Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Транспорт углекислого газа кровью. Цикл Гендерсона. Эффект Христиансена-Дугласа-Холдейна.




В венозной крови содержится около 580 мл / л С02. В крови он содержится в трех формах: связанный в виде угольной кислоты и ее солей, связанный с гемоглобином и в растворенном виде.

С02 образуется в тканях при окислительных процессах. В большинстве тканей Рсо2 составляет 50-60 мм рт. ст. (6,7-8 кПа). В крови, поступающей в артериальное конец капилляров, РаCO2 составляет около 40 мм рт. ст. (5,3 кПа). Наличие градиента заставляет С02 диффундировать из тканевой жидкости до капилляров. Чем активнее в тканях осуществляются процессы окисления, тем больше создается СОТ и тем больше Ртк.со2. Интенсивность окисления в различных тканях различна. В венозной крови, оттекающей от ткани, Pvco приближается к 50 мм рт. ст. (6,7 кПа). А в крови, оттекающей от почек, Pvco2 составляет около 43 мм рт. ст. Поэтому в смешанной венозной крови, поступающей в правого предсердия, в состоянии покоя Pvco2 равна 46 мм рт. ст. (6,1 кПа).

С02 растворяется в жидкостях активнее, чем 02. При РCO2 равный 40 мм рт. ст. (5,3 кПа), в 100 мл крови растворено 2,4-2,5 мл СОГ, что составляет примерно 5% от общего количества газа, который транспортируется кровью. Кровь, проходящая через легкие, отдает далеко не весь С02. Большая часть его остается в артериальной крови, поскольку соединения, которые образуются на основе С02, участвуют в поддержании кислотно-основного равновесия крови - одного из параметров гомеостаза.

Химически связанный С02 находится в крови в одной из трех форм:

- угольная кислота (Н2С03):

- бикарбонатный ион (НСОИ)

- карбогемоглобин (ННЬС02).

В форме угольной кислоты переносится только 7% СОГ, бикарбонатных ионов - 70%, карбогемоглобин - 23%.

С02, который проникает в кровь, сначала подвергается гидратации с образованием угольной кислоты: С02 + Н20 Н2СОз.

Эта реакция в плазме крови происходит медленно. В эритроците, куда С02 проникает по градиенту концентрации, благодаря специальному ферменту - карбоангидразы - этот процесс ускоряется примерно в 10 000 раз. Поэтому эта реакция происходит в основном в эритроцитах. Создаваемая здесь угольная кислота быстро диссоциирует на Н + и НСО3, чему способствует постоянное образование угольной кислоты: Н2С03=> Н+ + НСО3-.

При накоплении НСО3- в эритроцитах создается его градиент с плазмой. Возможность выхода НСО3-в плазму определяется условием: выход НСО3-должен сопровождаться одновременным выходом катиона или поступлением другого аниона. Мембрана эритроцита хорошо пропускает отрицательные, но плохо – положительные ионы. Чаще образования и выход НСО3-из эритроцитов сопровождается поступлением в клетку СИ. Это перемещение называют хлоридным сдвигом.

В плазме крови НСО3- взаимодействуя с катионами, создает соли угольной кислоты. В виде солей угольной кислоты транспортируется около 510 мл / л С02.

Кроме того, СО2 может связываться с белками: частично - с белками плазмы, но главным образом - с гемоглобином эритроцитов. При этом СО2 взаимодействует с белковой частью гемоглобина - глобина. Гем же остается свободным и сохраняет способность гемоглобина находиться одновременно в связи как с С02, так и 02. Таким образом, одна молекула НЬ может транспортировать оба газа.

В крови альвеолярных капилляров все процессы осуществляются в противоположном направлении. Главная из химических реакций - дегидратация - происходит в эритроцитах при участии той же карбоангидразы: Н+ + НСО3=>Н2С03 (Н20 + С02). Направление реакции определяется непрерывным выходом С02 с эритроцита в плазму, а из плазмы в альвеолы.

