Физиология транспорта углекислого газа: роль карбоангидразы и карбогемоглобина

Транспорт углекислого газа (диоксида углерода) от метаболически активных тканей к легким представляет собой высокоэффективную биохимическую систему, поддерживающую кислотно-щелочное равновесие крови (pH). Каждую минуту ткани взрослого человека выделяют в кровь около двухсот миллилитров углекислого газа. Его перенос осуществляется не в виде пузырьков газа, а через цепочку обратимых химических связей и превращений в эритроцитах и плазме крови.

Формы переноса углекислого газа кровью

Углекислый газ транспортируется венозной кровью в трех основных физико-химических состояниях:

• Гидрокарбонатные ионы (бикарбонаты плазмы): Составляют основной объем переноса (около семидесяти процентов). Газ превращается в угольную кислоту, которая диссоциирует на ионы HCO3- и H+.
• Карбаминовые соединения (карбогемоглобин): Около двадцати процентов углекислого газа обратимо связывается с аминогруппами белковой части гемоглобина внутри эритроцитов.
• Физически растворенный газ: Около десяти процентов углекислого газа транспортируется в свободном растворенном виде в плазме крови.

Пошаговый биохимический путь CO2 в эритроците

Клеточный процесс связывания углекислого газа в капиллярах тканей разворачивается по следующей схеме:

1. Диффузия из ткани: Углекислый газ поступает из тканевой жидкости через стенку капилляра в эритроцит по градиенту давления.
2. Ферментативная гидратация: Цитоплазматический фермент карбоангидраза мгновенно соединяет углекислый газ с водой с образованием угольной кислоты (H2CO3).
3. Диссоциация и выход гидрокарбоната: Угольная кислота распадается на ион водорода и гидрокарбонат-ион, который выходит в плазму в обмен на ион хлора (эффект Гамбургера).
4. Высвобождение в легких: В легочных капиллярах под действием кислорода реакция идет в обратном направлении, и свободный газ диффундирует в альвеолы.

Совет от gazetainform.com

Поддержание нормального уровня углекислого газа в крови критично для регуляции тонуса мозговых сосудов. Избегайте частой гипервентиляции. Читайте больше о газообмене и биохимии крови на gazetainform.com.