mécanisme
Il existe trois moyens par lesquels le dioxyde de carbone est transporté dans la circulation sanguine des tissus périphériques vers les poumons: (1) un gaz dissous, (2) sous forme de bicarbonate et (3) sous forme de carbaminohémoglobine liée à l’hémoglobine (et à d’autres protéines). Lorsque le dioxyde de carbone se diffuse dans la circulation sanguine à partir des tissus périphériques, environ 10% de celui-ci reste dissous dans le plasma ou la matrice de liquide extracellulaire du sang, à une pression partielle d’environ 45 mmHg., La plupart du dioxyde de carbone diffusant à travers les capillaires et finalement dans les globules rouges se combine avec l’eau via une réaction chimique catalysée par l’enzyme anhydrase carbonique catalyse, formant de l’acide carbonique. L’acide carbonique se dissocie presque immédiatement en un anion bicarbonate (HCO3 -) et un proton. Ainsi, le bicarbonate est le principal moyen par lequel le dioxyde de carbone est transporté dans la circulation sanguine selon L’équation CO2 + H2O <> H2CO3< > H+ + HCO3-.,
comme le dioxyde de carbone continue d’être produit par les tissus, cette réaction est continuellement poussée vers l’avant en périphérie, selon le principe de Le Chatelier. Le proton formé par cette réaction est tamponné par l’hémoglobine, tandis que l’anion bicarbonate diffuse hors du globule rouge et dans le sérum en échange d’un anion chlorure à travers un transporteur spécial HCO3-/Cl -. Ainsi, le sang veineux a à la fois une concentration plus élevée de bicarbonate et une concentration plus faible de chlorure grâce à ce soi-disant décalage de chlorure., Dans les poumons, ce processus s’inverse lorsque l’échangeur HCO3/Cl et l’enzyme anhydrase carbonique s’inversent; il en résulte un afflux de bicarbonate dans les globules rouges, un efflux d’ions chlorure et la génération d’acide carbonique puis de dioxyde de carbone. Le dioxyde de carbone diffuse hors des globules rouges, à travers les parois capillaires, et dans les espaces alvéolaires F expiré., Enfin, les 10% restants du dioxyde de carbone qui se diffuse dans la circulation sanguine et, par la suite, dans les globules rouges, se lient à l’extrémité aminée des protéines, principalement l’hémoglobine, pour former de la carbaminohémoglobine. Il est à noter que ce site est différent de celui auquel l’oxygène se lie. De multiples phénomènes physiologiques garantissent que ce cycle continu fonctionne avec une efficacité maximale.
l’apport D’oxygène et l’élimination du dioxyde de carbone sont intrinsèquement liés par des processus décrits par les effets Bohr et Haldane., Bien que non détaillé ici, L’effet Bohr indique que l’augmentation du dioxyde de carbone dans le sang dans les tissus périphériques provoque un décalage à droite de la courbe de dissociation oxygène-hémoglobine et, par conséquent, une augmentation de l’oxygénation des tissus. Une fois que le sang enrichi en dioxyde de carbone atteint les poumons, cependant, l’inverse de cette réaction se produira également. Comme l’afflux d’oxygène augmente la saturation de l’hémoglobine, le dioxyde de carbone est plus susceptible de se détacher et de se diffuser dans les alvéoles pour l’expiration; c’est ce qu’on appelle l’effet Haldane.,
plus précisément, L’effet Haldane décrit la différence de capacité de charge du dioxyde de carbone dans le sang oxygéné par rapport au sang désoxygéné. À une pression partielle constante de dioxyde de carbone, L’effet Haldane indique que le sang oxygéné (artériel) transportera moins de dioxyde de carbone que le sang désoxygéné (veineux) en raison d’une combinaison d’une capacité altérée de l’hémoglobine à amortir l’excès de dioxyde de carbone ainsi que d’une capacité réduite pour le transport de carbamino. Comme l’oxygène se lie à l’hémoglobine, l’hémoglobine devient plus acide, ce qui a deux effets., Tout d’abord, il réduit l’affinité de l’hémoglobine pour le dioxyde de carbone, rendant le dioxyde de carbone plus susceptibles de se dissocier de l’hémoglobine et de diffuser de globules rouges dans l’espace alvéolaire. Deuxièmement, l’hémoglobine acide peut libérer un proton qui se combinera avec du bicarbonate pour former de l’acide carbonique. Encore une fois, le principe de Le Chatelier conduit la réaction suivante lorsque le sang traverse les alvéoles: H+ + HCO3- –> H2CO3 <> CO2 + H2O., Le dioxyde de carbone Produit ici diffuse continuellement dans les alvéoles et est expiré, assurant une cinétique favorable à la réaction. Ainsi, L'effet Haldane augmente la quantité de dioxyde de carbone qui peut être éliminée pendant une période donnée. Graphiquement, L'effet Haldane est représenté par un décalage vers la droite qui se produit dans la courbe de dissociation du dioxyde de carbone (voir graphique).
dans les tissus périphériques, où la teneur en oxygène est faible, le dioxyde de carbone se lie à l’hémoglobine pour former de la carbaminohémoglobine., Lorsque le sang retourne dans les poumons et que la pression partielle d’oxygène augmente, la courbe de dissociation du dioxyde de carbone se déplace vers la droite (vue par la flèche montrant le déchargement du dioxyde de carbone à mesure que l’oxygénation augmente), abaissant la teneur totale en dioxyde de carbone dans la circulation sanguine. Ainsi, bien que la pression partielle de dioxyde de carbone ne diminue que de 45 ou 46 mmHg du côté veineux à 40 mmHg du côté artériel, la quantité totale de dioxyde de carbone dans la circulation sanguine diminue d’un pourcentage beaucoup plus élevé.