Транспорт углекислого газа кровью. Венозная кровь содержит около 58% по объему (580 мл/л) углекислого газа, который транспортируется тремя путями:
1) в физически растворенном состоянии: 2,5-3% по объему,
2) в виде кислых солей угольной кислоты: 51% по объему,
3) в виде карбогемоглобина: 4,5% по объему.
Углекислый газ Связывание углекислого газа кровью зависит от физически растворенного количества, точнее от его парциального напряжения. В клетках организма в результате обмена веществ С02 постоянно образуется и проникает в тканевые капилляры по разнице парциального давления. Проходя через плазму, углекислый газ проникает в эритроциты, где соединяется с водой с образованием угольной кислоты. Фермент карбоангидраза (К-А), обнаруженный в эритроцитах, катализирует (ускоряет в 15 000-20 000 раз) реакцию образования угольной кислоты. В легких он действует в обратном направлении. Этот фермент отсутствует в плазме крови, поэтому взаимодействие углекислого газа и воды происходит только в эритроцитах. За счет химических связей напряжение углекислого газа в эритроцитах остается невысоким, что обеспечивает его постоянное проникновение в эритроциты. Высвобождение оксигемоглобина в тканях сопровождается повышением способности крови связывать углекислый газ (эффект Холдена) и наоборот. В тканевых капиллярах кислород превращается в KHb, отдавая в артериальную кровь KHbO2. Угольная кислота, будучи более сильной кислотой, реагирует с KHb с образованием бикарбоната калия и HHb. KHbO2+H2CO3->HHb2+KHCO3+O2
Регенерированный гемоглобин легко образует HHbCO2, карбогемоглобин, за счет карбаминовой связи с CO2. В результате выделения угольной кислоты увеличивается концентрация НСОз в эритроцитах. мембрана эритроцитов проницаема для анионов, поэтому часть НСОз поступает в плазму крови. Плазменный NaCl расщепляется на Na+ и Cl. Na+ соединяется с НСОз с образованием бикарбоната натрия (NaHCOз). Вместо уходящих анионов НСОз- в эритроциты поступают анионы Сl, отрицательные заряды хлора уравновешиваются ионами К+. Это явление было названо хлоридным сдвигом или сдвигом Гамбургера. В связи с тем, что в эритроцитах тканевых капилляров повышается осмотическое давление, вода из плазмы проникает в эритроциты. Поэтому объем эритроцитов при кровообращении в венах несколько увеличивается. Так, в эритроцитах капилляров кровообращения образуется гидрокарбонат калия (КНСО), карбогемоглобин (ННЬСО2), а в плазме крови — гидрокарбонат натрия (NaHCO3). Эти соединения, а также физически растворенный углекислый газ транспортируются в легкие.
В легочных капиллярах Напряжение СО2 падает, что сопровождается отделением СО2 от карбоксигемоглобина и проникновением его в легкие. Высокое парциальное давление кислорода в альвеолах вызывает его проникновение в легочные капилляры, где он соединяется с восстановленным гемоглобином с образованием оксигемоглобина, который, будучи более сильной кислотой, чем угольная кислота, соединяет с собой ионы К+ из гидрокарбонатно-калиевых обменных реакций с образованием КНbO2 . А оксигемоглобин служит источником К+, необходимого для связывания угольной кислоты в виде бикарбоната в тканях. При снижении напряжения СО2 фермент карбоангидраза ускоряет распад Н2СО3 в эритроцитах на Н2О и СО2. Деактивированный СО проникает в легкие. В ответ на НСОз ионы перемещаются из плазмы в эритроциты, а Сl поступает в плазму крови, обеспечивая электростатическое равновесие. Здесь соединение с Na+ снова образует NaCl. в эритроцитах НС03′ соединяется с Н с образованием Н2С03, которая также расщепляется на Н2О и СО2, и последняя проникает в везикулы. Таким образом, 100 мл крови отдает в легкие 5-6 мл СО2 (кровь также получает столько же СО2 из тканей). Таким образом, в капиллярах легких венозная кровь превращается в артериальную.
