|
Рис. 25-ц. Молекулы гемоглобина Обратная картина наблюдается при удалении из крови CO2 в легких. Происходящее здесь присоединение кислорода к гемоглобину приводит к высвобождению из его молекулы протонов (то есть ионов H+), что подавляет распад угольной кислоты на ионы и ведет к ее разложению на воду и СО2, который удаляется из организма через легкие. В тканях же стимулируется обратный процесс: потеря гемоглобином кислорода способствует соединению CO2 с водой и поступлению его в кровь. При этом гемоглобин содержится в эритроцитах вместе с ферментом карбоангидразой, который ускоряет процессы создания углекислоты и ее распада примерно в 10.000 раз. Таким образом, процесс дыхания и переноса газов кровью оказывается очень тесно связан с кислотно-щелочным балансом крови. И вот, что нам будет важно: гемоглобин, насыщенный кислородом, в 70 раз (!!!) более сильная кислота, чем гемоглобин без кислорода. Это играет большую роль в связывании в тканях О2и отдаче в легких СО2. Потеря кислотных свойств гемоглобином при отдаче кислорода тканям усиливает его взаимодействие с СО2 (а соответственно и передачу СО2 от тканей в кровь). И наоборот: насыщение кислородом крови в легких повышает кислотность гемоглобина, который вытесняет кислотный остаток угольной кислоты из ее соединений, способствуя ее переходу в форму обычной угольной кислоты Н2СО3, которая тут же распадется на воду и углекислый газ, что увеличивает отдачу СО2 из крови в воздух легких. Говоря языком специалистов, благодаря гемоглобину процесс переноса СО2 в крови оказывается очень тесно сопряжен (связан) с переносом О2. Так вот. У животных, использующих вместо гемоглобина в качестве дыхательного пигмента гемоцианин, перенос O2 кровью не так тесно сопряжен с транспортом CO2, как у живых организмов, гемоглобин которых находится в эритроцитах вместе с карбоангидразой. Прежде всего: становится более понятен выбор эволюции в пользу тех дыхательных пигментов (а именно — гемоглобина), которые содержат именно ионы железа — гемоглобин более эффективен. Теперь посмотрим, что будет происходить, если будет повышаться концентрация углекислого газа в крови. Ясно, что прежде всего это увеличит концентрацию Н2СО3, т. е. увеличивается кислотность крови. Для регулирования кислотно-щелочного баланса кровь содержит специальные так называемые буферные системы, поддерживающие кислотность крови на стабильном уровне. И 75 % буферной способности крови обеспечивает именно гемоглобин!!! Это происходит благодаря описанной выше способности гемоглобина сильно менять свои кислотные свойства. В результате у человека кислотность крови сохраняется в очень узких пределах даже при значительных изменениях питания и других условий. Например, чтобы сдвинуть кислотность крови на какую-то величину в щелочную сторону, необходимо добавить к ней в 40–70 раз больше щелочи, чем к равному объему чистой воды. — 83 —
|