transportul dioxidului de Carbon

dioxidul de Carbon este produs prin metabolismul celular în mitocondrii. Cantitatea produsă depinde de rata metabolismului și de cantitățile relative de carbohidrați, grăsimi și proteine metabolizate. Cantitatea este de aproximativ 200 ml min-1 când este în repaus și mănâncă o dietă mixtă; aceasta utilizează 80% din oxigenul consumat, dând un coeficient respirator de 0,8 (coeficient respirator = rata producției de dioxid de carbon împărțită la rata consumului de oxigen). O dietă cu carbohidrați oferă un coeficient de 1 și o dietă grasă 0,7.,transportul dioxidului de Carbon în sânge dioxidul de Carbon este transportat în sânge de la țesut la plămâni în trei moduri:1 (i) dizolvat în soluție; (ii) tamponat cu apă sub formă de acid carbonic; (iii) legat de proteine, în special de hemoglobină.aproximativ 75% din dioxidul de carbon este transportul în globulele roșii și 25% în plasmă. Cantitatea relativ mică din plasmă este atribuită lipsei anhidrazei carbonice din plasmă, astfel încât asocierea cu apa este lentă; plasma joacă un rol redus în tamponare, iar asocierea cu proteinele plasmatice este slabă.,există o diferență între procentul de dioxid de carbon total transportat în fiecare formă și procentul expirat din acestea. De exemplu, 5% din total este în soluție, dar 10% din dioxidul de carbon expirat provine din această sursă; 10% este legat de proteine, în special cu hemoglobina, dar acest lucru furnizează 30% din cantitatea expirată.dioxidul de carbon dizolvat este de 20 de ori mai solubil decât oxigenul; se supune legii lui Henry, care afirmă că numărul de molecule din soluție este proporțional cu presiunea parțială la suprafața lichidului., Dioxidul de carbon coeficientul de solubilitate este 0.0308 mmol litru−1 mm Hg−1 sau 0.231 mmol litru−1 kPa−1 la 37°C. (Solubilitatea crește pe măsură ce temperatura scade.) Aceasta corespunde la 0,5 ml dioxid de carbon kPa−1 în 100 ml sânge la 37°C. presiunea parțială a dioxidului de carbon este de 5,3 pKa în sângele arterial și 6,1 kPa în sângele venos mixt; prin urmare, sângele arterial va conține aproximativ 2,5 ml la 100 ml dioxid de carbon dizolvat și sânge venos 3 ml la 100 ml. Un debit cardiac de 5 litri min-1 va transporta 150 ml de dioxid de carbon dizolvat în plămâni, din care 25 ml vor fi expirați., Datorită acestei solubilități ridicate și a capacității de difuzie, presiunea parțială a dioxidului de carbon din sângele alveolar și capilar pulmonar este practic aceeași. Chiar și un șunt mare de 50% va provoca doar un gradient de dioxid de carbon capilar/arterial final pulmonar de aproximativ 0,4 kPa.dioxidul de Carbon și apa difuzează liber în celulele roșii din sânge și sunt transformate în acid carbonic, care se disociază în ioni de hidrogen și bicarbonat. Ionii de hidrogen nu trec prin membranele celulare, dar dioxidul de carbon trece ușor., Această situație nu poate fi susținută ca Ion de hidrogen intracelular și concentrația de ioni de bicarbonat, osmolaritatea și dimensiunea celulei va crește și rupe celula. Ionul bicarbonat difuzează în plasmă pentru a fi schimbat cu ioni de clor. Acest lucru este cunoscut sub numele de schimbare de clor (Gibbs–Donnan echilibru sau Hamburger efect). Un schimb de ioni transporter proteine din membrana celulară numită Banda a 3-a pentru

facilitează clorură de schimbare.,

o acumulare de ioni de hidrogen în celulele roșii din sânge ar împiedica, de asemenea, conversia și producerea ulterioară a ionului de bicarbonat. Cu toate acestea, ionii de hidrogen se leagă ușor de hemoglobina redusă, care este disponibilă atunci când oxigenul este eliberat; prin urmare, ionii de hidrogen liberi sunt eliminați din soluție. Hemoglobina redusă este mai puțin acidă decât hemoglobina oxigenată. Acesta este un alt mod de a afirma efect Haldane, care explică faptul că, la orice dat

