Lexikon der Biologie

Hämoglobine



2,3-Bisphosphoglycerat (BPG) erniedrigt die Sauerstoffaffinität des Hämoglobins.

2,3-Bisphosphoglycerat (BPG; 2,3-Diphosphoglycerat) bindet nichtkovalent an Desoxy-Hb, jedoch nicht an Oxy-Hb. Im Desoxy-Hb ist ein BPG-Molekül mit den geladenen α-Aminogruppen der N-terminalen Valinreste der beiden β-Ketten, verbunden. Auch andere positiv geladene β-Kettengruppen tragen zur BPG-Bindung bei. BPG stabilisiert somit die Quartärstruktur von Desoxy-Hb durch Quervernetzung der β-Ketten und verschiebt das Gleichgewicht zwischen Oxy-Hb und Desoxy-Hb + O2 in Richtung des letzteren. BPG vermindert die Sauerstoffaffinität von Hämoglobin um den Faktor 26, was mitentscheidend dafür ist, das Hämoglobin in den Gewebskapillaren Sauerstoff abgeben kann. Die molare Konzentration des BPG ist in den Erythrocyten etwa genauso groß wie die des Hämoglobins. Diese reicht aus, um die Sättigungskurve nach rechts zu verschieben. Die Erythrocyten-BPG-Konzentration kann sich als Antwort auf eine mangelhafte Sauerstoffversorgung der Gewebe verändern. Wenn z.B. die Luftzufuhr in den Bronchien begrenzt ist, wie bei obstruktivem Lungenemphysem, nimmt der O2-Druck des arteriellen Bluts ab. Dies wird durch eine Verschiebung der O2-Dissoziationskurve kompensiert, indem die Erythrocytenkonzentration des BPG von 4,5 mM auf bis zu 8,0 mM zunimmt. Das BPG spielt auch bei der Anpassung an größere Höhen eine Rolle (Atmungsregulation). Durch den Übergang auf 4500 m über NN erhöht sich die Erythrocyten-BPG-Konzentration nach 2 Tagen auf 7,0 mM. Während der Lagerung von Blut nimmt dessen O2-Affinität aufgrund des Verlusts von BPG zu (in 10 Tagen nimmt BPG auf 0,5 mM ab, wenn das Blut in saurer Citrat-Dextrose aufbewahrt wird). Obwohl das Blut nach der Transfusion wieder BPG zurückerhalten kann (nach einem Gesamtaustausch wird innerhalb von 24 h die Hälfte des normalen Spiegels erreicht), geschieht dies in kritischen Fällen möglicherweise nicht schnell genug. Die Zugabe von BPG zum Blut hat keine Wirkung, da es die Erythrocytenmembran nicht passieren kann. Durch den Zusatz von Inosin bleibt dagegen der BPG-Spiegel der gelagerten roten Blutzellen erhalten, da Inosin die Erythrocytenmembran passieren kann und in BPG überführt wird. Diese Umwandlung wird mit Hilfe von Reaktionen des Pentosephosphatzyklus durchgeführt.

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