dióxido de carbono é produzido pelo metabolismo celular nas mitocôndrias. A quantidade produzida depende da taxa de metabolismo e das quantidades relativas de hidratos de carbono, gordura e proteínas metabolizadas. A quantidade é de cerca de 200 ml min−1, quando em repouso e a ingestão de uma dieta mista; este utiliza 80% do oxigênio consumido, dando um quociente respiratório de 0,8 (quociente respiratório = taxa de produção de dióxido de carbono, dividido pela taxa de consumo de oxigênio). Uma dieta de carboidratos dá um quociente de 1 e uma dieta de gordura 0,7.,o dióxido de carbono é transportado no sangue do tecido para os pulmões de três formas:1 (i) dissolvido em solução; ii) tamponado com água como ácido carbónico; iii) ligado a proteínas, em particular a hemoglobina.aproximadamente 75% do dióxido de carbono é transportado nos glóbulos vermelhos e 25% no plasma. A quantidade relativamente pequena no plasma é atribuível à falta de anidrase carbónica no plasma, pelo que a associação com a água é lenta; o plasma desempenha pouco papel no tamponamento e a combinação com proteínas plasmáticas é fraca.,há uma diferença entre a percentagem do dióxido de carbono total transportado em cada forma e a percentagem exalada a partir deles. Por exemplo, 5% do total está em solução, mas 10% do dióxido de carbono exalado vem desta fonte; 10% Está ligado às proteínas, particularmente com a hemoglobina, mas isso fornece 30% da quantidade exalada.o dióxido de carbono dissolvido é 20 vezes mais solúvel do que o oxigênio; obedece à Lei de Henry, que afirma que o número de moléculas em solução é proporcional à pressão parcial na superfície líquida., O coeficiente de solubilidade do dióxido de carbono é de 0,0308 mmol L−1 mm Hg−1 ou 0,231 mmol L−1 kPa−1 a 37°C. (A solubilidade aumenta à medida que a temperatura diminui.), O que corresponde a 0,5 ml kPa−1 de dióxido de carbono em 100 ml de sangue a 37°C. A pressão parcial do dióxido de carbono é de 5,3 pKa do sangue arterial e 6.1 kPa no sangue venoso misto; portanto, o sangue arterial vai conter cerca de 2,5 ml por 100 ml de dissolução de dióxido de carbono e de sangue venoso 3 ml por 100 ml. Um débito cardíaco de 5 litros min-1 transportará 150 ml de dióxido de carbono dissolvido para o pulmão, dos quais 25 ml serão exalados., Devido a esta alta solubilidade e capacidade de difusão, a pressão parcial de dióxido de carbono do sangue alveolar e pulmonar end-capilar é praticamente a mesma. Mesmo um grande desvio de 50% só causará um gradiente de dióxido de carbono capilar/arterial end-pulmonar de cerca de 0,4 kPa.
ácido carbónico
dióxido de carbono e água difundiram-se livremente na célula vermelha do sangue e são convertidos em ácido carbónico, que se dissocia em íons de hidrogénio e bicarbonato. Os íons de hidrogénio não passam através das membranas celulares, mas o dióxido de carbono passa rapidamente., Esta situação não pode ser mantida como a concentração intracelular de íon hidrogênio e bicarbonato iônico, osmolaridade e tamanho celular vai subir e romper a célula. O íon bicarbonato difunde-se para o plasma para ser trocado por íons cloreto. Isto é conhecido como o deslocamento de cloreto (equilíbrio Gibbs–Donnan ou efeito Hamburger). Uma proteína de transporte de permuta iónica na membrana celular chamada faixa 3 para
facilita o deslocamento de cloreto., uma acumulação de íon hidrogênio nos glóbulos vermelhos também impediria a conversão e produção de íon bicarbonato. No entanto, íons de hidrogênio se ligam facilmente à hemoglobina reduzida, que é disponibilizada quando o oxigênio é liberado; portanto, íons de hidrogênio livres são removidos da solução. A hemoglobina reduzida é menos ácida do que a hemoglobina oxigenada. Esta é outra forma de indicar o efeito Haldane, o que explica que, em qualquer dado
, o teor de dióxido de carbono do sangue desoxigenado é superior ao do sangue oxigenado., como resultado da mudança de íons de cloreto para a célula vermelha e do buffering de íons de hidrogênio para uma hemoglobina reduzida, a osmolaridade intercelular aumenta ligeiramente e a água entra causando o inchaço da célula. Isto pode ser medido como um aumento no volume corpuscular médio (MCV). O processo inverso ocorre quando os glóbulos vermelhos passam pelo pulmão.