, conținutul de dioxid de carbon din sânge neoxigenat este mai mare decât cea de sânge oxigenat.,

ca urmare a deplasării ionilor de clor în celula roșie și a tamponării ionilor de hidrogen pe hemoglobina redusă, osmolaritatea intercelulară crește ușor și apa intră provocând umflarea celulei. Aceasta poate fi măsurată ca o creștere a volumului corpuscular mediu (MCV). Procesul invers are loc pe măsură ce celulele roșii din sânge trec prin plămân.

legat de hemoglobină și alte proteine

cantitatea de dioxid de carbon reținută în sânge sub formă de carbamino este mică, dar reprezintă o treime din diferența dintre conținutul de dioxid de carbon venos și arterial., La Haldane efect reflectă diferența în conținutul de dioxid de carbon între oxigenat și reducerea hemoglobinei în același

. Acest efect este parțial atribuibil capacității hemoglobinei de a tampona ionii de hidrogen și parțial datorită faptului că hemoglobina redusă este de 3, 5 ori mai eficientă în combinarea cu dioxidul de carbon decât oxihemoglobina.

diferite hemoglobine variază în afinitatea lor pentru dioxid de carbon, monoxid de carbon și oxigen., Dioxidul de Carbon se combină ușor cu hemoglobina pentru a forma o legătură carbamino la o presiune parțială mai mică decât oxigenul, dar hemoglobina transportă mai puțin de un sfert din cantitatea de dioxid de carbon comparativ cu oxigenul. Prin contrast, hemoglobina fetală, datorită înlocuirii lanțului β cu lanțurile γ, se combină cu oxigenul la o presiune parțială mai mică. Monoxidul de Carbon are o afinitate mai mare pentru hemoglobină și astfel deplasează oxigenul.transportul dioxidului de Carbon în țesut

transportul dioxidului de Carbon în țesut este rezumat în Figura 1. Se combină cu apa pentru a forma acid carbonic., Această reacție este foarte lentă în plasmă, dar rapidă în interiorul globulelor roșii datorită prezenței enzimei anhidrază carbonică. Acid Carbonic (H2CO3) disociază în H+ și

ioni; prin urmare, concentrația de ambele H+ și

este crescut în celule roșii din sânge.

poate difuze de celule roșii din sânge în plasmă întrucât H+ nu poate., Pentru a menține neutralitatea electrică, ionii de clorură difuzează în celulele roșii din plasmă ca

difuzează afară. Ionii de hidrogen sunt absorbiți de hemoglobina redusă. Grupul imidazol al aminoacidului histidină conferă hemoglobinei o capacitate de tamponare foarte semnificativă, care nu este prezentă în alți aminoacizi., Această capacitate de tamponare este posibil prin faptul că fiecare spectrina de hemoglobină conține 38 de reziduuri de histidină și constanta de disociere de imidazol grupuri de patru reziduuri de histidină, la care componenta prostetică, hemul grupuri sunt atașate, este afectat de starea de oxigenare a componenta prostetică, hemul. În stare acidă, legătura de oxigen este slăbită, în timp ce reducerea hemoglobinei determină ca grupul imidazol să devină mai bazic., În țesuturi, forma acidă a grupării imidazol slăbește rezistența legăturii de oxigen, în același timp în care ionii de hidrogen sunt tamponați de hemoglobina mai bazică.

transportul dioxidului de Carbon în plămâni

eliberarea H+ schimbă echilibrul în favoarea formării și eliminării dioxidului de carbon.,

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)., Cantitatea de dioxid de carbon dizolvat și bicarbonat de varia cu

, dar sunt puțin afectate de către stat a hemoglobinei. Cu toate acestea, cantitatea de carbamino hemoglobinei este mult afectată de starea de oxigenare a hemoglobinei, cu atât mai puțin de

.

În sângele venos amestecat,

este 6.1 kPa (46 mm Hg) și în sângele arterial

este de 5,3 kPa (40 mm Hg). Dioxidul de carbon Total în sângele venos este de 52 ml la 100 ml și în sângele arterial 48 ml la 100 ml. În consecință, curba este mai liniară decât curba de disociere O2Hb.

Figura 4 ilustrează diferența dintre conținutul în sânge de oxigen și dioxid de carbon cu modificarea presiunii parțiale., Acesta subliniază faptul că conținutul de dioxid de carbon crește pe tot parcursul creșterii presiunii parțiale. Conținutul de oxigen crește mai abrupt până la un punct în care hemoglobina este complet saturată. După aceea, creșterea este mică din cauza cantității mici crescute în soluție.

diferențele dintre sângele venos și arterial