Транспорт углекислого газа кровью

Как и кислород, диоксид углерода в крови находится в двух состояниях – физически растворенном и химически связанном. Около 5% СО₂ транспортируется в растворенном виде. Химическая связь диоксида углерода осуществляется по реакции

СО₂ + Н₂О↔Н₂СО₃↔Н⁺ + НСО₃^-

Реакция сдвигается вправо при высоких напряжениях СО₂, и влево при низких. Катализируется карбоангидразой с коэффициентом ускорения 250-300 раз. 80% образовавшейся угольной кислоты транспортируется в виде бикарбонатов щелочных металлов. Противоионами для карбонатных ионов в плазме выступают Na⁺, а в эритроитах – К⁺. Остальные 20% НСО₃^- транспортируется в связи с гемоглобином. В артериальной крови 15% СО₂ (в венозной 20%) переносится в виде карбаминовых групп гемоглобина, поскольку NH-группы белка связывают СО₂ обратимо. Доля транспорта в связи с гемом ничтожна. Для образования бикарбонатов щелочных металлов используется их резерв, ассоциированный с молекулой гемоглбина. Гемоглобин, как и все белковые молекулы, является амфотерным соединением. В слабощелочной среде (рН 7,35-7,4) гемоглобин и оксигемоглобин ведут себя как слабые кислоты, ассоциируя ионы калия. В артериальной крови 67% НСО₃^- растворено в плазме, уравновешивающим ионом выступает натрий. Гемоглобин в дезоксиформе слабее по кислотным свойствам, чем оксигемоглобин, поэтому легко отдает К⁺, при этом реализуется эффект Холдена: оксигенация гемоглобина облегчает отдачу СО₂ кровью, а дезоксигенация гемоглобина усиливает поглощение диоксида углерода.

Гемоглобиновая буферная система (отвечает за 75% буферных свойств крови) и карбонатная буферная система, кроме дыхательной функции, обеспечивает постоянство активной реакции крови в диапазоне рН 7,35 – 7,47 (венозная кровь в норме имеет более кислую реакцию на 0,02 единицы рН). Поэтому нарушения кислотно-щелочного равновесия в организме может быть не только метаболическим, но и дыхательным. При респираторном ацидозе рН крови снижается, концентрация НСО₃^- возрастает. При респираторном алкалозе (может наступить при гипервентиляции) наблюдаются обратные процессы, концентрация НСО₃^-падает из-за «вымывания» углекислого газа.

Общее содержание СО₂ в 100 мл венозной крови составляет около 52 мл, в артериальной крови и легочных капиллярах только 47-48. Артерио-венозная разница по СО₂ составлет 4-5 мл на 100 мл крови.