В легких в связи с постоянным его выделением происходит реакция диссоциации карбогемоглобин:

ННЬС02 +02 ННЬ02 + С02-> НЬ02 + Н + + С02.

Взаимосвязь транспорта кислорода и диоксида углерода. Форма кривой диссоциации оксигемоглобина влияет на содержание С02 в крови. Эта зависимость связана с тем, что дезоксигемоглобином является слабой кислотой, чем оксигемоглобин, и может присоединять более Н+. Вследствие этого при уменьшении содержания оксигемоглобина повышается степень диссоциации Н2СО3, а следовательно, увеличивается транспорт С02 кровью. Эта зависимость называется эффектом Холдейна.

Взаимосвязь обмена двуокиси углерода и кислорода ярко обнаруживается в тканях и легких. К тканям поступает оксигенированная кровь. Здесь под влиянием С02 усиливается диссоциация гемоглобина. Поэтому поступление кислорода в ткани способствует ускорению поглощения С02 кровью.В легких происходят обратные процессы. Поступление 02 снижает сродство крови к С02 и облегчает диффузию С02 в альвеолы. Это, в свою очередь, активизирует ассоциации гемоглобина с кислородом.

Избыток СО2 и ацидоз сдвигает кривую диссоциации вправо, а недостаток СО2 и алкалоз – влево (эффект Бора). В легких реакция взаимодействия гемоглобина с кислородом идет в сторону образования оксигемоглобина, т.к. венозная кровь имеет напряжение кислорода 40 мм рт. ст., а в альвеолярном воздухе парциальное давление кислорода составляет 100 мм рт. ст.

Химическое присоединение СО2. Напряжение СО2 в тканях составляет 60 мм.рт.ст., а в притекающей крови 50-60 мм.ст.рт. Благодаря этому СО2 переходит из ткани в кровь (46 мм.рт.ст.).
Основная форма связывания СО2 кровью - это образование бикарбонатов натрия и калия.
СО2 + Н2О = Н2СО3. Эта реакция обратима, ее направление зависит от количества СО2. Его увеличение сдвигает реакцию вправо, уменьшение - влево. Образующаяся угольная кислота диссоциирует:
Н2СО3=>Н+ + НСО3-. Следовательно, в эритроците образуются катионы Н+ и анионы НСО3-. Катионы водорода вступают в реакцию восстановления гемоглобина: Н+ + Нb =>ННb.

Анионы НСО3-- частично выходят из эритроцитов в плазму из-за разности концентраций. Таким образом, в плазме и в эритроцитах появляется значительное количество анионов НСО3 - , которые в плазме взаимодействуют с катионами натрия (55%), а в эритроцитах – калия(35%), образуя гидрокарбонаты Na и К.

Ключом всех этих реакций служит фермент карбоангидраза, который содержится в мембранах эритроцитов и катализирует обратимую реакцию соединения углекислого газа с водой.
Кроме того, небольшое количество углекислого газа (10%) транспортируется в виде карбогемоглобина - соединения СО2 с гемоглобином.

Константа диссоциации: рК = -log К.

Уравнение Гендерсона-Хассельбаха: рН= 6,1+ log (HCO3/0,03xPco2). С его помощью можно рассчитать рН раствора при условии, если известны значения молярной концентрации НСО3 и Рсо2. Из этого уравнения становится очевидным, что увеличение содержания НСО3 вызывает повышение рН, приводя к алкалозу. Увеличение Рсо2 снижает рН, смещая кислотно-щелочное равновесие в сторону ацидоза. Уравнение Гендерсона-Хассельбаха, дополнительно определяющее признаки нормального состояния рН и кислотно-щелочного равновесия во внеклеточной жидкости, позволяет понять механизмы физиологической регуляции содержания кислот и оснований во внеклеточной жидкости.

 

 


Поможем в написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой





Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 3014. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.025 сек.) русская версия | украинская версия
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7