ligado à hemoglobina e a outras proteínas
a quantidade de dióxido de carbono armazenado no sangue na forma carbamino é pequena, mas representa um terço da diferença entre o teor de dióxido de carbono venoso e arterial., O efeito Haldano reflecte a diferença no teor de dióxido de carbono entre a hemoglobina oxigenada e reduzida na mesma proporção
. Este efeito é em parte atribuível à capacidade da hemoglobina para amortecer iões de hidrogénio e em parte devido ao facto de a hemoglobina reduzida ser 3,5 vezes mais eficaz na combinação com dióxido de carbono do que a oxi-hemoglobina. diferentes hemoglobinas variam em sua afinidade para dióxido de carbono, monóxido de carbono e oxigênio., O dióxido de carbono combina-se prontamente com a hemoglobina para formar uma ligação carbamino a uma pressão parcial mais baixa do que o oxigénio, mas a hemoglobina transporta menos de um quarto da quantidade de dióxido de carbono em comparação com o oxigénio. Em contrapartida, a hemoglobina fetal, devido à substituição da cadeia β Por cadeias γ, combina-se com oxigénio a uma pressão parcial mais baixa. O monóxido de carbono tem uma maior afinidade para a hemoglobina e assim desloca o oxigénio.o transporte de dióxido de carbono no tecido é resumido na Figura 1. Combina-se com água para formar ácido carbônico., Esta reacção é muito lenta no plasma, mas rápida dentro dos glóbulos vermelhos devido à presença da enzima anidrase carbónica. Ácido carbónico (H2CO3) dissocia-se em H+ e
pode difundir-se dos glóbulos vermelhos para o plasma, enquanto que H+ não pode., A fim de manter a neutralidade Eléctrica, os iões clorados difundiram-se para os glóbulos vermelhos a partir do plasma como
difunde. Os íons de hidrogénio são absorvidos por uma hemoglobina reduzida. O grupo imidazol do aminoácido histidina confere à hemoglobina uma capacidade tampão muito significativa, não presente noutros aminoácidos., Esta capacidade de buffer é possível pelo fato de que cada tetramer de hemoglobina contém 38 resíduos de histidina e a constante de dissociação do imidazol grupos de quatro resíduos de histidina, para que o heme grupos estão ligados, é afetado pelo estado de oxigenação do heme. No estado ácido, a ligação de oxigênio é enfraquecida, enquanto a redução da hemoglobina faz com que o grupo imidazol se torne mais básico., Nos tecidos, a forma ácida do grupo imidazol enfraquece a força da ligação oxigénio ao mesmo tempo que os iões hidrogénio estão a ser tamponados pela hemoglobina mais básica. Fig. 1
movimento dos gases a nível dos tecidos.
movimento dos gases a nível dos tecidos.
transporte de dióxido de carbono nos pulmões
libertação de H+ altera o equilíbrio em favor da formação e eliminação do dióxido de carbono.,
concentration decreases as carbon dioxide is formed and eliminated (Fig. 2).
Movement of gases at alveolar level.
Movement of gases at alveolar level.
