dioxidul de Carbon (CO2) este principalul produs rezidual al respirației aerobe. Prea mult sau prea puțin CO2 în sânge poate duce la consecințe grave. Acest articol va lua în considerare transportul CO2 în sânge, rolul său în menținerea pH-ului sângelui și, de asemenea, ce se poate întâmpla atunci când CO2 este afectat.
dioxid de Carbon în sânge
este important să evidențiem rolul CO2 în sânge., Rolul principal al CO2 este de a regla pH – ul sângelui-acest lucru este mult mai important ca transportul CO2 în plămâni pentru expirație.figura 1 arată modul în care CO2 se dizolvă în sânge. Conversia acidului carbonic (H2CO3) într-un ion de hidrogen și bicarbonat (H+ + HCO3 -) este aproape instantanee. O cantitate mică de CO2 dizolvat produce o creștere mică în ioni de hidrogen, care este capabil de a modifica pH – ul sanguin. proporția de CO2 la HCO3-este critică și explică de ce se întâmplă acest lucru.acest raport este de aproximativ 1: 20., Prin urmare, o creștere de 1 CO2 necesită o creștere corespunzătoare de 20 HCO3 – pentru a preveni modificările pH-ului sanguin prin tamponarea creșterii acidității. Așa cum este detaliat în reacția de mai sus, numai 1 HCO3 -, este generat din fiecare CO2, prin urmare, pH-ul sângelui va deveni mai acid datorită excesului de ioni de hidrogen. Prin urmare, trebuie să existe o metodă alternativă de transport pentru a preveni acidoza severă de fiecare dată când respirăm și creăm CO2.
metode de Transport
CO2 este transportat în sânge în 3 moduri; ca carbonat acid (HCO3-), ca compuși carbamino și ca CO2 dizolvat.,
compuși Carbamino
aproximativ 30% din totalul CO2 este transportat ca compuși carbamino. La concentrații mari, dioxidul de carbon se leagă direct de aminoacizi și de grupele aminice ale hemoglobinei pentru a crea carbamino-hemoglobină. Formarea Carbamino este cea mai eficientă la periferie, unde producția de CO2 este ridicată datorită respirației celulare.efectul Haldan contribuie, de asemenea, la formarea compușilor carbamino. Adică, în cazul în care concentrația de O2 este mai mică (ca în periferiile active în care se consumă O2), capacitatea de transport a CO2 a sângelui este crescută., Acest lucru se datorează faptului că eliberarea de O2 din Hb promovează legarea CO2.
Formarea de compuși carbamino atinge 2 obiective:
- Stabilizarea pH – CO2 este în imposibilitatea de a părăsi celula de sânge pentru a contribui la schimbări în pH-ul
- efect Bohr – se stabilizează T stat de hemoglobină, care promovează eliberarea de O2 de la alte subunități ale hemoglobinei în țesuturi care sunt cele mai active, curs de cele mai multe respirația și produce cele mai de CO2
atunci Când celula de sânge ajunge la zonele mai înalte concentrații de O2 din nou (cum ar fi plămânii), acesta se leagă preferențial de O2 din nou., Aceasta stabilizează starea R, promovând eliberarea de CO2 (efect Haldan), permițând prelevarea și transportul în sânge a unei cantități mai mari de O2.
HCO3-ioni
60% din totalul CO2 este transportat prin producerea de ioni HCO3 în globulele roșii. Acest lucru este explicat în diagrama de mai jos (Figura 2). CO2 difuzează în celulele roșii din sânge și este transformat în H+ și HCO3 – printr-o enzimă numită anhidrază carbonică. Acest HCO3-este transportat înapoi în sânge printr-un schimbător de clorură-bicarbonat (aka schimbător de anioni/AE). HCO3 – poate acționa acum ca un tampon împotriva oricărui hidrogen din plasma sanguină.,
H+ creat de reacția anhidrazei carbonice din globulele roșii se leagă de hemoglobină pentru a produce deoxihemoglobină. Aceasta contribuie la efectul Bohr, deoarece eliberarea de O2 din hemoglobină este promovată în țesuturile active, unde concentrația de H+ este mai mare. De asemenea, previne pătrunderea hidrogenului în sânge pentru a scădea pH-ul, stabilizând pH-ul.
când globulele roșii ajung în plămâni, oxigenul se leagă de hemoglobină și favorizează starea R, permițând eliberarea ionilor H+. Acești ioni de hidrogen devin liberi să reacționeze cu ioni de bicarbonat pentru a produce CO2 și H2O, unde CO2 este expirat., Astfel, concentrațiile mari de O2 reduc capacitatea de transport a CO2 a sângelui, în conformitate cu efectul Haldan.
dizolvat în plasmă
aproximativ 10% din totalul de CO2 este transportat dizolvat în plasmă. Cantitatea de gaz dizolvată într-un lichid depinde de solubilitatea acestuia și de presiunea parțială a gazului. CO2 este foarte solubil în apă (23x mai solubil decât O2), iar presiunea parțială a CO2 inspirat este ~40mmhg. În ciuda solubilității sale, doar o minoritate din totalul CO2 din sânge este de fapt transportată dizolvată în plasmă.,cu toate acestea, presiunea parțială este mai mare în periferia unde țesuturile produc CO2 și mai mică la alveolele unde se eliberează CO2. Acest lucru permite mai mult CO2 să fie dizolvat în periferie în timp ce este eliberat în faza gazoasă la Alveole unde presiunile parțiale sunt mai mici.
relevanța clinică – acidoza metabolică
acidoza apare atunci când pH-ul sângelui scade sub 7,35 și poate fi clasificat în linii mari în acidoză metabolică și respiratorie.acidoza metabolică poate rezulta dintr – un exces de producție H+ sau o reducere a tamponului HCO3., Stare cum ar fi cetoacidoza diabetică poate crește producția de acid, în timp ce o tulburare a rinichilor înșiși, cum ar fi în boala renală cronică, poate reduce producția de HCO3.în astfel de cazuri, sistemul respirator încearcă să compenseze prin creșterea ratei de respirație (hiperventilație). Acest lucru permite „suflarea” unor CO2 reducând aciditatea sângelui. Cu toate acestea, corecția principală trebuie realizată de rinichi, care poate crește atât excreția de hidrogen pentru a reduce aciditatea sângelui, cât și pentru a crește reabsorbția bicarbonatului pentru a permite tamponarea crescută a acidității sângelui.,simptomele acidozei includ respirația rapidă (pentru a elimina CO2), confuzia, oboseala și durerea de cap. Este important să o identificați, deoarece poate fi confundată cu intoxicația.