
гемов гемоглобина облегчает связывание последующих молекул кислорода
тремя другими оставшимися гемами. Долгое время механизм, лежащий
в основе этого эффекта, оставался загадкой, так как, по данным рентгено-
структурного анализа, 4 гема в молекуле гемоглобина довольно далеко
отстоят друг от друга и вряд ли могут оказывать взаимное влияние.
В последнее время принято следующее объяснение происхождения S-образ-
ной кривой. Считают, что тетрамерная молекула гемоглобина способна
обратимо распадаться на две половинки, каждая из которых содержит одну
α-цепь и одну β-цепь:
При взаимодействии молекулы кислорода с одним из четырех гемов
гемоглобина кислород присоединяется к одной из половинок молекулы
гемоглобина (допустим, к α-цепи этой половинки). Как только такое
присоединение произойдет, α-полипептидная цепь претерпевает конформа-
ционные изменения, которые передаются на тесно связанную с ней β-цепь;
последняя также подвергается конформационным сдвигам. β-Цепь присо-
единяет кислород, имея уже большее сродство к нему. Таким путем
связывание одной молекулы кислорода благоприятствует связыванию вто-
рой молекулы (так называемое кооперативное взаимодействие).
После насыщения кислородом одной половины молекулы гемоглобина
возникает новое, внутреннее, напряженное состояние молекулы гемоглоби-
на, которое вынуждает и вторую половину гемоглобина изменить конфор-
мацию. Теперь еще две молекулы кислорода, по-видимому, по очереди
связываются со второй половинкой * молекулы гемоглобина, образуя
оксигемоглобин.
S-образная форма кривой насыщения гемоглобина кислородом имеет
большое физиологическое значение. При такой форме кривой обеспечивает-
ся возможность насыщения крови кислородом при изменении Р
О2
в доволь-
но широких пределах. Например, дыхательная функция крови существенно
не нарушается при снижении Р
О2
в альвеолярном воздухе со 133,3 до
80–93,3 гПа. Поэтому подъем на высоту до 3,0–3,5 км над уровнем моря не
сопровождается развитием выраженной гипоксемии.
Численно сродство гемоглобина к кислороду принято выражать величи-
ной Р
50
– парциальное напряжение кислорода, при котором 50% гемогло-
бина связано с кислородом (рН 7,4 температура 37°С). Нормальная
величина Р
50
около 34,67 гПа (см. рис. 17.6). Смещение кривой насыщения
гемоглобина кислородом вправо означает уменьшение способности гемо-
глобина связывать кислород и, следовательно, сопровождается повышени-
ем Р
50
. Напротив, смещение кривой влево свидетельствует о повышенном
сродстве гемоглобина к кислороду, величина Р
50
снижена.
Ход кривой насыщения гемоглобина кислородом или диссоциации
оксигемоглобина зависит от ряда факторов. Сродство гемоглобина к кисло-
роду в первую очередь связано с рН. Чем ниже рН, тем меньше способность
гемоглобина связывать кислород и тем выше Р
50
. В тканевых капиллярах
рН ниже (поступает большое количество СО
2
), в связи с чем гемоглобин
* Термин «субъединица» не вполне однозначен в применении к молекуле гемоглобина, так
как она содержит четыре структурных элемента (две α-цепи и две β-цепи), но имеет при этом
только две функциональные субъединицы, а именно две αβ-половинки.
594
ααββ
αβ + αβ
Молекула
гемоглобина
Две половинки молекулы
гемоглобина