Mecanism
Există trei mijloace prin care dioxidul de carbon este transportat în sânge de la țesuturile periferice și înapoi la plămâni: (1) un gaz dizolvat, (2) cu bicarbonat de sodiu, și (3) ca carbaminohemoglobin legat de hemoglobina (și alte proteine). Pe măsură ce dioxidul de carbon difuzează în fluxul sanguin din țesuturile periferice, aproximativ 10% din acesta rămâne dizolvat fie în plasmă, fie în matricea fluidului extracelular al sângelui, la o presiune parțială de aproximativ 45 mmHg., Cea mai mare parte a dioxidului de carbon care difuzează prin capilare și în cele din urmă în celulele roșii din sânge se combină cu apa printr-o reacție chimică catalizată de enzima anhidrază carbonică, formând acid carbonic. Acidul Carbonic se disociază aproape imediat într-un anion bicarbonat (HCO3 -) și un proton. Astfel, bicarbonatul este principalul mijloc prin care dioxidul de carbon este transportul are loc pe tot parcursul sanguin în conformitate cu ecuația CO2 + H2O –> H2CO3 –> H+ + HCO3-., deoarece dioxidul de carbon continuă să fie produs de țesuturi, această reacție este condusă continuu în periferie, conform principiului lui Le Chatelier. Protonul format prin această reacție este tamponat de hemoglobină, în timp ce anionul bicarbonat difuzează din globula roșie și în ser în schimbul unui anion de clorură printr-un transportor special HCO3 -/Cl. Astfel, sângele venos are atât o concentrație mai mare de bicarbonat, cât și o concentrație mai mică de clorură datorită acestei așa-numite schimbări de clorură., În plămâni, acest proces inversează atât schimbătorul HCO3 -/Cl, cât și enzima anhidrazei carbonice direcții inverse; acest lucru duce la un aflux de bicarbonat în celulele roșii din sânge, un eflux de ioni de clor și generarea primului acid carbonic și apoi a dioxidului de carbon. Dioxidul de carbon difuzează din celulele roșii din sânge, prin pereții capilari și în spațiile alveolare F expirate., În cele din urmă, restul de 10% din dioxid de carbon, care difuzeaza in sange si, ulterior, în celulele roșii din sânge, se leagă de amino-terminal al proteinelor, predominant hemoglobina, pentru a forma carbaminohemoglobin. De remarcat, acest site este diferit de cel la care se leagă oxigenul. Fenomenele fiziologice Multiple asigură că acest ciclu continuu se desfășoară cu eficiență maximă.
eliberarea oxigenului și eliminarea dioxidului de carbon se leagă intrinsec între ele prin procese descrise de efectele Bohr și Haldane., Deși nu este detaliat aici, efectul Bohr afirmă că creșterea dioxidului de carbon din sânge în țesuturile periferice determină o schimbare corectă a curbei de disociere oxigen-hemoglobină și, în consecință, creșterea oxigenării țesuturilor. Odată ce sângele îmbogățit cu dioxid de carbon ajunge la plămâni, totuși, se va produce și inversarea acestei reacții. Deoarece influxul de oxigen crește saturația hemoglobinei, dioxidul de carbon este mai probabil să se desprindă și să se difuzeze în Alveole pentru expirație; acest lucru se numește efectul Haldan.,în mod specific, efectul Haldane descrie diferența de capacitate de transport a dioxidului de carbon în sângele oxigenat comparativ cu sângele deoxigenat. La un consistent presiunea parțială a dioxidului de carbon, cu efect Haldane membre care oxigenat (arterial) sângele va transporta mai puțin dioxid de carbon decât neoxigenat (venos) din sânge, datorită o combinație de o abilitate redusă de hemoglobină să-tampon de excesul de dioxid de carbon, precum și o scădere a capacității de carbamino transport. Deoarece oxigenul se leagă de hemoglobină, hemoglobina devine mai acidă, ceea ce are două efecte., În primul rând, reduce afinitatea de legare a hemoglobinei pentru dioxidul de carbon, ceea ce face ca dioxidul de carbon să fie mai probabil să se disocieze de hemoglobină și să difuze din globulele roșii în spațiul alveolar. În al doilea rând, hemoglobina acidă poate elibera un proton care se va combina cu bicarbonatul pentru a forma acid carbonic. Din nou, Le Chatelier e principiu conduce la următoarele reacție înainte ca sângele trece prin alveole: H+ + HCO3- –> H2CO3 –> CO2 + H2O., Dioxidul de carbon produs aici difuzează continuu în Alveole și este expirat, asigurând o cinetică favorabilă pentru desfășurarea reacției. Astfel, efectul Haldan crește cantitatea de dioxid de carbon care poate fi eliminată într-un anumit interval de timp. Din punct de vedere grafic, efectul Haldan este reprezentat de o schimbare dreaptă care apare în curba de disociere a dioxidului de carbon (vezi graficul).în țesuturile periferice, unde conținutul de oxigen este scăzut, dioxidul de carbon se leagă de hemoglobină pentru a forma carbaminohemoglobină., Ca sângele se întoarce la plămâni și presiunea parțială de oxigen crește, dioxid de carbon disociere schimburi curba la dreapta (văzută de săgeata care indică descărcarea de dioxid de carbon ca oxigenarea crește), scăderea totală a conținutului de dioxid de carbon in sange. Astfel, deși presiunea parțială a dioxidului de carbon scade doar de la 45 sau 46 mmHg pe partea venoasă la 40 mmHg pe partea arterială, cantitatea totală de dioxid de carbon din sânge scade cu un procent mult mai mare.