نقل ثاني أكسيد الكربون
يصف نقل ثاني أكسيد الكربون كيفية حمل ثاني أكسيد الكربون الناتج عن الأنسجة الأيضية في الدم إلى الرئتين للتخلص منه. على عكس الأكسجين، يُحمل ثاني أكسيد الكربون في ثلاثة أشكال قابلة للتحويل المتبادل، ومعظمه ينتقل على شكل بيكربونات تتولد بواسطة إنزيم الأنهيدراز الكربوني.
Definition
نقل ثاني أكسيد الكربون هو حمل ثاني أكسيد الكربون الناتج عن الأيض في الدم كغاز مذاب، وكبيكربونات، وكمركبات كربامينو، يتم توصيله من الأنسجة إلى الرئتين للإفراز.
Scope
يغطي هذا الموضوع الأشكال الثلاثة لحمل ثاني أكسيد الكربون — المذاب، والبيكربونات، والكربامينو — دور الأنهيدراز الكربوني وتحول الكلوريد، وتأثير هالدين، والعلاقة شبه الخطية بين محتوى ثاني أكسيد الكربون في الدم والضغط الجزئي. إنه فسيولوجيا مرجعية ولا يقدم إرشادات سريرية.
Core questions
- بأي أشكال يُحمل ثاني أكسيد الكربون في الدم، وأيها يسود؟
- كيف يمكّن الأنهيدراز الكربوني تكوين البيكربونات، وما هو تحول الكلوريد؟
- ما هو تأثير هالدين وكيف يساعد في تحميل وتفريغ ثاني أكسيد الكربون؟
- لماذا تكون العلاقة بين محتوى ثاني أكسيد الكربون والضغط أكثر خطية من تلك الخاصة بالأكسجين؟
Key concepts
- ثاني أكسيد الكربون المذاب
- البيكربونات كشكل النقل السائد
- مركبات الكربامينو (ثاني أكسيد الكربون المرتبط بالهيموجلوبين)
- الأنهيدراز الكربوني
- تحول الكلوريد (هامبرغر)
- تأثير هالدين
Key theories
- حمل ثاني أكسيد الكربون بثلاثة أشكال مع الأنهيدراز الكربوني
- يُحمل ثاني أكسيد الكربون كغاز مذاب، وبيكربونات، ومركبات كربامينو؛ يقوم الأنهيدراز الكربوني في خلايا الدم الحمراء بترطيب ثاني أكسيد الكربون بسرعة إلى بيكربونات، والتي تتبادل مع كلوريد البلازما (تحول الكلوريد)، مما يجعل البيكربونات الشكل السائد للنقل.
Mechanisms
ينتشر ثاني أكسيد الكربون من الأنسجة إلى الدم، حيث تبقى نسبة صغيرة منه مذابة ويرتبط بعضه مباشرة بالهيموجلوبين وبروتينات أخرى كمركبات كربامينو. يدخل الجزء الأكبر إلى خلايا الدم الحمراء، حيث يقوم الأنهيدراز الكربوني بترطيبه بسرعة ليتحول إلى حمض الكربونيك، والذي يتفكك إلى أيونات الهيدروجين (التي يتم تخزينها بواسطة الهيموجلوبين) والبيكربونات؛ ثم تنتقل البيكربونات إلى البلازما مقابل الكلوريد، وهو تحول الكلوريد. يرتبط الهيموجلوبين منزوع الأكسجين بثاني أكسيد الكربون وأيونات الهيدروجين بسهولة أكبر، لذا فإن إزالة الأكسجين في الأنسجة تعزز تحميل ثاني أكسيد الكربون والأكسجة في الرئة تعزز إطلاقه — وهو تأثير هالدين. نظرًا لأن هذه الخزانات الكيميائية كبيرة ومتناسبة تقريبًا عبر النطاق الفسيولوجي، فإن محتوى ثاني أكسيد الكربون في الدم يتغير بشكل خطي أكثر مع الضغط الجزئي مما يفعله محتوى الأكسجين.
Clinical relevance
يربط نقل ثاني أكسيد الكربون الفسيولوجيا التنفسية بتوازن الحمض والقاعدة، حيث أن نظام البيكربونات العازل مركزي لدرجة حموضة الدم؛ فهمه يدعم تفسير غازات الدم. هذا المدخل هو فسيولوجيا مرجعية وليس أساسًا للتشخيص أو العلاج الفردي.
Evidence & guidelines
الآليات هي فسيولوجيا راسخة، ملخصة في مراجعة شاملة خاضعة لمراجعة الأقران حول نقل ثاني أكسيد الكربون والأنهيدراز الكربوني وفي الكتب المدرسية القياسية. الموضوع هو فسيولوجيا وصفية بدلاً من ممارسة قائمة على الإرشادات.
History
وصف هالدين التفاعل بين الأكسجة وحمل ثاني أكسيد الكربون في أوائل القرن العشرين، ويُنسب تحول الكلوريد الذي يصاحب حركة البيكربونات إلى عمل هامبرغر في نفس الحقبة. عززت المراجعات الفسيولوجية اللاحقة الأدوار الكمية للأنهيدراز الكربوني والأشكال الثلاثة للنقل.
Key figures
- John Scott Haldane
- Hartog Jakob Hamburger
- Gerolf Gros
- John B. West
Related topics
Seminal works
- geers-gros-2000
Frequently asked questions
- ما هو الشكل الذي يحمل معظم ثاني أكسيد الكربون في الدم؟
- يُحمل معظم ثاني أكسيد الكربون على شكل بيكربونات، تتكون عندما يقوم الأنهيدراز الكربوني في خلايا الدم الحمراء بترطيب ثاني أكسيد الكربون؛ وتنتقل كميات أقل كمركبات كربامينو مرتبطة بالهيموجلوبين وكغاز مذاب.
- ما هو تأثير هالدين؟
- هو زيادة قدرة الهيموجلوبين منزوع الأكسجين على حمل ثاني أكسيد الكربون، بحيث يؤدي إطلاق الأكسجين في الأنسجة إلى تعزيز امتصاص ثاني أكسيد الكربون، ويؤدي امتصاص الأكسجين في الرئتين إلى تعزيز إطلاق ثاني أكسيد الكربون.