Hiilidioksidin kuljetus

hiilidioksidi on valmistettu solujen aineenvaihduntaa mitokondrioissa. Tuotettu määrä riippuu aineenvaihdunnan nopeudesta ja hiilihydraatti -, rasva-ja proteiinimetabolian suhteellisista määristä. Määrä on noin 200 ml min−1, kun levossa ja syöminen sekaruokavalio; tässä hyödynnetään 80% happea kulutetaan, jolloin hengityselinten osamäärä 0,8 (respiratory quotient = korko hiilidioksidin tuotanto jaettuna määrä hapen kulutus). Hiilihydraattidieetti antaa osamäärän 1 ja rasvadieetti 0,7.,

Hiilidioksidin kuljetus veressä

hiilidioksidi kuljetetaan verta kudosten keuhkoihin kolmella tavalla:1 (i) liuotetaan ratkaisu; (ii) puskuroitua vettä kuin hiilihappo; (iii) proteiineihin, erityisesti hemoglobiini.

Noin 75% hiilidioksidia on liikenteen punasolujen ja 25% plasmassa. Suhteellisen pieni määrä plasmassa johtuu puute hiilihappoanhydraasin plasmassa, joten yhdistys vedellä on hidasta; plasma-pelaa pieni rooli puskurointi ja yhdessä plasman proteiineihin on huono.,

kussakin muodossa kuljetetun hiilidioksidin kokonaismäärän prosentuaalisen osuuden ja niistä uloshengitetyn prosenttiosuuden välillä on ero. Esimerkiksi 5% koko on ratkaisu, mutta 10% uloshengitysilman hiilidioksidi on peräisin tästä lähteestä; 10% on proteiineihin, erityisesti hemoglobiini, mutta tämä tarvikkeet 30% uloshengitysilman määrä.

Liuennut hiilidioksidi,

hiilidioksidi on 20 kertaa enemmän liukoista kuin happea; se noudattaa Henryn lakia, jossa todetaan, että molekyylien lukumäärä ratkaisu on verrannollinen osittainen paine nesteen pinnalla., Hiilidioksidin liukoisuus kerroin on 0.0308 mmol l−1 mm Hg−1 tai 0.231 mmol l−1 kPa−1 37°C. (Liukoisuus kasvaa, kun lämpötila laskee.) Tämä vastaa 0,5 ml: n kPa−1 hiilidioksidin 100 ml verta 37°C. osittainen paine hiilidioksidi 5.3 pKa vuonna valtimoiden ja 6.1 kPa seka laskimoiden verta; siksi, valtimoiden veri sisältää noin 2,5 ml per 100 ml liuennut hiilidioksidi-ja laskimoverta 3 ml per 100 ml. Sydämen teho 5 litraa min−1 kuljettaa keuhkoihin 150 ml liuennutta hiilidioksidia,josta 25 ml uloshengitetään., Koska tämä korkea liukoisuus ja hajottavaa kapasiteetti, hiilidioksidin osapaine keuhkorakkuloiden ja keuhkojen end-kapillaari veren ovat käytännössä samat. Jopa suuri oikovirtaus 50% aiheuttaa vain loppu-keuhkojen hiussuonten/valtimon hiilidioksidi kaltevuus noin 0,4 kPa.

Hiilihappo

hiilidioksidia ja vettä hajanainen vapaasti punasolujen ja muunnetaan hiilihappoa, joka hajoaa vedyksi ja bikarbonaatti-ioneja. Vetyionit eivät kulje solukalvojen läpi,mutta hiilidioksidi kulkee helposti., Tämä tilanne ei voi olla kestävä kuin solunsisäinen vety -, ioni-ja bikarbonaatti-ioni pitoisuus, osmolariteetti ja solujen koko kasvaa ja repeämä solun. Bikarbonaatti-ioni hajoaa plasmaan vaihdettavaksi kloridi-ioneiksi. Tätä kutsutaan kloridisiirtymäksi (Gibbs–Donnan equilibrium tai Hamburger effect). Ioni-vaihto transporter proteiinin solun kalvo nimeltään Band 3

helpottaa kloridi-shift.,

rakentaa vety-ioni punasolujen olisi myös estää muuntaminen ja tuotannon bikarbonaatti-ioni. Kuitenkin, vety-ioneja sitovat helposti vähentää hemoglobiinin, joka on käytettävissä, kun happi vapautuu; siksi, vapaa vety-ioneja poistetaan ratkaisu. Hemoglobiiniarvon lasku on vähemmän hapan kuin hapetettu hemoglobiini. Tämä on toinen tapa, jossa Haldane vaikutus, joka selittää sen, että minkä tahansa

