přepravy Oxidu uhličitého

Oxid uhličitý je produkován buněčný metabolismus v mitochondriích. Produkované množství závisí na rychlosti metabolismu a relativním množství metabolizovaných sacharidů, tuků a bílkovin. Množství je asi 200 ml min−1, když v klidu a jíst smíšenou stravu; to využívá 80% spotřebovaného kyslíku, takže respirační kvocient 0,8 (respirační kvocient = rychlost produkce oxidu uhličitého děleno rychlost spotřeby kyslíku). Sacharidová strava dává kvocient 1 a tukovou stravu 0,7.,

přepravy Oxidu uhličitého v krvi

Oxid uhličitý je transportován v krvi z tkání do plic třemi způsoby:1 (i) se rozpustí v roztoku; (ii) pufrovaný s vodou jako kyselina uhličitá; (iii) vázán na bílkoviny, především hemoglobinu.

přibližně 75% oxidu uhličitého je transportováno do červených krvinek a 25% v plazmě. Relativně malé množství v plazmě je důsledkem nedostatku karboanhydrázy v plazmě, takže asociace s vodou je pomalý; plazmě hraje malou roli v ukládání do vyrovnávací paměti a kombinaci s proteiny plazmy je nízká.,

Existuje rozdíl mezi procentem z celkového oxidu uhličitého provádí v každé formě a podíl vydechovaného z nich. Například 5% z celkového počtu, je v řešení, ale 10% vydechovaného oxidu uhličitého pochází z tohoto zdroje; 10% je vázán na bílkoviny, zejména s hemoglobinu, ale to dodává 30% vydechovaného množství.

rozpuštěný oxid uhličitý

oxid uhličitý je 20krát rozpustnější než kyslík; dodržuje Henryho zákon, který uvádí, že počet molekul v roztoku je úměrný parciálnímu tlaku na povrchu kapaliny., Oxid uhličitý rozpustnost koeficient je 0.0308 mmol l−1 mm Hg−1 nebo 0.231 mmol l−1 kPa−1 při 37°C. (Rozpustnost se zvyšuje, jak teplota klesá.) To odpovídá 0,5 ml kPa−1 oxid uhličitý ve 100 ml krve při 37°C. parciální tlak oxidu uhličitého je 5.3 pKa v arteriální krvi a 6.1 kPa ve smíšené žilní krve; proto arteriální krve obsahuje asi 2, 5 ml na 100 ml rozpuštěného oxidu uhličitého a žilní krve 3 ml na 100 ml. Srdeční výdej 5 litrů min-1 přinese 150 ml rozpuštěného oxidu uhličitého do plic, z toho 25 ml bude vydechováno., Vzhledem k této vysoké rozpustnosti a difuzní kapacitě je parciální tlak oxidu uhličitého alveolární a plicní end-kapilární krve prakticky stejný. Dokonce i velký zkrat 50% způsobí pouze gradient end-plicní kapiláry/arteriálního oxidu uhličitého asi 0,4 kPa.

kyselina uhličitá

oxid uhličitý a voda volně difundují do červených krvinek a převádějí se na kyselinu uhličitou, která se disociuje na ionty vodíku a hydrogenuhličitanu. Vodíkové ionty neprocházejí buněčnými membránami, ale oxid uhličitý snadno prochází., Tato situace nemůže být držen jako intracelulárních iontů vodíku a hydrogenuhličitanu koncentrace iontů, osmolarity a velikost buněk se zvýší a prasknutí buňky. Hydrogenuhličitanový iont difunduje do plazmy, která má být vyměněna za chloridové ionty. Toto je známé jako chloridový posun (Gibbs-Donnanův rovnovážný nebo hamburgerový efekt). Iontové výměny transportních proteinů v buněčné membráně zvané Band 3 pro

usnadňuje chloridový posun.,

nahromadění vodíkových iontů v červených krvinkách by také zabránilo další přeměně a produkci hydrogenuhličitanových iontů. Vodíkové ionty se však snadno vážou na snížený hemoglobin, který je dostupný při uvolňování kyslíku; proto se z roztoku odstraňují volné vodíkové ionty. Snížená hladina hemoglobinu je méně kyselá než okysličená hladina hemoglobinu. To je další způsob uvedením Haldane účinek, který vysvětluje, že v daném

, obsah oxidu uhličitého odkysličená krev je větší než okysličené krve.,

Jako výsledek směny chloridových iontů do červených krvinek a ukládání do vyrovnávací paměti vodíkových iontů na snížení hemoglobinu, mezibuněčné osmolarity zvyšuje mírně a voda vstupuje způsobuje buňky, aby bobtnat. To lze měřit jako zvýšení průměrného korpuskulárního objemu (MCV). Reverzní proces nastává, když červené krvinky procházejí plicemi.

Vázán na hemoglobin a ostatní proteiny

množství oxidu uhličitého se konala v krvi v carbamino podobě je malý, ale to představuje třetí rozdíl mezi žilní a arteriální obsahu oxidu uhličitého., Na Haldane efekt odráží rozdíl v obsahu oxidu uhličitého mezi okysličenou a snížená hladina hemoglobinu na stejné

. Tento efekt lze částečně přisoudit schopnost hemoglobinu do vyrovnávací paměti vodíkových iontů a částečně v důsledku skutečnosti, že snížená hladina hemoglobinu je 3,5 krát účinnější v kombinaci s oxidem uhličitým, než oxyhaemoglobin.

různé hemoglobiny se liší svou afinitou k oxidu uhličitému, oxidu uhelnatému a kyslíku., Oxid uhličitý se snadno kombinuje s hemoglobinem, tvoří carbamino dluhopisů na nižší parciální tlak než kyslík, ale hemoglobinu nese méně než čtvrtina množství oxidu uhličitého ve srovnání s kyslíkem. Naproti tomu fetální hemoglobin se díky nahrazení β-řetězce γ-řetězci kombinuje s kyslíkem při nižším parciálním tlaku. Oxid uhelnatý má větší afinitu k hemoglobinu, a tak vytlačuje kyslík.

transport oxidu uhličitého v tkáni

transport oxidu uhličitého v tkáni je shrnut na obrázku 1. Kombinuje se s vodou za vzniku kyseliny uhličité., Tato reakce je v plazmě velmi pomalá, ale rychle v červených krvinkách v důsledku přítomnosti enzymu karboanhydrázy. Kyselina uhličitá (H2CO3) disociuje na H+ a

iontů; proto, koncentraci H+ a

je zvýšena červených krvinek.

může rozptýlit z červených krvinek do plazmy, zatímco H + nemůže., Pro udržení elektrické neutrality se chloridové ionty difundují do červených krvinek z plazmy jako

rozptýlí se. Ionty vodíku jsou přijímány snížením hemoglobinu. Imidazolová skupina aminokyseliny histidin poskytuje hemoglobin velmi významnou pufrovací kapacitu, která není přítomna v jiných aminokyselinách., Tato pufrační kapacity je možné díky tomu, že každý tetramer hemoglobinu obsahuje 38 zbytky histidinu a disociační konstanta imidazolu skupin ze čtyř histidin zbytky, které hemové skupiny jsou připojeny, je ovlivněna stavem okysličení hemu. V kyselém stavu je kyslíková vazba oslabena, zatímco snížení hemoglobinu způsobuje, že se imidazolová skupina stává základní., V tkáních, kyselé formy imidazolu skupiny oslabuje sílu kyslíku dluhopisů ve stejné době jako vodíkové ionty jsou vyrovnávací paměti, tím více základní hemoglobinu.