Skip to main content
Global

39.14: הובלת גזים בנוזלי גוף אנושיים - הובלת פחמן דו חמצני בדם

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    210219

    • Boundless
    • Boundless
    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    פירוק, קשירת המוגלובין ומערכת חיץ הביקרבונט הם דרכים בהן מועבר פחמן דו חמצני בכל הגוף.

    מטרות למידה
    • הסבר כיצד פחמן דו חמצני מועבר מרקמות הגוף לריאות

    נקודות מפתח

    • פחמן דו חמצני מסיס יותר בדם מאשר חמצן; כ -5 עד 7 אחוזים מכל הפחמן הדו חמצני מומס בפלזמה.
    • לפחמן דו חמצני יש את היכולת להיצמד למולקולות המוגלובין; זה יוסר מהגוף ברגע שהם יתנתקו זה מזה.
    • במערכת חיץ הביקרבונט, הצורה הנפוצה ביותר של הובלת פחמן דו חמצני בדם, פחמן דו חמצני נפלט לבסוף מהגוף דרך הריאות במהלך הנשיפה.
    • חשוב לציין, מערכת חיץ הביקרבונט מאפשרת שינוי מועט ב- pH של מערכת הגוף; זה מאפשר לאנשים לנסוע ולחיות בגובה רב מכיוון שהמערכת יכולה להתאים את עצמה לוויסות פחמן דו חמצני תוך שמירה על ה- pH הנכון בגוף.

    מונחי מפתח

    • קרבמינוהמוגלובין: תרכובת המורכבת מהמוגלובין ופחמן דו חמצני; אחת הצורות בהן קיים פחמן דו חמצני בדם
    • פחמן אנהידראז: משפחה של אנזימים המזרזים את ההמרה המהירה של פחמן דו חמצני ומים לביקרבונט ופרוטונים
    • פחמן חד חמצני: גז חסר צבע, חסר ריח, דליק, רעיל ביותר

    הובלת פחמן דו חמצני בדם

    מולקולות פחמן דו חמצני מועברות בדם מרקמות הגוף לריאות באחת משלוש שיטות:

    1. פירוק ישירות לדם
    2. מחייב להמוגלובין
    3. נישא כמו יון ביקרבונט

    מספר מאפיינים של פחמן דו חמצני בדם משפיעים על הובלתו. ראשית, פחמן דו חמצני מסיס יותר בדם מאשר חמצן. כ -5 עד 7 אחוזים מכל הפחמן הדו חמצני מומס בפלזמה. שנית, פחמן דו חמצני יכול להיקשר לחלבוני פלזמה או יכול להיכנס לתאי דם אדומים ולהיקשר להמוגלובין. צורה זו מעבירה כעשרה אחוזים מהפחמן הדו חמצני. כאשר פחמן דו חמצני נקשר להמוגלובין נוצרת מולקולה הנקראת קרבמינוהמוגלובין. קשירת פחמן דו חמצני להמוגלובין היא הפיכה. לכן, כאשר הוא מגיע לריאות, הפחמן הדו-חמצני יכול להתנתק בחופשיות מההמוגלובין ולגורש מהגוף.

    שלישית, רוב מולקולות הפחמן הדו חמצני (85 אחוז) נישאות כחלק ממערכת חיץ הביקרבונט. במערכת זו, פחמן דו חמצני מתפזר לתאי הדם האדומים. פחמן אנהידראז (CA) בתוך כדוריות הדם האדומות ממיר במהירות את הפחמן הדו חמצני לחומצה פחמנית (H 2 CO 3). חומצה פחמנית היא מולקולת ביניים לא יציבה המתנתקת מיד ליוני ביקרבונט (HCO 3 -) ומימן (H +) יונים. מכיוון שפחמן דו חמצני הופך במהירות ליוני ביקרבונט, תגובה זו מאפשרת המשך ספיגה של פחמן דו חמצני לדם, במורד שיפוע הריכוז שלו. זה גם מביא לייצור יוני H+. אם נוצר יותר מדי H+, זה יכול לשנות את ה- pH בדם. עם זאת, המוגלובין נקשר ליוני H+ החופשיים, ומגביל את השינויים ב- pH. יון הביקרבונט שסונתז לאחרונה מועבר החוצה מכדורית הדם האדומה אל המרכיב הנוזלי של הדם בתמורה ליון כלוריד (Cl-); זה נקרא שינוי כלוריד. כאשר הדם מגיע לריאות, יון הביקרבונט מועבר חזרה לכדורית הדם האדומה בתמורה ליון הכלוריד. יון H+ מתנתק מההמוגלובין ונקשר ליון הביקרבונט. זה מייצר את תוצר הביניים של חומצה פחמנית, המומר בחזרה לפחמן דו חמצני באמצעות הפעולה האנזימטית של CA. הפחמן הדו-חמצני המיוצר נפלט דרך הריאות במהלך הנשיפה.

    היתרון של מערכת חיץ הביקרבונט הוא שפחמן דו חמצני "נספג" בדם עם מעט שינוי ב- pH של המערכת. זה חשוב מכיוון שנדרש רק שינוי קטן ב- pH הכללי של הגוף כדי לגרום לפציעה קשה או מוות. נוכחותה של מערכת חיץ ביקרבונט זו מאפשרת גם לאנשים לנסוע ולחיות בגובה רב. כאשר הלחץ החלקי של חמצן ופחמן דו חמצני משתנה בגובה רב, מערכת חיץ הביקרבונט מסתגלת לוויסות הפחמן הדו חמצני תוך שמירה על ה- pH הנכון בגוף.

    הרעלת פחמן חד חמצני

    בעוד שפחמן דו חמצני יכול לקשר ולהתנתק בקלות מהמוגלובין, מולקולות אחרות, כגון פחמן חד חמצני (CO), אינן יכולות. לפחמן חד חמצני יש זיקה גדולה יותר להמוגלובין מאשר לחמצן. לכן, כאשר קיים פחמן חד חמצני, הוא נקשר להמוגלובין באופן עדיף על פני חמצן. כתוצאה מכך, חמצן אינו יכול להיקשר להמוגלובין, ולכן מעט מאוד חמצן מועבר בכל הגוף. פחמן חד חמצני הוא גז חסר צבע וחסר ריח שקשה לזהות אותו. הוא מיוצר על ידי כלי רכב וכלים המונעים בגז. פחמן חד חמצני יכול לגרום לכאבי ראש, בלבול ובחילה; חשיפה ארוכת טווח עלולה לגרום לנזק מוחי או למוות. מתן 100 אחוז חמצן (טהור) הוא הטיפול הרגיל להרעלת פחמן חד חמצני מכיוון שהוא מאיץ את הפרדת הפחמן החד חמצני מהמוגלובין.

    דמות
    איור\(\PageIndex{1}\): הרעלת פחמן חד חמצני: כאשר פחמן חד חמצני (CO) בגוף עולה, רוויית החמצן של המוגלובין פוחתת מכיוון שהמוגלובין ייקשר בקלות רבה יותר ל- CO מאשר לחמצן. לכן חשיפה ל- CO מובילה למוות כתוצאה מירידה בהובלת החמצן בגוף.

    תרומות וייחוס