegen Sie die Antwort und tippen Sie dann auf die Frage.
Warum gibt Blutkonserven-Blut unmittelbar nach der Transfusion O₂ schlecht ab?
Es verliert während der Lagerung 2,3-BPG; seine Kurve verschiebt sich nach links, und das Hämoglobin hält O₂ fest, bis 2,3-BPG wieder aufgefüllt ist.
Wie hoch ist der CaO₂ ungefähr bei Hb 10 g/dL und SaO₂ 98%?
≈ 1,34 × 10 × 0,98 + 0,3 ≈ 13,4 mL/dL, gegenüber ≈ 20 mL/dL bei Hb 15 g/dL.
Warum verändert ein Abfall des PaO₂ von 100 auf 70 mmHg die Sättigung kaum?
Das ist der flache Teil der Kurve: Das Hämoglobin bleibt nahezu gesättigt (≈ 93–94%), obwohl der PO₂ stark sinkt.
Wie hilft der Bohr-Effekt dem arbeitenden Muskel?
Das vom Muskel gebildete CO₂ und die Säure senken den lokalen pH, verschieben die Kurve nach rechts, und das Hämoglobin gibt beim gleichen PO₂ mehr O₂ ab.
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Lehrinhalt zur Physiologie; kein Leitfaden für Diagnose oder Behandlung und kein Ersatz für den Rat einer medizinischen Fachperson. Die Werte sind ungefähre Referenzwerte. Ohne Dosierungen.
Quellen: Carbon monoxide poisoning: MedlinePlus Medical Encyclopedia (MedlinePlus, US National Library of Medicine, 2024); Methemoglobinemia: MedlinePlus Medical Encyclopedia (MedlinePlus, US National Library of Medicine, 2024).
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