Effetto Bohr

Per effetto Bohr si intende il rilascio di molecole di ossigeno da parte dell'emoglobina quando questa è influenzata dalla concentrazione di H⁺ (pH) e CO₂.

Fu scoperto dal fisiologo danese Christian Bohr (padre del più celebre Niels), assieme a Karl Hasselbalch e August Krogh, nel 1904.

Il rilascio ed il conseguente aumento della pressione parziale dell'O₂ viene determinato dagli ioni H⁺ derivati dal metabolismo cellulare. L'aumento o la diminuzione del valore di pH sanguigno determinano quindi il rilascio della molecola di O₂ in quanto l'affinità per la stessa da parte dell'emoglobina rispettivamente aumenta e diminuisce.

Nelle condizioni di pH relativamente basso e di elevata concentrazione di CO₂ presenti nei tessuti periferici, l'affinità dell'emoglobina per l'ossigeno diminuisce (forma tesa) man mano che si legano H⁺ e CO₂. Questa modifica di affinità favorisce il rilascio di ossigeno nei tessuti e il legame dell'emoglobina con la CO₂ ai residui amminoterminali delle catene come carbammato. I carbammati che si formano generano ponti salini con gli amminoacidi basici che stabilizzano lo stato T. Inoltre la reazione di formazione del carbammato genera ioni H⁺.

A concentrazioni relativamente alte di ioni H⁺ (pH relativamente basso) l'istidina si carica positivamente formando ponti salini con l'aspartato e favorendo il rilascio dell'ossigeno e la stabilizzazione della forma T.

Nei capillari dei polmoni, la CO₂ viene eliminata e il pH del sangue tende ad aumentare; l'affinità dell'emoglobina per l'ossigeno aumenta e la proteina può legare più ossigeno da trasportare ai tessuti periferici.

Riassumendo:

• Maggiore è la pCO₂, maggiore sarà la pO₂ necessaria affinché l'emoglobina venga saturata ossia, maggiore sarà la quantità di CO₂ presente nel sangue, meno O₂ resterà legato all'emoglobina.
• Lo stesso effetto si ottiene aumentando [H⁺], ossia diminuendo il pH:

l'affinità di emoglobina per O₂ aumenta al crescere del valore del pH e viceversa.

Dato che la CO₂ in soluzione si trova sotto forma di acido carbonico, la presenza di CO₂ influenza notevolmente il pH, a causa della dissociazione di tale acido:

CO₂ + H₂O ${\displaystyle \rightleftharpoons }$ H₂CO₃ ${\displaystyle \rightleftharpoons }$ HCO₃ ⁻ + H ⁺

Tale effetto del pH e della CO₂ sull'emoglobina, è il cosiddetto effetto Bohr. Dal momento che quando aumenta la CO₂, aumenta anche l'acidosi, alcuni autori riportano che l'effetto Bohr comprenda l'effetto della CO₂. In realtà è stato dimostrato negli anni '30 da un fisiologo italiano e da uno inglese, Margaria e Green, che la CO₂ ha un effetto di spostamento a destra della curva di associazione anche se la variazione di pH è tamponata. Quindi la CO₂ causa un effetto "di per sé", indipendente, definito effetto Margaria-Green.

• Siliprandi, Tettamanti, Biochimica medica, Piccin, 2005.
• David L. Nelson, Michael M. Cox, I Principi di Biochimica di Lehninger, 3ª ed., Bologna, Zanichelli, febbraio 2002, ISBN 88-08-09035-3.

• Effetto Root

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su effetto Bohr

• (EN) Bohr effect, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.

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