Газообмен в тканях.

Связывание СО₂ кровью в капиллярах большого круга кровообращения.

Рсо₂ в тканях гораздо больше, чем в капиллярах большого круга кровообращения, отсюда следует, что СО₂ выходит из тканей в плазму, а затем поступает в эритроцит. В цитоплазме эритроцита происходит реакция образования угольной кислоты под действием фермента карбоангидразы, которая ускоряет реакцию в 20000 раз:

Образовавшаяся Н₂СО₃ диссоциирует Н₂СО₃ → Н⁺ + НСО₃^-, концентрация бикарбонат-иона в эритроците возрастает и он диффундирует обратно в плазму (в обмен на Cl^-, чтобы не нарушать ионное равновесие), где, соединяясь с Na⁺, образует бикарбонат натрия:

Na⁺ + HCO₃^- → NaHCO₃

При увеличении Рсо₂ в крови в цитоплазме эритроцита происходит процесс диссоциации оксигемоглобина и образование редуцированного гемоглобина (при участии протона):

HbO₂ + H⁺ → HHb + O₂↑

Редуцированный гемоглобин является менее сильной кислотой, чем Н₂СО₃, поэтому угольная кислота вытесняет К⁺ из калийной соли оксигемоглобина, образуя бикарбонат калия:

KHbO₂ + H₂CO₃ → KHCO₃ + HHb + O₂

Редуцированный гемоглобин может присоединять углекислый газ к аминогруппам глобина с образованием карбамидной связи:

HHb + СО₂ → HHbСО₂ (карбогемоглобин)

Таким образом, в большом круге кровообращения при участии эритроцитов происходят реакции гидратации СО₂ и образования бикарбонатов калия и натрия, при этом целостность эритроцита является основой газообмена СО₂ в тканях.

3.2. Газообмен в лёгких.

Отдача СО₂ кровью в легочных капиллярах.

Рсо₂ в легочных капиллярах выше, чем в альвеолярном воздухе. Вследствие этого СО₂ диффундирует из венозной крови в альвеолярный воздух. Ро₂ в альвеолярном воздухе больше, чем в крови альвеолярных капилляров. В результате О₂ переходит в кровь, поступает в эритроцит и вступает в реакцию с карбогемоглобином HHbСО₂ с образованием HbО₂.

HHbСО₂ + О₂ → HbО₂ + Н⁺ СО₂

Это соединение (HbО₂) является более сильной кислотой, чем Н₂СО₃, поэтому происходит реакция замещения между бикарбонатом калия (одна из транспортных форм СО₂) и HbО₂. Суммарное уравнение реакции имеет вид:

HHb + О₂ + КНСО₃ → КHbО₂ + Н₂О + СО₂↑

Образовавшийся СО₂ выходит из эритроцита в плазму и далее в альвеолярный воздух. С выходом СО₂ из крови концентрация Н₂СО₃ в эритроцитах уменьшается, поэтому НСО₃- стремится из плазмы в эритроциты (NaHCO₃ вступает в реакцию с HCl с образованием NaCl и Н₂СО₃). Параллельно разрывается карбамидная связь и карбогемоглобин отдает СО₂ в плазму, а затем в альвеолярный воздух:

HHbСО₂ → HHb + СО₂↑

Вывод. Эритроцит играет основную роль в газообмене СО₂ на уровне лёгких (проблема целостности эритроцита).

Регуляция насыщения крови О₂ и выведения СО₂.

Существуют 2 пути регуляции:

1. Изменение вентиляции лёгких (ЧД и ДО) – внешний контур регуляции.

2. Изменение качественного состава крови (увеличение количества эритроцитов) – внутренний контур регуляции.