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Der Haldane-Effekt (benannt nach seinem Erstbeschreiber John Scott Haldane) bezeichnet die erhöhte Kohlenstoffdioxid-Aufnahmefähigkeit von sauerstoffarmen Blut. Der Haldane-Effekt führt dazu, dass Blut dort, wo es viel O2 ans Gewebe abgibt, auch viel CO2 vom Gewebe aufnehmen kann. Bei der inneren Atmung wird in den Kapillaren O2 gegen CO2 ausgetauscht. Der Transport des Sauerstoffs zu den Geweben wird bei Wirbeltieren größtenteils von dem Protein Hämoglobin übernommen, das sich in hoher Konzentration in den Erythrozyten befindet. In den Erythrozyten befindet sich auch das Enzym Carboanhydrase, das die folgende Gleichgewichtsreaktion katalysiert: Das entstehende Hydrogencarbonat wird im Rahmen des Hamburger-Shift über die Erythrozytenmembran ins Blut abgegeben; durch die Umwandlung von CO2 in Hydrogencarbonat kann das Blut erheblich mehr CO2 transportieren, als es allein durch physikalische Lösung möglich wäre. Da es sich um eine Gleichgewichtsreaktion handelt, wird die Umwandlung jedoch durch die Konzentration der Produkte (Hydrogencarbonat und Protonen) begrenzt. Der Haldane-Effekt erklärt sich dadurch, dass bei Desoxygenierung von Hämoglobin Produkte dem Gleichgewicht entzogen werden, sodass die Reaktion weiterlaufen kann.
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