Transport van kooldioxide in het bloed
Koolstofdioxidemoleculen worden in het bloed van lichaamsweefsels naar de longen getransporteerd volgens een van de drie methoden: direct oplossen in het bloed, binden aan hemoglobine, of als bicarbonaation. Verschillende eigenschappen van kooldioxide in het bloed beïnvloeden het transport ervan. Ten eerste is kooldioxide beter oplosbaar in bloed dan zuurstof., Ongeveer 5 tot 7 procent van alle kooldioxide wordt opgelost in het plasma. Ten tweede kan kooldioxide zich binden aan plasma-eiwitten of rode bloedcellen binnendringen en zich binden aan hemoglobine. Deze vorm transporteert ongeveer 10 procent van het koolstofdioxide. Wanneer kooldioxide bindt aan hemoglobine, wordt een molecuul genaamd carbaminohemoglobine gevormd. Binding van kooldioxide aan hemoglobine is reversibel. Daarom, wanneer het de longen bereikt, kan de kooldioxide vrij los van de hemoglobine en worden verdreven uit het lichaam.,
ten derde wordt het merendeel van de koolstofdioxidemoleculen (85%) vervoerd als onderdeel van het bicarbonaatbuffersysteem. In dit systeem verspreidt kooldioxide in de rode bloedcellen. Koolzuuranhydrase (CA) in de rode bloedcellen zet het kooldioxide snel om in koolzuur (H2CO3). Koolzuur is een onstabiel tussenmolecuul dat onmiddellijk dissocieert in (HCO-3) en waterstof (H+) ionen. Aangezien kooldioxide snel wordt omgezet in bicarbonaationen, zorgt deze reactie voor de voortdurende opname van kooldioxide in het bloed naar beneden zijn concentratiegradiënt., Het resulteert ook in de productie van H+ – ionen. Als er te veel H+ wordt geproduceerd, kan dit de pH van het bloed veranderen. hemoglobine bindt zich echter aan de vrije H + – ionen en beperkt zo de pH-verschuiving. het nieuw gesynthetiseerde bicarbonaation wordt uit de rode bloedcel getransporteerd naar de vloeibare component van het bloed in ruil voor een chloride– ion (Cl -); dit wordt de
genoemd. Wanneer het bloed de longen bereikt, wordt het bicarbonaat-ion terug naar de rode bloedcel getransporteerd in ruil voor het chloride-ion. Het H + – ion dissocieert van het hemoglobine en bindt zich aan het bicarbonaation., Dit produceert het koolzuur tussenproduct, dat weer wordt omgezet in kooldioxide door de enzymatische werking van CA. Het geproduceerde koolstofdioxide wordt via de longen uitgestoten tijdens de uitademing.
het voordeel van het bicarbonaatbuffersysteem is dat kooldioxide in het bloed wordt “opgezogen” met weinig verandering in de pH van het systeem. Dit is belangrijk omdat er slechts een kleine verandering in de totale pH van het lichaam nodig is voor ernstig letsel of overlijden., De aanwezigheid van dit bicarbonaatbuffersysteem maakt het ook mogelijk om op grote hoogte te reizen en te leven: wanneer de gedeeltelijke druk van zuurstof en kooldioxide op grote hoogte verandert, past het bicarbonaatbuffersysteem zich aan om kooldioxide te reguleren met behoud van de juiste pH in het lichaam.
koolmonoxidevergiftiging
hoewel kooldioxide gemakkelijk kan associëren en scheiden van hemoglobine, kunnen andere moleculen zoals koolmonoxide (CO) dat niet. Koolmonoxide heeft een grotere affiniteit voor hemoglobine dan zuurstof., Daarom, wanneer koolmonoxide aanwezig is, bindt het zich bij voorkeur aan hemoglobine boven zuurstof. Als gevolg hiervan kan zuurstof niet binden aan hemoglobine, dus er wordt zeer weinig zuurstof door het lichaam getransporteerd (figuur 20.22). Koolmonoxide is een kleurloos, geurloos gas en is daardoor moeilijk te detecteren. Het wordt geproduceerd door voertuigen en gereedschappen op gas. Koolmonoxide kan hoofdpijn, verwarring en misselijkheid veroorzaken; langdurige blootstelling kan hersenbeschadiging of de dood veroorzaken. Het toedienen van 100 procent (zuivere) zuurstof is de gebruikelijke behandeling voor koolmonoxide vergiftiging., Toediening van zuivere zuurstof versnelt de scheiding van koolmonoxide uit hemoglobine.
