Facteurs modulant l'affinité de l'hémoglobine pour le dioxygène
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Facteurs modulant l'affinité de l'hémoglobine pour le dioxygène
Le plus important en quelques mots
Dans ce résumé, tu en sauras plus sur l'affinité de l'hémoglobine pour le dioxygène et tu comprendras comment certains facteurs influencent cette affinité.
Variations de l'affinité de l'hémoglobine pour le O₂
La molécule d'hémoglobine a une affinité pour le dioxygène (O2) qui peut être :
- forte (l'hémoglobine "attire" le dioxygène) = l'O2 se fixe à l'hémoglobine ;
- faible (l'hémoglobine "repousse" le dioxygène) = l'O2 précédemment fixé se détache et est libéré par l'hémoglobine.
Grâce à ses quatre atomes de fer, l'hémoglobine peut fixer jusqu’à quatre molécules d'O2. Elle ne fixe pas systématiquement quatre molécules d'O2. Le nombre de molécules fixées dépend du nombre de molécules d'O2 présentes dans le milieu : c'est la pression partielle en dioxygène ou PO2. En d'autres mots, l'affinité de l'hémoglobine pour le dioxygène varie en fonction de la PO2 : plus cette pression partielle est élevée, plus le pourcentage de saturation de l'oxyhémoglobine (hémoglobine ayant fixé des molécules de dioxygène) est grand.
Courbe de Barcroft
La courbe de référence qui illustre l'évolution de la saturation de l'hémoglobine en fonction de la PO2 pour un individu au repos (PCO2 : 53 kPa, pH = 7,4 et température du corps = 37° C) est la courbe de Barcroft. Cette courbe à la forme d'un "S" (courbe sigmoïde) car le pourcentage de saturation de l'oxyhémoglobine varie avec la PO2 de manière non constante.
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| 1. Oxyhémoglobine saturée à 98 % 2. Coefficient d'utilisation de l'hémoglobine = 33 % 3. Oxyhémoglobine saturée à 65 % 4. Pression partielle en dioxygène (PO2) tissulaire = 4 kPa --> affinité faible = libération du dioxygène (O2) 5. Pression partielle en dioxygène (PO2) alvéolaire = 14 kPa --> affinité forte = formation d'oxyhémoglobine 6. Hb(O2)2 7. Hb(O2)3 8. Hb(O2)4 = oxyhémoglobine saturée avec quatre molécules de dioxygène (O2) |
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Note : L'hémoglobine ne libère pas la totalité de l'O2 qu'elle a fixée afin de pouvoir être capable d'en libérer davantage si l'activité des cellules le nécessite !
Influence de l'activité musculaire
Lors d'un effort physique, les cellules musculaires augmentent leur activité et produisent plus de déchets. Il y a alors une augmentation de la production d'acide lactique et de CO2. La production d'acide lactique induit une diminution du pH dans le sang, soit une acidose. L'augmentation du CO2 induit, elle, une augmentation de la PCO2 dans les tissus (hypercapnie). Aussi, une partie de l'énergie produite se libère sous forme de chaleur, ce qui fait que la température corporelle augmente (hyperthermie). L'exercice musculaire ne provoque aucun changement au niveau des alvéoles pulmonaire : la prise en charge du O2 est toujours maximale. En revanche, il a l'effet suivant au niveau des tissus :
- l'hypercapnie, l'acidose et l'hyperthermie déplacent la courbe de Barcroft vers la droite. Cela signifie que pour une même PO2, les effets de l'activité musculaire diminuent l'affinité de l'hémoglobine pour le O2. Celle-ci libère donc plus d'O2 pour oxygéner les tissus lors d'activités musculaires : c'est l'effet Bohr.
Influence du monoxyde de carbone
Le monoxyde de carbone (CO) est un gaz présent dans les moteurs de voitures, les incendies, les cheminées ou encore le tabac. Comme l'hémoglobine a une affinité 240 fois plus élevée pour ce gaz que pour l'O2, le monoxyde de carbone se fixe à la place du dioxygène, ce qui engendre la formation de carboxyhémoglobine et non plus d'oxyhémoglobine. Ainsi, l'hémoglobine ne fixe plus d'O2 pour l'amener aux cellules du corps. Il y a par conséquent une diminution de la teneur en O2 dans le sang : c'est l'hypoxémie. Une diminution de l'apport en O2 aux tissus est appelée hypoxie.
Exemple
C'est l'été et madame X et son amie font une grillade avec un petit gril à charbon. Une fois la grillade terminée, elles rentrent le gril à l'intérieur de la maison, pensant que celui-ci est éteint. Or, le monoxyde de carbone étant un gaz inodore, incolore et non irritant, elles ne voient pas que de la fumée invisible s'y dégage encore. Cet acte paraissant anodin a pourtant mené à une issue mortelle pour madame X et son amie. Le gaz s'est fixé à l'hémoglobine à la place de l'O2 durant leur sommeil et a fini par bloquer le transport du dioxygène dans le sang. Cela a engendré des troubles cardiaques et une perte de connaissance allant jusqu'à l'arrêt du cœur.
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Facteurs modulant l'affinité de l'hémoglobine pour le dioxygène
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Questions fréquemment posées sur les crédits
Qu'est-ce que l'hypoxémie ?
Le monoxyde de carbone est un gaz présent dans les moteurs de voitures, les incendies, les cheminées ou encore le tabac. Comme l'hémoglobine a une affinité 240 fois plus élevée pour ce gaz que pour l'O2, le monoxyde de carbone se fixe à la place du dioxygène, ce qui engendre la formation de carboxyhémoglobine et non plus d'oxyhémoglobine. Ainsi, l'hémoglobine ne fixe plus d'O2 pour l'amener aux cellules du corps. Il y a par conséquent une diminution de la teneur en O2 dans le sang : c'est l'hypoxémie.
Qu'est ce que l'effet Bohr ?
L'exercice musculaire ne provoque aucun changement au niveau des alvéoles pulmonaire : la prise en charge du O2 est toujours maximale. En revanche, il a l'effet suivant au niveau des tissus : l'hypercapnie, l'acidose et l'hyperthermie déplacent la courbe de Barcroft vers la droite. Cela signifie que pour une même PO2, les effets de l'activité musculaire diminuent l'affinité de l'hémoglobine pour le O2. Celle-ci libère donc plus d'O2 pour oxygéner les tissus lors d'activités musculaires : c'est l'effet Bohr.
C'est quoi la PO2 ?
Grâce à ses quatre atomes de fer, l'hémoglobine peut fixer jusqu’à quatre molécules d'O2. Elle ne fixe pas systématiquement quatre molécules d'O2. Le nombre de molécules fixées dépend du nombre de molécules d'O2 présentes dans le milieu : c'est la pression partielle en dioxygène ou PO2.