Le dioxyde de carbone (CO2) est le principal déchet de la respiration aérobie. Trop ou trop peu de CO2 dans le sang peut entraîner de graves conséquences. Cet article examinera le transport du CO2 dans le sang, son rôle dans le maintien du pH sanguin et également ce qui peut arriver lorsque le CO2 est altéré.
Dioxyde de Carbone dans le Sang
Il est important de souligner le rôle du CO2 dans le sang., Le rôle principal du CO2 est de réguler le pH du sang-c’est beaucoup plus important que le transport du CO2 vers les poumons pour l’expiration.
la Figure 1 montre comment le CO2 se dissout dans le sang. La conversion de l’acide carbonique (H2CO3) en un ion hydrogène et bicarbonate (H+ + HCO3-) est presque instantanée. Une petite quantité de CO2 dissous produit Une petite augmentation des ions hydrogène qui est capable de modifier le pH sanguin. la proportion de CO2 en HCO3 – est critique et explique pourquoi cela se produit.
ce rapport est d’environ 1:20., Par conséquent, une augmentation de 1 CO2 nécessite une augmentation correspondante de 20 HCO3 – pour éviter les altérations du pH sanguin en tamponnant l’augmentation de l’acidité. Comme détaillé dans la réaction ci-dessus seulement 1 HCO3 -, est généré à partir de chaque CO2, donc le pH sanguin deviendra plus acide en raison de l’excès d’ions hydrogène. Il doit donc y avoir une autre méthode de transport pour prévenir l’acidose sévère chaque fois que nous respirons et créons du CO2.
méthodes de Transport
le CO2 est transporté dans le sang de 3 façons; sous forme d’hydrogénocarbonate (HCO3-), de composés carbamino et de CO2 dissous.,
Carbamino Composés
Environ 30% de tout le CO2 est transporté par carbamino composés. À des concentrations élevées, le dioxyde de carbone se lie directement aux acides aminés et aux groupes amines de l’hémoglobine pour créer de la carbaminohémoglobine. La formation de Carbamino est plus efficace à la périphérie où la production de CO2 est élevée en raison de la respiration cellulaire.
L’effet Haldane contribue également à la formation de composés carbamino. C’est-à-dire que lorsque la concentration en O2 est plus faible (comme dans les périphéries actives où L’O2 est consommé), la capacité de charge en CO2 du sang est augmentée., En effet, la libération D’O2 par Hb favorise la liaison du CO2.
la Formation de composés carbamino atteint 2 Objectifs:
- stabilisation du pH – le CO2 ne peut pas quitter la cellule sanguine pour contribuer aux changements du pH
- effet Bohr – il stabilise L’état T de l’hémoglobine, favorisant la libération D’O2 des autres sous-unités de l’hémoglobine dans les tissus les plus actifs, subissant le plus de respiration et produisant le plus de CO2
lorsque la cellule sanguine atteint à nouveau des zones de fortes concentrations D’O2 (telles que comme les poumons), il lie préférentiellement O2 à nouveau., Cela stabilise L’état R, favorisant la libération de CO2 (effet Haldane) permettant à plus D’O2 d’être capté et transporté dans le sang.
ions HCO3
60% de tout le CO2 est transporté par la production d’ions HCO3 dans les globules rouges. Ceci est expliqué dans le diagramme ci-dessous (Figure 2). Le CO2 se diffuse dans les globules rouges et est converti en h+ et HCO3 – par une enzyme appelée anhydrase carbonique. Ce HCO3-est transporté de nouveau dans le sang par l’intermédiaire d’un échangeur de chlorure-bicarbonate (aka échangeur d’anions/AE). Le HCO3-peut maintenant agir comme un tampon contre tout hydrogène dans le plasma sanguin.,
Le h+ créé par la réaction de l’anhydrase carbonique dans le globule rouge se lie à l’hémoglobine pour produire de la désoxyhémoglobine. Cela contribue à L’effet Bohr car la libération D’O2 par l’hémoglobine est favorisée dans les tissus actifs où la concentration en H+ est plus élevée. Il empêche également l’hydrogène d’entrer dans le sang pour abaisser le pH, stabilisant le pH.
lorsque les globules rouges atteignent les poumons, l’oxygène se lie à l’hémoglobine et favorise l’état R, permettant la libération D’ions H+. Ces ions hydrogène deviennent libres de réagir avec les ions bicarbonate pour produire du CO2 et du H2O, où le CO2 est expiré., Ainsi, les concentrations élevées D’O2 réduisent la capacité de charge de CO2 du sang, conformément à l’effet Haldane.
Dissous dans le Plasma
Environ 10% de tout le CO2 est transporté dissous dans le plasma. La quantité de gaz dissous dans un liquide dépend de sa solubilité et de la pression partielle du gaz. Le CO2 est très soluble dans l’eau (23 fois plus soluble que L’O2) et la pression partielle du CO2 inspiré est de ~40 mmHg. Malgré sa solubilité, seule une minorité du CO2 total dans le sang est effectivement transporté dissous dans le plasma.,
la pression partielle est cependant plus élevée à la périphérie où les tissus produisent du CO2 et plus faible aux alvéoles où le CO2 est libéré. Cela permet de dissoudre plus de CO2 dans la périphérie tandis qu’il est libéré dans la phase gazeuse au niveau des alvéoles où les pressions partielles sont plus faibles.
pertinence clinique – acidose métabolique
L’acidose survient lorsque le pH du sang tombe en dessous de 7,35 et peut être classifiée en acidose métabolique et respiratoire.
l’acidose métabolique peut résulter d’un excès de production de H+ ou d’une réduction du tampon HCO3., Condition telle que l’acidocétose diabétique peut augmenter la production d’acide, tandis qu’un trouble des reins eux-mêmes comme dans la maladie rénale chronique peut réduire HCO3 – production.
Dans de tels cas, le système respiratoire tente de compenser en augmentant le taux de respiration (hyperventilation). Cela permet de « souffler » du CO2 en réduisant l’acidité du sang. Cependant, la correction principale doit être effectuée par les reins qui peuvent à la fois augmenter l’excrétion d’hydrogène pour réduire l’acidité du sang et augmenter la réabsorption du bicarbonate pour permettre une augmentation du tampon de l’acidité du sang.,
Les symptômes de l’acidose comprennent la respiration rapide (pour évacuer le CO2), la confusion, la fatigue et les maux de tête. Il est important de l’identifier, car il peut être confondu avec l’intoxication.