Транспорт углекислого газа

Перенос СО₂ из клеток тканей в кровь тоже происходит путем диффузии, т.е. в силу разности напряжений СО₂ по обе стороны гемато-паренхиматозного барьера, поскольку среднее значение СО₂ в артериальной крови составляет около 40 мм.рт.ст., в то время как в клетках эта величина достигает 60 мм.рт.ст. Локально парциальное давление углекислого газа, а следовательно и скорость его диффузии, определяются в значительной мере скоростью продукции СО₂ в клетках (т.е. интенсивностью окислительных процессов в том или ином органе).

 

 

Рисунок 10. Транспорт углекислого газа кровью

КА – карбоангидраза эритроцитов

 

Поступающий в плазму из тканей углекислый газ диффундирует в эритроциты, где под действием фермента карбоангидразы превращается в угольную кислоту (рис. 10, 11). В плазме этого фермента нет, а в эритроцитах он увеличивает скорость реакции в 20000 раз. Так как при этом происходит освобождение кислорода из оксигемоглобина и образуется гемоглобин, который является более слабой кислотой, чем оксигемоглобин, угольная кислота вытесняет из гемоглобина калий и образуется бикарбонат калия. Избыток бикарбонатного аниона проникает в плазму, соединяется с натрием и образует бикарбонат натрия. Ионное равновесие поддерживается поступлением в эритроцит анионов хлора. В этом процессе важная роль принадлежит мембране эритроцита, обладающей очень слабой проницаемостью для катионов и высокой проницаемостью для анионов.

При прохождении крови через легочные капилляры происходит обратный процесс и двуокись углерода выделяется из крови в полость альвеол – рядом с бикарбонатом калия эритроцитов появляется более сильная, чем угольная, кислота: оксигемоглобин.

 

Рисунок 11 Транспортные формы углекислого газа

Часть углекислого газа соединяется в эритроцитах с дезоксигемоглобином через аминогруппы, образуя кардаминовые соединения. Реакция протекает следующим образом:

HbNH₂+ CO₂ ó HbNHCOOH óHbNHCOO^- + H⁺

 

Основные транспортные формы углекислого газа:

1. в виде бикарбонатов калия и натрия в эритроцитах и плазме 80 – 90 %

2. в виде карбаминовых соединений гемоглобина – 5 – 15 %

3. в физически растворенном виде – 5 – 10 %

 

Таким образом, рассматривая все звенья газотранспортной цепи в комплексе (рисунки 12 А и Б) можно увидеть, что парциальные давления (напряжения) дыхательных газов образуют своего рода каскады, по которых поток кислорода движется из атмосферы к тканям, а поток СО₂ – в обратном направлении. На пути этих каскадов чередуются механизмы конвективного и диффузионного переноса, дополняя друг друга.

 

Рисунок 12А Этапы транспорта кислорода и углекислого газа

 

 

Рисунок 12Б.