Bohr effect와 Haldane effect, 한 번에 정리하기

우리 몸은 숨을 쉴 때,
조직에서는 산소를 공급하고 CO₂를 걷어가며,
폐에서는 CO₂를 내보내고 산소를 받아들이는 작업을 계속 반복한다.

 

이 과정이 원활하게 돌아가기 위해
헤모글로빈(Hb)이라는 단백질이 중심 역할을 한다.

여기에 관여하는 대표적인 현상이 바로 Bohr effect와 Haldane effect다.

 

https://x.com/ALittlePush2/status/1308565102719893504

 

X에 좋은 mnemonic이 있어 퍼왔다.

 

Bohr는 Body에서. Haldane은 Lung에서. 

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1. 조직에서: Bohr effect (Body)

조직에서는 대사 작용으로 CO₂가 많이 생긴다.
이 CO₂는 적혈구(RBC) 안으로 들어가서
carbonic anhydrase라는 효소에 의해
CO₂ + H₂O → H⁺ + HCO₃⁻ 로 바뀐다.

이때 생기는 H⁺가 많아지면 혈액의 pH가 낮아지고,
이런 환경에서는 Hb가 산소(O₂)를 잘 놓는 성질을 보인다.
이게 바로 Bohr effect다.

또한 Hb는 남은 H⁺를 받아들여
pH를 완충하는 역할까지 한다.
그래서 조직에서는 Hb가
산소는 놓고, H⁺는 잡는 방식으로 작동한다.

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2. 그럼 HCO₃⁻는 왜 나가고, Cl⁻는 왜 들어올까?

https://www.onlinebiologynotes.com/chloride-shifthamburger-phenomenon/

 

조직에서 만들어진 HCO₃⁻가 계속 적혈구 안에 쌓이면
CO₂ 처리가 멈추게 된다.
그래서 HCO₃⁻는 혈장으로 빠져나가고,대신 Cl⁻가 들어와 전하 균형을 맞춘다.
이 과정을 chloride shift라고 한다.

 

말하자면 HCO3-가 조직에서 생긴 CO2를 옮기는 Carrier 역할을 하는 셈이다. 조직의 H+ 역시 이 과정에서 처리된다. 

조직의 산성화를 막는다고 생각!!!

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3. 폐에서: Haldane effect (Lung- Heart..)

폐에서는 상황이 반대다.
산소가 풍부하고, CO₂는 내보내야 한다.

혈장에서 돌아다니던 HCO₃⁻는
다시 적혈구 안으로 들어와
안에 있던 H⁺와 만나 CO₂로 되돌아간다.
이 CO₂는 폐포로 확산되어 날숨으로 배출된다.

이때 Hb는 산소를 붙이기 위해 H⁺를 방출한다.
바로 이 현상이 Haldane effect다.

 

즉, 폐에서는
Hb가 산소를 붙이고, H⁺는 놓아주어 CO₂를 생성하고 배출하게 된다.

 

4. Bohr와 Haldane, 어떻게 다를까?

구분	Bohr : O₂-Hb 곡선	Haldane : CO₂-Hb 곡선
장소	조직	폐
상황	CO₂↑, pH↓	O₂↑
Hb 역할	O₂ 놓고, H⁺ 잡음	O₂ 붙이고, H⁺ 놓음
목적	산소 공급	CO₂ 배출

 

아래에 엄청 잘 정리되어있는데, 

 

원래 대로라면 조직이 Hypoxia가 되어야 받을수 있는 O2 Delivery를 조직에서 CO2가 많아지고 pH가 낮아지는 상황이 되면 얻을 수 있다는 게 Bohr Effect,

 

조직으로부터 가져온 CO2를 Lung이 원래 받는것 보다 훨씬 더 많이 받으려 할 때, Hb이 O2를 더 잘 받는 상황이 되면 그럴 수 있다는 게 Haldane Effect이다.

 

이때 Hb는 산소와 결합하면서 이전에 붙잡고 있던 H⁺와 CO₂를 놓아준다. (조직에서 H+, CO2를 챙겨왔다고 생각하면 이해가 그나마 쉽다)

 

각각 분홍 line을 따라가보면 이해가 쉽다.

 

https://www.youtube.com/watch?v=dHi9ctwDUnc