|
* * * Однако кровь на основе гемоцианина имеет не только некоторые преимущества, но и серьезные недостатки. И прежде всего в том, что касается транспортных свойств – только по отношению не к кислороду, а к углекислому газу. Но здесь нам сначала придется вернуться к биохимии человека и посмотреть, как при привычной нам крови осуществляется вывод СО2 из организма и с чем связан этот процесс… Процесс дыхания и транспорта газов кровью основан на том, что переход какого-либо газа от одних органов к другим осуществляется прежде всего путем диффузии, которая обеспечивается за счет разности парциальных давлений этого газа в разных органах. Для незнакомых с этим термином поясним: парциальное давление газа в смеси равно тому давлению, которое будет иметь данный газ, если все остальные газы из смеси удалить. Рис. 179. Транспорт газов. Диффузия кислорода в кровь обеспечивается разностью парциальных давлений O2 в воздухе альвеол легких и в венозной крови (8-9 кН/м2, или 60-70 мм рт. ст.). Углекислый газ, приносимый кровью из тканей в связанной форме, освобождается в капиллярах легких и диффундирует из крови в альвеолы; разность pCO2 (парциального давления углекислого газа) между венозной кровью и альвеолярным воздухом составляет около 7 мм рт. ст. Переход O2 в ткани и удаление из них CO2 также происходят путем диффузии, так как pO2 (парциальное давление кислорода) в тканевой жидкости всего 2,7-5,4 кН/м2 (20-40 мм рт. ст.), а в клетках еще ниже, при этом pCO2 в клетках может достигать 60 мм рт. ст. Но помимо простой диффузии в процессе переноса газов играют роль и химические реакции. И углекислый газ не находится в организме в свободном состоянии – он, соединяясь с водой (гидратируясь), дает угольную кислоту (H2CO3), молекула которой диссоциирует на ион гидрокарбоната (HCO3–) и протон (H+). Следовательно, повышение концентрации CO2 в растворе ведет к снижению pH (этот показатель – отрицательный логарифм концентрации ионов H+), то есть к повышению кислотности раствора. Основная часть поступающего в кровь CO2 растворяется, снижая ее pH, а небольшая его доля обратимо связывается с гемоглобином, образуя карбогемоглобин. Падение pH среды и присоединение CO2 уменьшают сродство гемоглобина к кислороду (то есть способность гемоглобина поглощать кислород), что способствует высвобождению последнего в раствор (плазму крови) и поступлению оттуда в окружающие ткани. Обратная картина наблюдается при удалении из крови CO2 около дыхательной поверхности. Происходящая здесь оксигенация (присоединение кислорода) гемоглобина приводит к высвобождению из его молекулы протонов (то есть ионов H+), что подавляет диссоциацию угольной кислоты на ионы и ведет к ее разложению на воду и СО2, который удаляется из организма через дыхательную поверхность. В тканях же стимулируется обратный процесс: дезоксигенация гемоглобина (потеря им кислорода) способствует гидратации CO2 и поступлению его в кровь. При этом гемоглобин содержится в эритроцитах вместе с ферментом карбоангидразой, который катализирует процессы гидратации и дегидратации CO2, ускоряя их примерно в 10.000 раз. — 257 —
|