|
Обратная картина наблюдается при удалении из крови CO2 около дыхательной поверхности. Происходящая здесь оксигенация (присоединение кислорода) гемоглобина приводит к высвобождению из его молекулы протонов, что подавляет диссоциацию угольной кислоты на ионы и ведет к ее разложению на воду и СО2; последний 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. Таким образом, процесс дыхания и переноса газов кровью оказывается тесно связан с кислотно-щелочным балансом крови. И вот, что нам будет важно: оксигенированный гемоглобин (т. е. гемоглобин, насыщенный кислородом) — в 70 раз (!!!) более сильная кислота, чем гемоглобин. Это играет большую роль в связывании в тканях О2 и 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 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 гемоцианин в качестве дыхательного пигмента, 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 (рН крови снижается). Для регулирования же кислотно-щелочного баланса кровь содержит специальные т. н. буферные системы, поддерживающие кислотность крови на стабильном уровне. И 75 % буферной способности крови обеспечивает именно гемоглобин!!! Это происходит благодаря способности гемоглобина сильно менять свои кислотные свойства, описанной выше. В результате у человека pH крови равен 7,35—7,47 и сохраняется в этих пределах даже при значительных изменениях питания и др. условий. Например, чтобы сдвинуть pH крови в щелочную сторону, необходимо добавить к ней в 40–70 раз больше щелочи, чем к равному объему чистой воды. (На других буферных системах, а также дополнительных возможностях решения проблемы повышенной концентрации СО2 мы остановимся чуть позже.) — 15 —
|