Effet de Bohr

Dernière mise à jour : 2021.11.19

L'effet de Bohr correspond à la déviation vers la droite de la courbe de dissociation d'oxygène lors de concentrations montantes de CO₂ dans le sang.

Le contrôle de l'affinité de l'oxygène pour sa liaison avec l'Hb et le relâchement du dioxyde de carbone est géré par un ensemble de facteurs :

La dissociation de l'oxygène de l'hémoglobine (Hb) dépend de la concentration sanguine de CO₂ :

1. - l'affinité de l'hémoglobine pour l'oxygène décroît en présence croissante de dioxyde de carbone (CO₂) dans le sang : c'est logique, puisque la concentration la plus élevée de CO₂ se trouve dans les tissus actifs qui nécessitent de l'oxygène pour leur production d'énergie!

1. - l'affinité de l'hémoglobine pour l'oxygène croît en présence décroissante de dioxyde de carbone (CO₂) dans le sang : c'est également logique, puisque la concentration la plus faible dans le sang est située dans les poumons où, l'O₂ , en échange du CO₂, doit se fixer à l'Hb pour être transporté vers les tissus.

Cet effet est initié par des protons H⁺ :

L'Hb peut se lier aux protons et au dioxyde de carbone ce qui induit un changement de conformation dans la protéine qui facilite la libération de l'oxygène.

1. 1. - dans les tissus : la libération d'oxygène dépend
    - - du milieu acide : fixation éventuelle d'un H⁺
      - d'une concentration élevée de CO₂
      - d'une concentration accrue du 2.3 DPG (2.3 diphosphoglycérate de la glycolyse) : cette molécule diminue l'affinité de Hb pour l'oxygène ---> activation de la glycolyse en aérobiose!

1. 1. - dans les poumons : la fixation d'oxygène dépend
    - - du milieu alcalin : libération éventuelle d'un H⁺
      - d'une faible concentration de CO₂
      - d'une faible concentration du 2.3 DPG (2.3 diphosphoglycérate de la glycolyse) : ---> meilleure fixation d'oxygène...

La clé de l'oxygénation n'est pas un apport plus important d'O2 mais de CO2.

Dans l'organisme, la plupart du CO2 est présente sous forme de bicarbonate. Outre le transport d'oxygène, l'hémoglobine contribue aux transports des ions H+ et de CO2, tel quel mais surtout sous forme de HCO3- (bicarbonate), grâce à l'enzyme carbo-anhydrase.

Le bicarbonate (même pae voie orale) augmente les taux de CO2, lui procurant des propriétés vasodilatatrices, une meilleure fluidité sanguine, une meilleure disponibilité d'oxygène par la circulation sanguine et une meilleure délivrance d'O2 aux tissus d'oxygène l'hémoglobine (Effet de Bohr).

Pourtant, le bicarbonate et le CO2 ne sont pas des antagonistes : le sang peut être riche et en bicarbonate et en CO2. Plus de 90% du CO2 dans le sang s'y trouve sous forme de bicarbonate (HCO3-). Les 10% restants s'y trouve sous forme dissoute comme CO2 ou comme acide carbonique (H2CO3). Ce sont les reins et les poumons qui gardent l'équilibre entre les taux sanguins de CO2, HCO3- et H2CO3.

Qui plus est, dans l'organisme, le CO2 assure de nombrables fonctions, dont la réparation des alvéoles pulmonaires, la stabilité des cellules nerveuses, le contrôle du rythme cardiaque, la régulation du pH sanguin, le contrôle du sommeil, la relaxation musculaire, et la délivrance d'O2 dans les vaisseaux (effet de Bohr)…

Dioxyde de carbone (CO2, gaz carbonique)

Dans la physiologie de la vie, le CO2 est un composant aussi fondamental que l’oxygène. La respiration cherche à maintenir l’équilibre optimal interne entre l’O2 et le CO2. Pas tellement les quantités d’O2 ou de CO2 disponibles sont importantes, mais bien la relation entre les deux gaz, le CO2 et l’O2.

Le mouvement est le meilleur moyen pour produire du CO2, avec une respiration correcte comme mécanisme central dans le maintien des taux de CO2.

Puisqu’il existe un équilibre direct entre les concentration du CO2 et des protons, une élévation des taux sanguins de CO2 entraînera une diminution de l’acidité, et ensuite une diminution de l’attraction hémoglobine/oxygène (libération plus aisée d’oxygène).

Lorsque trop d’oxygène est disponible (par rapport à la concentration du CO2), nous sommes agités et irrités. Un apport excessif d’O2 refoule trop de CO2, entraînant une augmentation d’acide lactique (glycolyse en anaérobie). Toutefois, un excès d’acide lactique refoule aussi bien l’ O2 que le CO2.

Lorsque trop de dioxyde de carbone est disponible (par rapport à la concentration du O2), nous sommes molle et fatigué. Le CO2 freine la production de l’acide lactique (en améliorant la délivrance d’O2 par l’hémoglobine) et l’acide lactique diminue la concentration du CO2.

Des taux sanguins plus faibles de CO2 entraînent une diminution de l’oxygénation cellulaire (effet de Bohr : des niveaux sanguins trop faibles de CO2 provoquent des problèmes de délivrance d’O2 par l’hémoglobine). En hyperventilant, les taux de CO2 diminuent, et donc ensuite aussi les taux d’O2. Une carence en CO2, p. ex. par une respiration trop profonde, provoque de la même manière un déficit d’O2 dans les tissus.

Bien que ces deux gaz ont la tendance d’élever la pression afin de favoriser la diffusion (mouvement moléculaire d’une concentration plus élevée vers une concentration plus faible), ils sont fixés et transmis d’une façon différente dans le sang : l’O2 est transporté par l’hémoglobine dans les globules rouges, tandis que le CO2 est fixé aux bases (en particulier le bicarbonate) dans le sérum. Cette production de bicarbonate a lieu dans les cellules rouges sous l’influence d’un apport rapide d’ions d’hydrogène. La plupart du bicarbonate formée ainsi doit pourtant être échangée avec le chlore (Cl-) extracellulaire, permettant de profiter de façon maximale de la capacité du sang de transporter le CO2 (ce qui justifie un apport conjoint de chlorure de magnésium (MgCl2)).

Un échantillon de sang peut être riche ou pauvre à ces deux gaz (ils ne sont donc pas des antagonistes). Dans des circonstances cliniques, on observent souvent des taux faibles d’O2 et de CO2. Une augmentation thérapeutique du CO2 (en aspirant ce gaz sous forme dilué), représente souvent une amélioration efficace de l’oxygénation du sang et des tissus.

Toutes les maladies dégénératives s'améliorent en corrigeant l'équilibre entre la glycolyse en anaérobiose et en aérobiose. Cependant, un meilleur apport d'O₂ nécessite également simultanément l'établissement d'une meilleure défense contre des radicaux libres (fuites d'oxygène).

Note :

Chez les personnes acclimatées aux hautes altitudes, la concentration du 2.3 DPG dans le sang est moins importante, ce qui permet à ces personnes de délivrer des quantités d'oxygène plus importantes aux tissus dans des atmosphères pauvres en oxygène.