Haldane-vaikutus on hemoglobiinin ominaisuus, jonka ensimmäisenä kuvasi John Scott Haldane . Veren hapetus keuhkoissa syrjäyttää hiilidioksidin hemoglobiinista , mikä lisää hiilidioksidin poistumista . Tämä ominaisuus on Haldane-ilmiö. Siksi happipitoisella verellä on vähentynyt affiniteetti hiilidioksidiin. Siten Haldane-ilmiö kuvaa hemoglobiinin kykyä kuljettaa lisääntynyttä määrää hiilidioksidia ( CO 2 ) hapettomassa tilassa , toisin kuin happirikkaassa tilassa . Korkea CO 2 -pitoisuus edistää oksihemoglobiinin hajoamista .
Hemoglobiinin histidiinijäämät voivat hyväksyä ja toimia puskureina . Deoksigenoitu hemoglobiini on parempi protonin vastaanottaja kuin hapetettu muoto.
Punasoluissa hiilihappoanhydraasientsyymi katalysoi liuenneen hiilidioksidin muuttumista hiilidioksidiksi , joka hajoaa nopeasti bikarbonaatiksi ja vapaaksi protoniksi:
CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3 → H + + HCO 3 -
Le Chatelier'n periaatteen mukaan kaikki, mikä stabiloi vastaanotettua protonia , saa reaktion siirtymään oikealle, jolloin deoksihemoglobiinin lisääntynyt affiniteetti protoneja kohtaan lisää bikarbonaatin synteesiä ja lisää vastaavasti hapenpoistetun veren kapasiteettia hiilidioksidiksi . Suurin osa veren hiilidioksidista on bikarbonaatin muodossa. Vain hyvin pieni määrä itse asiassa liukenee hiilidioksidiksi , ja jäljelle jäävä määrä hiilidioksidia sitoutuu hemoglobiiniin .
Sen lisäksi , että Haldane-vaikutus tehostaa hiilidioksidin poistumista happea kuluttavista kudoksista, se edistää hiilidioksidin dissosiaatiota hemoglobiinista hapen läsnä ollessa . Keuhkojen happirikkaissa kapillaareissa tämä ominaisuus aiheuttaa hiilidioksidin siirtymisen plasmaan, kun happiköyhä veri tulee keuhkorakkuloihin ja on elintärkeä alveolaarisen kaasunvaihdon kannalta .
Haldane-ilmiön yleinen yhtälö on:
H + + HbO 2 ⇌ H + Hb + O 2 ;
Tämä yhtälö on kuitenkin hämmentävä, koska se heijastaa ensisijaisesti Bohrin vaikutusta . Tämän yhtälön merkitys on ymmärrys siitä, että Hb :n hapettaminen edistää H + : n dissosiaatiota Hb :stä , mikä siirtää bikarbonaattipuskurin tasapainoa kohti CO 2 :n muodostumista ; siksi punasoluista vapautuu hiilidioksidia .
Keuhkosairautta sairastavien potilaiden keuhkot eivät ehkä pysty lisäämään keuhkorakkuloiden ventilaatiota liuenneen CO 2 :n lisääntyessä .
Tämä selittää osittain havainnon, että joillakin potilailla, joilla on emfyseema, saattaa esiintyä PaCO2:n (valtimossa liuenneen hiilidioksidin osapaine ) nousua lisähapen antamisen jälkeen , vaikka CO2 pysyisi samana .