hiilidioksidi pitoisuus hapetonta verta on suurempi kuin happipitoista verta.,

seurauksena vaihto-kloridi-ionien osaksi punasolujen ja puskuroida vetyioneja päälle vähennetty hemoglobiini, intercellular osmolaarisuus lisääntyy hieman ja vesi tulee aiheuttaa solun turvota. Tämä voidaan mitata keskimääräisen korpuskulaarisen tilavuuden (MCV) lisääntymisenä. Käänteinen prosessi tapahtuu, kun punasolu kulkee keuhkojen läpi.

pakko hemoglobiiniarvo ja muita proteiineja

hiilidioksidin määrä pidettiin verta carbamino muoto on pieni, mutta se muodostaa kolmanneksen ero laskimo-ja valtimoveren hiilidioksidipitoisuus., Myös Haldane vaikutus heijastaa ero hiilidioksidipitoisuus välillä happipitoista ja vähentää hemoglobiinin samaan

. Tämä vaikutus johtuu osittain kyky hemoglobiini puskuri vety-ioneja ja osittain johtuen siitä, että alennettu hemoglobiini on 3,5 kertaa tehokkaampaa yhdistämällä hiilidioksidia kuin oxyhaemoglobin.

eri hemoglobiinien affiniteetti hiilidioksidiin, hiilimonoksidiin ja happeen vaihtelee., Hiilidioksidi yhdistää helposti hemoglobiini muodostaa carbamino bond pienempi kuin hapen osapaine, mutta hemoglobiini kuljettaa vähemmän kuin neljännes määrän hiilidioksidia verrattuna hapen kanssa. Sen sijaan sikiön hemoglobiini, joka johtuu β-ketjun korvaamisesta γ-ketjuilla, yhdistyy hapen kanssa alemmassa osapaineessa. Hiilimonoksidilla on suurempi affiniteetti hemoglobiiniin, joten se syrjäyttää hapen.

Hiilidioksidin kuljetus kudoksista

Hiilidioksidin kuljetus kudoksessa on esitetty Kuvassa 1. Se yhdistyy veteen muodostaen hiilihappoa., Tämä reaktio on hyvin hidas plasmassa, mutta nopeasti sisällä punasolujen koska läsnäolo entsyymin hiilihappoanhydraasin. Hiilihappo (H2CO3) hajoaa osaksi H+ ja

ioneja; näin ollen, pitoisuus sekä H+ ja

on lisääntynyt punasolujen.

voi diffundoitua ulos punasolujen osaksi plasma-ottaa huomioon, että H+ voi., Jotta ylläpitää sähkö-puolueettomuus -, kloridi-ionit kulkeutuvat veren punasolujen plasmasta kuin

diffundoituu ulos. Vetyioneja ottaa vastaan alentunut hemoglobiini. Että imidatsoli-ryhmän aminohappo histidiini antaa hemoglobiinin erittäin merkittävä puskurointikyky, ole läsnä muita aminohappoja., Tämä puskurointikyky on tehnyt mahdolliseksi se, että jokainen tetramer hemoglobiini sisältää 38 histidiini jäämiä ja hajoamisvakio, että imidatsoli-ryhmissä neljä histidiini jäämiä, jotka haem ryhmät on kiinnitetty, on tila vaikuttaa hapetus haem. Happamassa tilassa happisidos heikkenee, kun taas hemoglobiinin väheneminen saa imidatsoliryhmän muuttumaan perusteellisemmaksi., Kudoksissa, hapan muoto imidatsoli-ryhmän heikentää vahvuus happi-sidoksen samaan aikaan kuin vety-ionit ovat puskuroitu enemmän perus hemoglobiini.

Hiilidioksidin kuljetus keuhkoihin

Vapauta H+ siirtyy tasapainon puolesta hiilidioksidin muodostumista ja poistaminen.,

concentration decreases as carbon dioxide is formed and eliminated (Fig. 2).

