Oxid uhličitý (CO2) je hlavní odpadní produkt aerobní respirace. Příliš mnoho nebo příliš málo CO2 v krvi může vést k vážným následkům. Tento článek se bude zabývat transportem CO2 v krvi, jeho úlohou při udržování pH krve a také tím, co se může stát, když je CO2 narušen.
oxid uhličitý v krvi
je důležité zdůraznit roli CO2 v krvi., Hlavní role CO2 je regulovat pH krve – to je mnohem důležitější, že přepravu CO2 do plic výdech.
Obrázek 1 ukazuje, jak se CO2 rozpouští v krvi. Přeměna kyseliny uhličité (H2CO3) na vodík a hydrogenuhličitanový iont (H+ + HCO3 -) je téměř okamžitá. Malé množství rozpuštěného CO2 produkuje malé zvýšení vodíkových iontů, který je schopen měnit pH krve. Podíl CO2 na HCO3 – je zásadní a vysvětluje, proč k tomu dochází.
tento poměr je zhruba 1: 20., Proto vzestup 1 CO2 vyžaduje odpovídající vzestup 20 HCO3-aby se zabránilo změnám pH krve pufrováním zvýšení kyselosti. Jak je podrobně popsáno v reakci výše pouze 1 HCO3 -, je generován z každého CO2, proto se pH krve stane kyselejším kvůli přebytku vodíkových iontů. Proto musí existovat alternativní způsob přepravy, aby se zabránilo těžké acidóze pokaždé, když si oddechneme a vytvoříme CO2.
Způsoby Dopravy
CO2 je transportován v krvi do 3 způsoby; jako hydrogen uhličitan (HCO3-), jako carbamino sloučeniny a jako rozpuštěný CO2.,
sloučeniny Karbaminu
přibližně 30% všech CO2 je transportováno jako sloučeniny karbamina. Při vysokých koncentracích se oxid uhličitý přímo váže na aminokyseliny a aminové skupiny hemoglobinu za vzniku karbaminohaemoglobinu. Tvorba karbaminu je nejúčinnější na periferii, kde je produkce CO2 vysoká díky buněčnému dýchání.
Haldanový účinek také přispívá k tvorbě karbaminových sloučenin. To znamená, že tam, kde je koncentrace O2 nižší (jako v aktivních periferiích, kde se spotřebovává O2), se zvyšuje nosnost CO2 krve., Důvodem je uvolnění O2 z Hb podporuje vazbu CO2.
Tvorba carbamino sloučenin dosahuje 2 góly:
- Stabilizace pH – CO2 je schopen opustit krevní buňky přispět ke změnám v pH
- Bohrův efekt – stabilizuje T stav hemoglobinu, podpora uvolňování O2 z jiné podjednotky hemoglobinu do tkání, které jsou nejvíce aktivní, prochází většina dýchání a produkují nejvíce CO2
Když se krvinka dostane oblastech vysoké koncentrace O2, znovu (např. plíce), je preferenčně váže O2 znovu., Tento stabilizuje R státu, podpora uvolňování CO2 (Haldane efekt), což umožňuje více O2, aby se zvedl a přepravovány v krvi.
HCO3 – ionty
60% všech CO2 je transportováno produkcí HCO3-iontů v červených krvinkách. To je vysvětleno v níže uvedeném diagramu (Obrázek 2). CO2 difunduje do červených krvinek a je přeměněn na H+ a HCO3 – enzymem zvaným karboanhydráza. Tento HCO3-je transportován zpět do krve přes chlorid-hydrogenuhličitanový výměník (aka aniontový výměník / AE). HCO3-nyní může působit jako pufr proti jakémukoli vodíku v krevní plazmě.,
H+ vytvořený karboanhydrázy reakce v červené krevní buňky se váže na hemoglobin vyrábět porinu. To přispívá k Bohr efektu, protože uvolňování O2 z hemoglobinu je podporováno v aktivních tkáních, kde je koncentrace H+ vyšší. To také zabraňuje vodík vstupující do krve, nižší pH, stabilizuje pH.
Když červené krvinky do plic, kyslík se váže na hemoglobin a podporuje R stavu, který umožňuje uvolňování H+ iontů. Tyto vodíkové ionty stanou volně reagovat s bikarbonátové ionty produkovat CO2 a H2O, kde CO2 je vydechován., Vysoké koncentrace O2 tak snižují nosnost CO2 krve v souladu s Haldanovým účinkem.
rozpuštěný v plazmě
přibližně 10% všech CO2 je transportováno rozpuštěno v plazmě. Množství plynu rozpuštěného v kapalině závisí na jeho rozpustnosti a částečném tlaku plynu. CO2 je velmi rozpustný ve vodě (23x rozpustnější než O2) a parciální tlak inspirovaného CO2 je ~40mmHg. Navzdory své rozpustnosti je v plazmě skutečně transportována pouze menšina celkového CO2 v krvi.,
parciální tlak je však vyšší na periferii, kde tkáně produkují CO2 a nižší v alveolech, kde se uvolňuje CO2. To umožňuje více CO2, které mají být rozpuštěny v obvodu, zatímco se uvolňuje do fáze plynu v alveolech, kde jsou částečné tlaky nižší.
Klinický Význam – Metabolická Acidóza
Acidóza se vyskytuje při pH krve klesne pod 7.35 a mohou být široce klasifikovaný do metabolické a respirační acidóze.
metabolická acidóza může být důsledkem přebytku produkce H+ nebo snížení HCO3 – pufru., Stav jako diabetická ketoacidóza může zvýšit produkci kyseliny, zatímco porucha samotných ledvin, jako jsou chronické onemocnění ledvin může snížit HCO3 – produkce.
v takových případech se dýchací systém pokouší kompenzovat zvýšením rychlosti dýchání (hyperventilace). To umožňuje „odfouknout“ nějaký CO2, který snižuje kyselost krve. Nicméně, hlavní oprava musí být provedena ledvinami, který může zvýšit vylučování vodíku snížení kyselosti krve a zvýšení reabsorpce bikarbonátu umožnit zvýšení pufrační krve kyselost.,
příznaky acidózy zahrnují rychlé dýchání (vyfukování CO2), zmatenost, únavu a bolesti hlavy. Je důležité ji identifikovat, protože se může mýlit s intoxikací.