БИОЛОГИЯ Том 2 - руководство по общей биологии - 2004

14. ТРАНСПОРТ У ЖИВОТНЫХ

14.8. Функции крови у млекопитающих

14.8.4. Транспорт диоксида углерода

Накопление в организме С0₂ ведет к образованию угольной кислоты, что чревато нарушением кислотно-щелочного равновесия (pH) внутренней среды, приводящим в тяжелых случаях к летальному исходу. Существует три способа переноса диоксида углерода кровью.

ПЕРЕНОС В РАСТВОРЕННОМ ВИДЕ (5%). Основная часть переносимого этим способом СO₂ транспортируется в физически растворенном виде и лишь очень немного — в виде угольной кислоты (Н₂СО₃).

ПЕРЕНОС В СОЕДИНЕНИИ С БЕЛКОМ (10-20%). Диоксид углерода соединяется с аминогруппами (—NH₂) на концах полипептидных цепей гемоглобина, образуя нейтральное соединение так называемый карбаминогемоглобин (карбогемоглобин).

Количество СO₂, способное связаться с гемоглобином, зависит от количества уже связанного гемоглобином кислорода. Чем меньше кислорода связано с гемоглобином, тем больше СO₂ может быть перенесено таким способом.

ПЕРЕНОС В ВИДЕ ГИДРОКАРБОНАТА (85%). Диоксид углерода, образующийся в тканях, диффундирует в кровь, а оттуда в эритроциты, где, соединяясь с водой при участии находящегося в этих клетках высокоактивного фермента карбоангидразы, он превращается в угольную кислоту. Угольная кислота частично диссоциирует на ион водорода (Н⁺) и ион гидрокарбоната (бикарбоната):

Как отмечалось выше, ионы водорода имеют тенденцию замещать кислород в молекуле гемоглобина, чем объясняется эффект Бора. Дезоксигенированный гемоглобин присоединяет ионы водорода, образующиеся в результате диссоциации угольной кислоты; при этом возникает гемоглобиновая кислота (ННЬ). Присоединяя ионы водорода, гемоглобин действует как буферная система, поэтому большое количество угольной кислоты может переносится к легким без существенного изменения pH крови.

Большая часть бикарбонат-ионов, образующихся в эритроцитах, диффундируют оттуда по градиенту концентрации в плазму, где вместе с присутствующими там натрий-ионами дают раствор бикарбоната натрия. Утрата эритроцитами отрицательно заряженного бикарбоната создает в них положительный заряд, который компенсируется поступающими из плазмы хлорид-ионами. Это явление называют хлоридным сдвигом, или сдвигом Хамбургера.

Когда эритроциты оказываются в легких, процессы идут в обратном порядке, и из крови выделяется диоксид углерода. Все описанные выше процессы схематически представлены на рис. 14.33.

Рис. 14.33. Перенос диоксида углерода плазмой и эритроцитами.

14.9. Опишите, каким образом содержащийся в крови диоксид углерода удаляется из легких в газообразной форме.