Carbon dioxide dissociation curves

Carbon dioxide dissociation curves relate

(kPa or mm Hg) to the amount of carbon dioxide (ml) carried in blood (Fig. 3)., Liuenneen hiilidioksidin ja bikarbonaatin vaihtelevat

, mutta ovat vähän vaikuttavat valtion hemoglobiini. Kuitenkin, määrä carbamino hemoglobiini on paljon tila vaikuttaa hapetus hemoglobiini, vähemmän niin

.

seka laskimoiden verta,

on 6,1 kPa (46 mm Hg) ja valtimoveren

on 5,3 kPa (40 mmhg). Laskimoveressä hiilidioksidin kokonaismäärä on 52 ml / 100 ml ja valtimoveressä 48 ml / 100 ml. Näin ollen käyrä on lineaarisempi kuin O2Hb-dissosiaatiokäyrä.

Kuva 4 havainnollistaa ero pitoisuus veressä hapen ja hiilidioksidin vaihto osittainen paine., Se korostaa, että hiilidioksidipitoisuus nousee koko kasvaa osapaineen. Happipitoisuus nousee jyrkemmin, kunnes hemoglobiini on täysin kylläinen. Sen jälkeen korotus on pieni, koska liuossumma on pieni.

laskimoiden ja valtimoiden väliset erot

Jokainen hiilidioksidi-molekyylin lisätä punasolujen lisää solunsisäistä osmoottista painetta korottamalla joko

tai Cl− – ioneja. Siksi punasolujen koko kasvaa ja hematokriitti laskimoverta on noin 3% enemmän kuin valtimoiden. Kloridi-ionin pitoisuus plasmassa on pienempi, mutta bikarbonaatti-ionipitoisuus suurempi.,

pH punasolujen

koko vähentää kaikki hemoglobiini, olisi seurauksena nousu veren pH 0.03. 25% desaturaatio, pH nousee 0.007 (kiintein

). Jos

nousee 0.8 kPa (6 mm Hg) eli ero seka laskimo-ja valtimoveren pH vähentää 0.04. Nettovaikutus on lasku pH-arvo 0.033 alkaen 7.4 7.36.,

Muutoksia punasolujen aikana kulku keuhkojen kautta

keuhkojen hiussuonten veren, punasolujen vapauttaa hiilidioksidia ja hemoglobiinin affiniteetti hapen on lisääntynyt. Happipitoista hemoglobiini sitoo vähemmän vety-ioneja, jolloin se on enemmän hapan, mutta lasku

ja muutos, kloridi-ja bikarbonaatti-ioneja, tekee veren punasolujen vähemmän hapan. Veden ulospäin suuntautuva muutos antaa pienemmän MCV: n ja vähentää hematokriittiarvoa. Hapen dissosiaatiokäyrä siirtyy vasemmalle (Bohr-vaikutus)., Kloridi-ionin pitoisuus plasmassa on suurempi valtimossa kuin laskimoveressä; bikarbonaattipitoisuus on pienempi.

rooli hiilidioksidin happo poistaminen

Joka minuutti, 200 ml hiilidioksidia uloshengitysilman; tämä vastaa 12-13 mol vety-ioneja 24 h.1 Virtsan pH-arvo vaihtelee 4,5 ja 8,0. PH 4.0 edustaa 10-4 mol l−1 vetyioneja., Näin ollen, ajan 3 litraa virtsaa osuus on suhteellisen pieni määrä vety-ioni poistaminen 24 h; kuitenkin, tämä sisältää fosfaatti ja sulfaatti-ionit, joita ei voida muuntaa hiilidioksidia.

Vaikutus uniapnean

koko kehon hiilidioksidipitoisuus kuten bikarbonaatti-ioni on 120 litraa tai 100 kertaa, että happea. Jos on aikaisia ja kaikki hiilidioksidi säilyy kehossa,

nousee 0,4-0,8 kPa min−1 (3-6 mmhg)., Alveolaarisen kaasun nopeasti rinnastaa laskimoverta, jolloin keuhkorakkuloiden

nousu päässä 5,3 6,1 kPa ja

syksyllä 14 5,3 kPa 1 min. Tästä syystä potilaalle kehittyy nopeasti hypoksemia. Jos potilas on valmiiksi hapetettu hapen kanssa 100%, valtimoveren hapen jännitys pysyy yli 13 kPa ja 100% kylläisyyttä pidetään useita minuutteja 250 ml min−1 happea käytetään korkea osapaine keuhkoissa., Kuitenkin

tasaisesti nousee, kun 5 min, se on lähes 10 kPa liittyvä lasku pH.