ヘモグロビン（Hb）のs状結腸解離曲線と協調性は、健康科学（学部生、化学、 ヘモグロビンの教育は、生化学の教室で複数の目的を果たしており、その中でもタンパク質の結合と安定性、輸送および動力学の説明があります。, この意味で、タンパク質機能の起源と細胞内でのその調節の概念は、化学の論理に基づいて提案された革新的なコースシーケンスの重要なポイントの一つである。

Hb分子が4つのサブユニット（α1、α2、β1、β2）で構成されているという事実は、Hbが酸素でより飽和するにつれて酸素化を容易にする。 これを説明するためには、サブユニット間の疎水性およびイオンおよび水素結合の相互作用が複雑なタンパク質の最終的な四次構造を決定することを覚えておくことが重要である。, 具体的には、高度に親水性または荷電したアミノ酸（例えば、Ａｓｐ、Ｇｌｕ、Ｌｙｓ、Ａｒｇ）間に形成される多数のイオン結合（古典的には”塩橋”と称される）は、Ｈｂの四次構造中の四 酸素化は、イオン結合が切断され、ポリマーが”緊張”（T）または低酸素親和性配座から”緩和”（R）形態に切り替わる場合にのみ起こり得る。 これが起こるとき、鉄原子は酸素の分子の適切な結合を可能にするポルフィリンの平面の最適の立体化学的位置を採用できます。, より多くのブリッジが壊れるほど、新しい酸素分子の侵入が容易になります（すなわち、結合親和性または−ΔGoが増加する）。 これは、単純に言えば、70年代にM.F.Perutzによって提案された構造メカニズムであり、いくつかの研究者によって論争されているが、新しい実験的証拠に基づいて実質的に正しい。

初版以来、L.Stryerによる生化学の本は、協調性のメカニズムの説明として、イオン結合を壊すことと四つのスタンプのブロックを裂くことの間のアナロジー, 私は、このアナロジーを使用しても、学生はまだ混乱していることを発見しました,最も可能性の高いので、”壊す”(スタンプ)”バインディング”(酸素の)と同一視されています,本質的に矛盾した意味を持っている二つの動詞,二つの抽象的なアイデアの精神的な関連の形成に自然につながるものではありません.

さらに、Hbの教えは、しばしば分子機構のみに集中し、体内のその機能には及ばない。, 私は、結合の代わりに酸素の放出にこの類推を適用することに成功し、生化学（協調性）と化学生理学（酸素解離）を効果的に橋渡ししました。 すべての平衡と同様に、プロセスは可逆的であり、シグモイド曲線は、x軸を考えると、酸素の結合のために左から右、解離のために右から左のいずれかの方法で機能することができる（Fig. 1). 後者の場合、肺の高いO2張力（100mmHg）は完全な飽和をもたらす。, 血が周辺ティッシュのための肺を去ると同時に、Hbは負荷を解放し、パーセントのoxyhemoglobinは減ります。

ヘモグロビンの古典的な酸素解離曲線

Hbの酸素解離曲線の形状はs状であり、他の酸素担持分子（ミオグロビンなど）の形状は双曲線である。 シグモイド曲線のみが，一方の酸素分子の放出が他方のプロテインサブユニットに結合した残りの酸素に対する親和性を変化させる協調過程の特徴である。, Hbにおける4つのサブユニット配列（α1、α2、β1、β2）は、肺から低酸素組織に酸素分圧（または酸素張力）の極端な勾配から移動するにつれて、脊椎動物の生物における特定の機能を達成するのに役立つ。 図の破線の斜めの線は、酸素分子がα/βサブユニット（ヘム平面上のFe2+イオンの第六配位位置）に結合していることを示しています。,

実際には構造的な類推ではなく機能的な”逆の協調性”を働かせるために、私はいくつかの学生に四つの郵便局のスタンプの正方形のブロックを与え、スタンプは肺の赤血球内のHbに結合した酸素の四つの分子を表していることを伝えます（この時点で、私は彼らが現実の酸素分子がヘモグロビンサブユニットに結合していることを理解していることを確認します）。 それから私はすべてのこの酸素が必要とされる組織への旅に乗り出すふりをします。, としてしよう、と言っているripのスタンプのほうを図ることにより、これらの二つのカットは、水平およびその他のいたします。 第二のスタンプを解放するには、唯一のカットが必要です。 そして、最後のカットで最後の二つのスタンプが分離されます。 その後、解離曲線グラフに移動します（Fig., 2)そして、私は、協調性は、肺から遠く離れた身体の領域におけるHbからのすべての酸素の放出が、後続の各分子の放出を容易にし、毎回より少ないエネルギーであることを意味する(1カット=1任意のエネルギー単位の場合、第一、第二、第三および第四の酸素をそれぞれ2単位、1単位、1/2単位および1/2単位を分離するために必要とする)。,

郵便切手の類推

四つのブロックから単一の切手を解放するためには、最初の切手を解放するために二つのカットを行う必要があります。 同様に、酸素は肺のヘモグロビン(Hb)に堅く区切られて残りますが、ボディの異なったティッシュの部分的な酸素圧力低下として漸進的に解放され, 第二の放出、さらには第三の酸素分子は、Hb運搬赤血球が肺に遠く離れて移動するにつれて、より小さな圧力低下を必要とする。 この類推では、Hb•4O2は”4つのHbサブユニットに束縛された四つのスタンプ”として存在し、Hb•3O2は”三つのスタンプに束縛された+1つのサブユニットフリー”として存在する。

