mekanism
det finns tre sätt på vilka koldioxid transporteras i blodet från perifera vävnader och tillbaka till lungorna: (1) en upplöst gas, (2) som bikarbonat och (3) som karbaminohemoglobin bunden till hemoglobin (och andra proteiner). Eftersom koldioxid diffunderar in i blodomloppet från perifera vävnader, förblir cirka 10% av det löst antingen i plasma eller blodets extracellulära vätskematris, till ett partialtryck av ca 45 mmHg., Det mesta av koldioxiden som diffunderar genom kapillärerna och slutligen in i de röda blodkropparna kombinerar med vatten via en kemisk reaktion som katalyseras av enzymet karbanhydraskatalyser och bildar kolsyra. Kolsyra dissocierar nästan omedelbart i en bikarbonatanion (HCO3-) och en proton. Således är bikarbonat det primära sättet genom vilket koldioxid transporteras sker genom hela blodet enligt ekvationen CO2 + H2O –> H2CO3 –> H+ + HCO3-.,
eftersom koldioxid fortsätter att produceras av vävnader, drivs denna reaktion kontinuerligt framåt i periferin, enligt Le Chateliers princip. Den proton som bildas av denna reaktion buffras av hemoglobin, medan bikarbonatanjonen diffunderar ut ur den röda blodcellen och in i serumet i utbyte mot en kloridanjon genom en speciell HCO3-/Cl – transportör. Således har venöst blod både en högre koncentration av bikarbonat och en lägre koncentration av klorid tack vare detta så kallade kloridskifte., I lungorna vänder denna process som både HCO3 – / Cl-växlaren och karbanhydrasenzymet omvända riktningar; detta resulterar i en tillströmning av bikarbonat till röda blodkroppar, ett efflux av kloridjoner och generering av första kolsyra och sedan koldioxid. Koldioxiden diffunderar ut ur de röda blodkropparna, genom kapillärväggarna och in i de alveolära utrymmena f utandas., Slutligen binder de återstående 10% av koldioxiden som diffunderar in i blodomloppet och därefter in i de röda blodkropparna till aminoterminalen av proteiner, övervägande hemoglobin, för att bilda karbaminohemoglobin. Observera att denna webbplats skiljer sig från den som syre binder till. Flera fysiologiska fenomen säkerställer att denna kontinuerliga cykel löper med maximal effektivitet.
syretillförsel och koldioxidavlägsnande hänger i sig samman med varandra genom processer som beskrivs av Bohr-och Haldaneffekterna., Även om det inte beskrivs här, säger Bohr-effekten att ökningen av koldioxid i blodet i perifera vävnader orsakar en rätt förskjutning i syrehemoglobindissociationskurvan och följaktligen ökad syrebildning av vävnaderna. När det koldioxidberikade blodet når lungorna, kommer emellertid också baksidan av denna reaktion att uppstå. Eftersom tillströmningen av syre ökar hemoglobinmättnaden är koldioxiden mer sannolikt att bli lossad och diffuserad i alveolerna för utandning; detta kallas Haldaneffekten.,
specifikt beskriver Haldaneffekten skillnaden i koldioxidkapacitet i syresatt blod jämfört med deoxygenerat blod. Vid ett konsekvent partialtryck av koldioxid anger Haldaneffekten att syresatt (arteriellt) blod kommer att bära mindre koldioxid än deoxygenerat (venöst) blod på grund av en kombination av en nedsatt förmåga av hemoglobin att buffra överskottet av koldioxid samt en minskad kapacitet för karbamino-vagn. Eftersom syre binder till hemoglobin blir hemoglobinet surt, vilket har två effekter., För det första minskar det bindningsaffiniteten hos hemoglobinet för koldioxid, vilket gör koldioxiden mer sannolikt att dissociera från hemoglobinet och diffundera ut ur den röda blodcellen i det alveolära utrymmet. För det andra kan surt hemoglobin frigöra en proton som kommer att kombinera med bikarbonat för att bilda kolsyra. Återigen Driver Le Chateliers princip följande reaktion framåt när blod passerar genom alveolerna: H+ + HCO3- –> H2CO3 –> CO2 + H2O., Den koldioxid som produceras här diffunderar kontinuerligt in i alveolerna och utandas, vilket säkerställer gynnsam kinetik för reaktionen att fortsätta. Således ökar Haldaneffekten mängden koldioxid som kan elimineras under en given tidsram. Grafiskt representeras Haldaneffekten av ett rätt skift som uppträder i koldioxidavskiljningskurvan (se diagram).
i perifera vävnader, där syrehalten är låg, binder koldioxid till hemoglobin för att bilda karbaminohemoglobin., När blodet återvänder till lungorna och det partiella trycket av syre ökar, skiftar koldioxiddissociationskurvan rätt (sett av pilen som visar avlastning av koldioxid som syrebildning ökar), vilket sänker den totala koldioxidinnehållet i blodet. Således, även om partialtrycket av koldioxid endast minskar från 45 eller 46 mmHg på den venösa sidan till 40 mmHg på artärsidan, minskar den totala mängden koldioxid i blodet med en mycket större andel.