samenvatting
hemoglobine is een eiwit dat wordt aangetroffen in rode bloedcellen en bestaat uit twee alfa-en twee bèta-subeenheden die een ijzerhoudende heemgroep omringen. Zuurstof bindt deze heemgroep gemakkelijk. Het vermogen van zuurstof om te binden neemt toe naarmate meer zuurstofmoleculen zijn gebonden aan heme., Ziektetoestanden en veranderde omstandigheden in het lichaam kunnen het bindende vermogen van zuurstof beïnvloeden en het vermogen om te scheiden van hemoglobine verhogen of verlagen.
kooldioxide kan via drie methoden door het bloed worden getransporteerd. Het wordt direct opgelost in het bloed, gebonden aan plasma-eiwitten of hemoglobine, of omgezet in bicarbonaat. Het grootste deel van het koolstofdioxide wordt getransporteerd als onderdeel van het bicarbonaatsysteem. Kooldioxide verspreidt zich in rode bloedcellen., Binnenin zet koolzuuranhydrase kooldioxide om in koolzuur (H2CO3), dat vervolgens wordt gehydrolyseerd tot bicarbonaat (HCO−3) en H+. Het H + – ion bindt zich aan hemoglobine in rode bloedcellen en bicarbonaat wordt uit de rode bloedcellen getransporteerd in ruil voor een chloride-ion. Dit wordt de chloride shift genoemd. Bicarbonaat verlaat de rode bloedcellen en komt in het bloedplasma. In de longen wordt bicarbonaat terug naar de rode bloedcellen getransporteerd in ruil voor chloride., H + distantieert van hemoglobine en combineert met bicarbonaat om koolzuur te vormen met behulp van koolzuuranhydrase, die verder de reactie katalyseert om koolzuur Terug om te zetten in kooldioxide en water. Het koolstofdioxide wordt vervolgens uit de longen verwijderd.
oefeningen
- de nieren zijn verantwoordelijk voor het verwijderen van overtollige H+ – ionen uit het bloed. Als de nieren falen, wat gebeurt er dan met de pH van het bloed en de hemoglobine-affiniteit voor zuurstof?
- welke van de volgende factoren zal de overdracht van zuurstof naar weefsels niet vergemakkelijken?,
- verlaagde lichaamstemperatuur
- verlaagde pH van het bloed
- verhoogde kooldioxide
- verhoogde inspanning
- het grootste deel van de kooldioxide in het bloed wordt getransporteerd door_________.
- binding aan hemoglobine
- oplossen in het bloed
- conversie naar bicarbonaat
- binding aan plasma-eiwitten
- het grootste deel van de zuurstof in het bloed wordt getransporteerd door_________.,
- oplossen in het bloed
- wordt vervoerd als bicarbonaationen
- binding aan bloedplasma
- binding aan hemoglobine
- Wat zou er gebeuren als er geen koolzuuranhydrase aanwezig was in rode bloedcellen?
- hoe redt de toediening van 100% zuurstof een patiënt van koolmonoxidevergiftiging? Waarom zou het geven van koolstofdioxide niet werken?
antwoorden
- De pH van het bloed zal dalen en de hemoglobine-affiniteit voor zuurstof zal afnemen.,
- A
- C
- D
- zonder koolzuuranhydrase wordt kooldioxide niet gehydrolyseerd tot koolzuur of bicarbonaat. Daarom zou zeer weinig kooldioxide (slechts 15 procent) worden vervoerd in het bloed weg van de weefsels.
- koolmonoxide heeft een hogere affiniteit voor hemoglobine dan zuurstof. Dit betekent dat koolmonoxide zich bij voorkeur bindt aan hemoglobine boven zuurstof. Toediening van 100 procent zuurstof is een effectieve therapie omdat bij die concentratie zuurstof de koolmonoxide uit de hemoglobine zal verplaatsen.