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)., A quantidade de dióxido de carbono dissolvido e bicarbonato varia com
. Fig. 3
transporte total de dióxido de carbono no sangue total.
transporte total de dióxido de carbono no sangue total.,
No sangue venoso misto,
é 6.1 kPa (46 mm Hg) e no sangue arterial
é de 5,3 kPa (40 mm Hg). O dióxido de carbono Total no sangue venoso é de 52 ml por 100 ml e no sangue arterial 48 ml por 100 ml. Consequentemente, a curva é mais linear do que a curva de dissociação O2Hb. a Figura 4 ilustra a diferença entre o teor de oxigénio no sangue e o dióxido de carbono com alteração da pressão parcial., Salienta que o teor de dióxido de carbono aumenta ao longo do aumento da pressão parcial. O teor de oxigénio aumenta mais acentuadamente até um ponto em que a hemoglobina está totalmente saturada. Depois disso, o aumento é pequeno por causa da pequena quantidade aumentada em solução. Fig. Transporte de dióxido de carbono no sangue total.
diferenças entre o sangue venoso e arterial
pressão parcial de oxigénio e dióxido de carbono.,
pressão parcial de oxigénio e dióxido de carbono.
cada molécula de dióxido de carbono adicionada aos glóbulos vermelhos aumenta a pressão osmótica intracelular através de um aumento em
ou Cl-ions. Portanto, o número de glóbulos vermelhos aumenta de tamanho e o hematócrito do sangue venoso é cerca de 3% mais do que o sangue arterial. A concentração plasmática do ião cloreto é menor, mas a concentração do ião bicarbonato é maior.,
pH dos glóbulos vermelhos
a redução total de toda a hemoglobina resultaria num aumento do pH sanguíneo de 0, 03. A 25% de dessaturação, o pH aumenta 0, 007 (A constante
). Se o
sobe 0,8 kPa (6 mm de Hg) i.e. a diferença entre misto venoso e sangue arterial, o pH irá reduzir em 0,04. O efeito líquido é uma queda no pH de 0,033 de 7,4 para 7,36., alterações nos glóbulos vermelhos durante a passagem pelos pulmões no sangue capilar pulmonar, os glóbulos vermelhos libertam dióxido de carbono e aumenta a afinidade da hemoglobina para o oxigénio. A hemoglobina oxigenada liga-se a menos íons de hidrogénio tornando-o mais ácido, mas a queda em
, e a mudança nos íons cloreto e bicarbonato, torna os glóbulos vermelhos menos ácidos. O deslocamento para fora da água dá um MCV menor e hematócrito reduzido. A curva de dissociação do oxigénio irá deslocar-se para a esquerda (efeito Bohr)., A concentração plasmática do ião cloreto é mais elevada na artéria comparada com o sangue venoso; a concentração de bicarbonato é menor.
O papel do dióxido de carbono, ácido eliminação
a Cada minuto, 200 ml de dióxido de carbono é exalado; isso é o equivalente a 12 e 13 de mol de íons de hidrogênio em 24 h.1 o pH da Urina varia de 4,5 a 8,0. Um pH de 4,0 representa 10-4 mol-1 de íons de hidrogênio., Portanto, a passagem de 3 litros de urina representa uma quantidade relativamente pequena de eliminação iônica de hidrogênio em 24 h; no entanto, isso inclui os íons fosfato e sulfato que não podem ser convertidos em dióxido de carbono.
efeito da apneia
o conteúdo corporal total do dióxido de carbono, incluindo o ião bicarbonato, é 120 litros ou 100 vezes superior ao oxigénio. Se houver apneia e todo o dióxido de carbono for retido no corpo,
aumento de 5,3 6,1 kPa e uma
queda de 14 para 5,3 kPa, em 1 min. Assim, o doente torna-se rapidamente hipoxémico. Se o paciente for pré-oxigenado com 100% de oxigênio, a tensão arterial do oxigênio permanecerá acima de 13 kPa e 100% de saturação é mantida por vários minutos, já que 250 ml min−1 de oxigênio é usado a partir de uma alta pressão parcial no pulmão., No entanto,
certamente aumentará; depois de 5 min, ele vai estar se aproximando de 10 kPa, associados a uma queda no pH.
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