X軸をよく見ると、最初の酸素の放出のために、張力は100から40mmHgに低下しなければならないことが明らかになった。 しかし、第二のリリースのために、ドロップは40から26mmHg（Hbのための通常のP50）に、小さくなっています。, さらに、第三または第四の酸素分子の放出は、圧力の最小降下のみを必要とする（しかし、実際の生活の中でHbは、その酸素content有量を完全にアンロードすることはありません）。 この時点で、私は酸素を降ろすために”毎回少ないエネルギーを必要とする”という機能的意味を強調しています：分圧のわずかな低下は、適切な場所（組織）ではなく、キャリアにしっかりと結合されている必要がある間違った場所（肺）ではトリックを行います。,

このアナロジーは、Hb/O2相互作用のメカニズムのステップを説明し、伝統的な生化学的物語に入るための絵の枠組みを提供します（すなわち、酸素の結合 1). したがって、モデルは、最初の分子が結合して次の分子の結合に影響を与える構造変化を引き起こすという点で、協調性の一般的な文脈に入れられる。, この性質は（アロステリズムと共に）ミオグロビン（Mb）のような他の酸素結合分子に欠けている”分子コミュニケーション”のようなHbの4つのポリペプチドの四次配置の直接の結果である。 Ｈｂの酸素解離曲線の形状はシグモイドであるが，Ｍｂのそれは双曲線ではない（双曲線である）；シグモイド曲線のみが協調過程の特徴である。 性質はボディの特に明瞭な目的のための二つの利発な分子設計を思い付いた。, Hbは、肺（しっかりと結合したままでなければならない）から組織（容易に放出されなければならない）への分圧の極端な勾配から血流中の酸素を運ぶが、一方で、Hbは、高いATP要求の状況（例えば、運動）で細胞が必要とするすべての酸素を供給することができないであろう。 細胞の細胞質に位置するMbは、ミトコンドリアの呼吸鎖に酸素を放出し、ガスがその中に拡散するよりも速く酸素を使用するオルガネラである。, シトクロムオキシダーゼに対する酸素の結合親和性はMbのそれより約10倍高いので、”双曲線”放出は”協調的”放出よりもこの特定の状況で良好に働く。,

前に説明したように4-stampブロックの類推によって示された”逆の協調性”に戻ると、教育者がここで学習の三つの主要なモデルを使用するので、困難な概念の学習がさらに容易になることがわかった。

  • まず、酸素分子を郵便局の切手と比較することによって、抽象的なものから具体的なものに移動することができる。, 日常生活の領域に近い学習者の心の中のイメージを呼び起こすことによって、関連のプロセスは動きに設定されます（パブロフとスキナーの行動理論）。 先生は絵を描き、音、形、色のシナリオに学生を運び、そうすることで、彼はシームレスに伝えられるアイデアを提供し、物語を伝えます。 これは、画像ファイル”添付ファイル”（関連する画像）を含むテキスト電子メール（概念）を送信するようなものです。

  • 第二に、学生は少し実践的な活動に従事しています。, 開発と発見のモデル（ピアジェの体験理論に基づく）では、学生は実験し、触れ、感じ、外の世界についての質問をし、自分で正解を抽出しようとします。 学習者が正しい答えの調査で感覚を使用するので、教育者は世話役としてここに役立ち、学生は彼/彼女の経験か内部の世界にそれらを同化する。,

  • 第三に、教育者がこの難しい概念に最初に遭遇したときにどのように感じたかをクラスと共有すれば、教師と生徒が一緒に経験を共有するメンタリング関係（バンドゥラに基づく）を確立するであろう。 これは、大きなクラスが小さなグループに分割されている場合にのみ実用的であり、そうであっても、一部の教育者は、学生の前で弱さを”露出させる”と,

しかし、抽象的で難しい概念を教える可能性はまだまだあります：彼らが自分で真実を発見するように導くことによって。 “ソクラテス法”は一対一で行われ、積極的な学習を含み、学習者中心であり、教師によって促進された。 熟練した、適切に表現された、知識、理解、困難な分野の適用を目的とした質問は、様々な保健専門職の学生の認知能力を効率的に高めることができます。,

ヘモグロビンの解離曲線の例では、大学のキャンパスの緑の上を弟子と一緒に歩くことを想像することができます。 先生は質問をすることができます：”酸素が肺のヘモグロビンに結合しているとしましょう-これは緊密な結合になりますか？”学生は答えるだろう：”おそらく、私たちはすぐそこにそれのいずれかを失いたくないので”。 先生は、”赤血球が肺から遠く離れていると想像しましょう”;”それを解放する時間です”;”はい、しかし、酸素圧力がわずかに低下するとすぐに放出されるとど,”;”まあ、私はCO2を浴びた最も隠された組織のために何も残っていないと思います”;”正確に”;”その後、私はリリースが徐々にあるべきだと思いますが、ちょっと待って、そのためのメカニズムが存在するはずです！”;”確かに。 その仕組みを今のところ”協調性”と呼んでみましょう”。 というように。

実用的ではありませんが、これは選択の学習方法であり、オンラインインタラクティブな個別指導の使用はその目標に近づいています。 その間に、私は新しい四半期を開始し、4×33セントの”デバイス”の助けを借りて酸素供給の秘密を発見したときに学生が輝くのを見るのを待つこと,