生物学for Majors II

学習成果

  • 二酸化炭素が体組織から肺にどのように輸送されるかを説明します

二酸化炭素分子は、血液中に直接溶解するか、ヘモグロビンに結合するか、または重炭酸塩イオンとして運ばれる三つの方法のいずれかによって体組織から肺に輸送される。 血液中の二酸化炭素のいくつかの特性がその輸送に影響を与える。 第一に、二酸化炭素は酸素よりも血液に溶けやすい。, すべての二酸化炭素の約5から7パーセントは血しょうで分解します。 第二に、二酸化炭素は血漿タンパク質に結合したり、赤血球に入ってヘモグロビンに結合したりすることができます。 この形態は、二酸化炭素の約10パーセントを輸送する。 二酸化炭素がヘモグロビンに結合すると、カルバミノヘモグロビンと呼ばれる分子が形成される。 二酸化炭素のヘモグロビンへの結合は可逆的である。 したがって、それが肺に達すると、二酸化炭素はヘモグロビンから自由に解離し、体内から排出されることがあります。,

第三に、二酸化炭素分子の大部分(85%)が重炭酸塩バッファーシステムの一部として運ばれます。 このシステムでは、二酸化炭素は赤血球に拡散します。 赤血球内の炭酸脱水酵素(CA)は、二酸化炭素を\left(\text{H}_{2}\text{CO}_{3}\right)に素早く変換します。 炭酸は、すぐに重炭酸塩イオンに解離する不安定な中間分子である。\left(\text{HCO}\text{HCO}\text{HCO}\text{HCO}}^{-}_{3}\右)と水素(H+)イオン。, 二酸化炭素が重炭酸塩イオンにすぐに変えられるので、この反作用は濃度勾配の下の血に二酸化炭素の継続的だった通風管を可能にします。 それはまたH+イオンの生産で起因します。 たくさんのH+が作り出されれば、血pHを変えることができる。しかし、ヘモグロビンは自由なH+イオンに結合し、こうしてpHの転位を限る。新しく総合された重炭酸塩イオンは塩化物イオン(Cl−)と引き換えに赤血球から血の液体の部品に運ばれる;これは塩化物の転位と呼出される。, 血が肺に達するとき、重炭酸塩イオンは塩化物イオンと引き換えに赤血球に戻って運ばれます。 H+イオンはヘモグロビンから解離し、重炭酸塩イオンに結合する。 これはカリフォルニアの酵素の行為によって二酸化炭素に再び変えられる炭酸の中間物を作り出します。 生成された二酸化炭素は、呼気中に肺を通って排出される。

重炭酸塩バッファーシステムの利点は、二酸化炭素がシステムのpHにほとんど変化しないまま血液中に”浸される”ことである。, これは重大な傷害または死のためのボディの全面的なpHのわずかな変更だけ起因するために取るので重要です。 この重炭酸塩の緩衝システムの存在はまた人々が高高度で旅行し、住むことを可能にする:酸素および二酸化炭素の分圧が高高度で変わるとき、重炭酸塩の緩衝システムはボディの正しいpHを維持している間二dioxideを調整するために調節する。

一酸化炭素中毒

二酸化炭素はヘモグロビンと容易に会合して解離することができますが、一酸化炭素(CO)などの他の分子はできません。, 一酸化炭素は酸素よりもヘモグロビンに対して大きな親和性を有する。 したがって、一酸化炭素が存在する場合、それは酸素よりも優先的にヘモグロビンに結合する。 その結果、酸素はヘモグロビンに結合できないため、体内を通って輸送される酸素はほとんどありません(図1)。

図1. いしております株が上昇すると、酸素飽和のヘモグロビンが減少する。

一酸化炭素は無色、無臭のガスであり、したがって検出することは困難である。 それはガス動力の車および用具によって作り出されます。, 一酸化炭素は頭痛、混乱、吐き気を引き起こす可能性があり、長期暴露は脳の損傷または死を引き起こす可能性があります。 一酸化炭素中毒の通常の治療法は、100%(純粋な)酸素を投与することです。 純粋な酸素の管理はヘモグロビンからの一酸化炭素の分離のスピードをあげます。

要約すると:血液中の二酸化炭素の輸送

二酸化炭素は、三つの方法を介して血液を介して輸送することができます。 それは血で直接分解されるか、血しょう蛋白質かヘモグロビンに区切られるか、または重炭酸塩に変えられる。,

二酸化炭素の大部分は重炭酸塩システムの一部として輸送されます。 二酸化炭素は赤血球に拡散する。 内部では、炭酸脱水酵素は二酸化炭素を炭酸\left(\text{H}_{2}\text{CO}_{3}\right)に変換し、その後水分解されて重炭酸塩\left(\text{HCO}\right)に変換します}^{-}_{3}\右)とH+。 H+イオンは赤血球のヘモグロビンに結合し、重炭酸塩は塩化物イオンと引き換えに赤血球から運ばれます。 これは塩化物シフトと呼ばれます。

重炭酸塩は赤血球を離れ、血漿に入る。, 肺では、重炭酸塩は塩化物と引き換えに赤血球に戻って運ばれます。 H+はヘモグロビンから解離し、炭酸脱水酵素の助けを借りて炭酸を形成するために重炭酸塩と結合し、炭酸を二酸化炭素と水に変換する反応をさらに触媒する。 二酸化炭素は肺からそれから排出されます。

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