¿Por qué la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno disminuye a gran altura?

La respuesta a esta pregunta es sí, una disminución en la afinidad por el oxígeno disminuirá el oxígeno captado por la hemoglobina (Hb), pero es una respuesta adecuada porque tendrá un mayor efecto en el aumento de la liberación de oxígeno a los tejidos.

Esto no es intrínsecamente obvio. Ocurre debido a la forma (sigmoidea) de la curva de unión de oxígeno, y solo puede apreciarse realmente si examina las curvas para la situación normal y aquella en la que hay un aumento de 2,3 bisfosfoglicerato (2,3-BPG) que produce el cambio en la afinidad del oxígeno. He ideado una figura para demostrar esto, aunque no se basa en datos reales, por lo que solo debe considerarse ilustrativa.

• Al nivel del mar, los pulmones captan oxígeno en 1 (digamos 100 % de saturación de Hb) y cuando la presión de oxígeno cae a 40 mm Hg en los tejidos (2), la Hb estará saturada en un 55 %. Por lo tanto, en este ejemplo, han liberado el 45 % de un complemento completo de oxígeno .

• Si observamos la misma curva para gran altitud , en este ejemplo la presión de oxígeno en los pulmones (1') será tal que la Hb está saturada solo al 80%. Por lo tanto, a 40 mm Hg en los tejidos (2), cuando la Hb está saturada solo al 55 %, solo habrá liberado y puesto a disposición el 25 % de un complemento completo de oxígeno .

• Ahora considere el efecto de la aclimatación a gran altitud con una mayor producción de 2,3-BPG cambiando el equilibrio y la curva de unión de oxígeno (rojo). En los pulmones (3) la Hb estará menos cargada de oxígeno (saturación de solo el 70 %) pero a 40 mm Hg en los tejidos (4) estará mucho menos saturada que en la curva negra (30 %). Así habrá puesto a disposición el 40% de un complemento completo de oxígeno.

Esta no es una solución perfecta, por lo que a largo plazo aumenta la producción de glóbulos rojos para proporcionar más hemoglobina para compensar la menor cantidad de oxígeno que puede unir.

El trabajo de la hemoglobina es transportar oxígeno y no almacenarlo. Por lo tanto, también debería poder liberar oxígeno de manera efectiva. Cuando las diferencias en la presión parcial de oxígeno entre los tejidos y la sangre son bajas, el oxígeno no se transportará a los tejidos desde la sangre, lo que provocará hipoxia.

El 2,3 bisfosfoglicerato (2,3-BPG) estabiliza la forma T- (tensa, sin oxígeno) de la hemoglobina, lo que reduce su afinidad para unirse al oxígeno. Se encuentra que el 2,3-BPG está elevado en personas que viven en altitudes elevadas. La producción de 2,3-BPG está controlada por una retroalimentación negativa ( Mulquiney et al., 1999 ; también ver wikipedia ) para que no exagere su trabajo.

La respuesta de David explica la dinámica en detalle y aborda la naturaleza no lineal (sigmoidal) de la unión de Hb-Oxígeno, que es un punto crítico para comprender cómo el efecto de 2,3-BPG es realmente favorable.

Sin embargo, el contenido de hemoglobina también aumenta para que se puedan capturar mayores cantidades de oxígeno. Este es un buen equilibrio y, como puede notar (incluso si no lo lee con mucha profundidad) en el documento vinculado, hay muchos mecanismos que están trabajando para lograrlo.