同じ生物個体においても、条件によって酸素解離曲線は変化する。 ある状態の酸素解離曲線が 下図のア(上側・左側)であった場合、イ(下側・右側)の側にシフトさせる要因を、二酸化炭素分圧の増加以外に3つあげよ。 ↓ ↓ (考える) ↓ ↓ 答 温度上昇 pH低下(酸性側に傾く) DPG(ジホスホグリセリン酸)増加 解説 昨日述べたように「二酸化炭素」増加は、酸素との競合で曲線を左・下にシフトさせる。 他には、温度上昇は気体の分子運動を活発にすることにより、pH低下やDPG増加はヘモグロビンの立体構造を少し変え、酸素と結合しにくくなる。 筋肉をウオーミングアップで動かすと、二酸化炭素増・pH低下(二酸化炭素と嫌気呼吸による乳酸増) ・体温上昇によりグラフが右(下)にシフトするため、本格的な運動に移行した時に、組織に酸素を供給しやすくなる。 なお、DPGは登山した時に増えて、登山の時の組織への酸素供給に貢献する。 ★設問2 グラフが右(下)にシフトすると、生体にとってはどのような利点があるか? ↓ ↓ ↓ (考える) ↓ ↓ 答 組織・臓器でのHbの酸素結合率が減るため、効率的に酸素を組織・臓器に供給できる。 解説 肺では少し結合しにくくなるデメリットはあるが、組織で離す量が増えるメリットのほうが大きい。 ★設問3 「グラフが右・下にシフトした」ということを数値化して表現するために、P50という数値が使われる。 これは酸素へモグロビンが50%となる酸素分圧を示すもので、図の赤で書いたものである。 「グラフが右(下)にシフトする」場合、P50は増加するか減少するか? ↓ ↓ ↓ (考える) ↓ ↓ 答 増加する。 解説 「グラフが右・下にシフトする」=「P50増」である。 ★設問4 類似の別種で比較すると、同じ条件下でも、もともとヘモグロビンの立体構造の差異などにより、 異なるグラフとなる場合がある。 胎児と母体、類似の別種で高地に 生息するものと、低地に生息するもので、ア(上・左)の グラフの相当するのはそれぞれどちらか?またどのような利点があるか? ↓ ↓ ↓ (考える) ↓ ↓ 答 胎児や高地性のものがア(上・右) 酸素の少ない胎盤の母体血や気圧の低い大気においても、アのグラフでは多量に酸素を結合できるため (今度はそもそも酸素を受け取る段階で 低酸素環境なので、まずは低酸素下での酸素と結合できるアのほうが有利である。) ★設問5 ヘモグロビンよりもグラフが右・上であり、筋肉において酸素を貯留できる物質は? ↓ ↓ ↓ (考える) ↓ ↓ 答 ミオグロビン |