Транспорт кровью со2. Роль карбоангидазы.
Углекислый газ транспортируется следующими путями:
Растворенный в плазме крови - около 25 мл / л.
Связанный с гемоглобином (карбгемоглобин) - 45 мл / л.
В виде солей угольной кислоты - букарбонаты калия и натрия в плазме крови - 510 мл / л.
Таким образом, в состоянии покоя кровь транспортирует 580 мл углекислого газа в 1 л. Итак, основной формой транспорта СО2 является бикорбонаты плазмы, образующихся благодаря активному протеканию карбоангидразнои реакции.
В эритроцитах содержится фермент карбоангидраза (КГ), который катализирует взаимодействие углекислого газа с водой с образованием угольной кислоты, распадается с образованием бикарбонатного иона и протона. Бикарбонат внутри эритроцита взаимодействует с ионами калия, выделяемых из калиевой соли гемоглобина при восстановлении последнего. Так внутри эритроцита образуется бикарбонат калия. Но бикарбонатно ионы образуются в значительной концентрации и поэтому по градиенту концентрации (в обмен на ионы хлора) поступают в плазму крови. Так в плазме образуется бикарбонат натрия. Протон, образовавшегося при диссоциации угольной кислоты, реагирует с гемоглобином с образованием слабой кислоты ННb.
В капиллярах легких эти процессы идут в обратном направлении. С ионов водорода и бикарбонатных ионов образуется угольная кислота, которая быстро распадается на углекислый газ и воду. Углекислый газ удаляется наружу.
Газообмен в тканях.
Газообмен в тканях подчиняется тем же закономерностям, что и газообмен в легких (диффузия газов идет по направлению градиентов их напряжения, ее скорость зависит от напряжения газов, площади кровеносных капилляров, толщины диффузионного слоя и свойств газов).
Газообмен кислорода. Напряжение кислорода в тканевых структурах зависит от степени удаления этой структуры от кровеносных капилляров. В наиболее удаленных от капилляра участках ткани (в так называемом мертвом углу) оно может быть 0—1 мм рт.ст., а в начальном участке капилляра около 90 мм рт.ст. Таким образом, градиент напряжения кислорода между кровью и клетками ткани может достигать 90 мм рт.ст. В венозном конце капилляра р02снижается до 40 мм рт.ст., и прилежащие к этому участку клетки имеют худшие условия доставки кислорода. Межкапиллярное расстояние в сердечной мышце составляет около 25 мкм, в коре большого мозга — 40 мкм, в скелетных мышцах — 80 мкм. Для нормального течения окислительных процессов в клетках достаточно напряжения кислорода, равного 1 мм рт.ст.
Газообмен углекислого газа. Градиент напряжения углекислого газа между притекающей кровью и клетками, окружающими капилляр ткани, может достигать 40 мм рт.ст. (40 мм рт.ст. в артериальной крови идо 60—80 мм рт.ст. в глубоких слоях клеток). Эта сила обеспечивает выход углекислого газа в капиллярную кровь, напряжение углекислого газа вНей повышается до 46 мм рт.ст., а содержание углекислого газа До 56—58 об. %. Около четверти углекислого газа, выходящегоИзткани в кровь, связывается с гемоглобином, остальнаяЧасть благодаря ферменту карбоангидразе соединяется с водойиобразует угольную кислоту, которая быстро нейтрализуетсяпУтем присоединения ионовNa+ и К+и в виде бикарбонатов транспортируется к легким. Поскольку ткани (особенно жировая и костная) содержат большое количество растворенного и связанного углекислого газа, они могут выполнять роль буфера, захватывая углекислый газ при гиперкапнии и отдавая при гипокапнии.