Le dioxyde de carbone est transporté par trois mécanismes majeurs. Le premier mécanisme de transport du dioxyde de carbone est le plasma sanguin, car certaines molécules de dioxyde de carbone se dissolvent dans le sang. Le second mécanisme est le transport sous forme de bicarbonate (HCO3-), qui se dissout également dans le plasma. Le troisième mécanisme de transport du dioxyde de carbone est similaire au transport d'oxygène par les érythrocytes.
Dioxyde de carbone dissous
Bien que le dioxyde de carbone ne soit pas considéré comme hautement soluble dans le sang, une petite fraction (environ 7 à 10%) du dioxyde de carbone qui se diffuse dans le sang des tissus se dissout dans le plasma. Le dioxyde de carbone dissous se déplace ensuite dans le sang et lorsque le sang atteint les capillaires pulmonaires, le dioxyde de carbone dissous diffuse à travers la membrane respiratoire dans les alvéoles, où il est ensuite expiré pendant la ventilation pulmonaire.
Tampon de bicarbonate
Une grande partie (environ 70%) des molécules de dioxyde de carbone qui diffusent dans le sang est transportée vers les poumons sous forme de bicarbonate. La plus grande partie du bicarbonate est produite dans les érythrocytes après la diffusion du dioxyde de carbone dans les capillaires, puis dans les globules rouges. L'anhydrase carbonique (AC) fait que le dioxyde de carbone et l'eau forment de l'acide carbonique (H2CO3) qui se dissocie en deux ions : le bicarbonate (HCO3 -) et l'hydrogène (H +). La formule suivante décrit cette réaction :
CO2 + H2 O CA↔ H2CO3 ↔ H + + HCO3 -
Le bicarbonate a tendance à s'accumuler dans les érythrocytes, de sorte qu'il y a une plus grande concentration de bicarbonate dans les érythrocytes que dans le plasma sanguin environnant. En conséquence, une partie du bicarbonate quittera les érythrocytes et descendra son gradient de concentration dans le plasma en échange d'ions chlorure (Cl-). Ce phénomène est appelé le déplacement du chlorure et se produit parce qu'en échangeant un ion négatif contre un autre ion négatif, ni la charge électrique des érythrocytes ni celle du sang ne sont altérées.
Au niveau des capillaires pulmonaires, la réaction chimique qui produit le bicarbonate (voir ci-dessus) est inversée, et le dioxyde de carbone et l'eau sont les produits. Une grande partie du bicarbonate dans le plasma rentre dans les érythrocytes en échange d'ions chlorure. Les ions hydrogène et les ions bicarbonate se rejoignent pour former de l'acide carbonique, qui est converti en dioxyde de carbone et en eau par l'anhydrase carbonique. Le dioxyde de carbone diffuse des érythrocytes et dans le plasma, où il peut diffuser plus loin à travers la membrane respiratoire dans les alvéoles à expirer pendant la ventilation pulmonaire.
Carbaminohémoglobine Environ 20% du dioxyde de carbone est lié à l'hémoglobine et est transporté dans les poumons. Le dioxyde de carbone ne se lie pas au fer comme l’oxygène ; à la place, le dioxyde de carbone se lie aux fragments d'acides aminés sur les portions de globine de l'hémoglobine pour former la carbaminohémoglobine, qui se forme lorsque l'hémoglobine et le dioxyde de carbone se lient. Lorsque l'hémoglobine ne transporte pas d'oxygène, elle tend à avoir un ton violet-bleuâtre, créant la couleur marron foncé typique du sang désoxygéné. La formule suivante décrit cette réaction réversible :
CO2 + Hb ↔ HbCO2
Semblable au transport de l'oxygène par l'hème, la liaison et la dissociation du dioxyde de carbone vers et à partir de l'hémoglobine dépend de la pression partielle du dioxyde de carbone. Parce que le dioxyde de carbone est libéré par les poumons, le sang qui sort les poumons et les tissus corporels atteignent une pression partielle de dioxyde de carbone inférieure à celle que l'on trouve dans les tissus. En conséquence, le dioxyde de carbone quitte les tissus en raison de sa pression partielle plus élevée, pénètre dans le sang, puis se déplace dans les globules rouges, se liant à l'hémoglobine. En revanche, dans les capillaires pulmonaires, la pression partielle de dioxyde de carbone est élevée par rapport à l'intérieur des alvéoles. En conséquence, le dioxyde de carbone se dissocie facilement de l'hémoglobine et diffuse à travers la membrane respiratoire dans l'air.
En plus de la pression partielle du dioxyde de carbone, la saturation en oxygène de l'hémoglobine et la pression partielle de l'oxygène dans le sang influencent également l'affinité de l'hémoglobine pour le dioxyde de carbone. L'effet Haldane est un phénomène qui se pose de la relation entre la pression partielle de l'oxygène et l'affinité de l'hémoglobine pour le dioxyde de carbone. L'hémoglobine qui est saturée d'oxygène ne lie pas facilement le dioxyde de carbone. Cependant, lorsque l'oxygène n'est pas lié à l'hème et la pression partielle d'oxygène est faible, l'hémoglobine se lie facilement au dioxyde de carbone.
Dioxyde de carbone dissous
Bien que le dioxyde de carbone ne soit pas considéré comme hautement soluble dans le sang, une petite fraction (environ 7 à 10%) du dioxyde de carbone qui se diffuse dans le sang des tissus se dissout dans le plasma. Le dioxyde de carbone dissous se déplace ensuite dans le sang et lorsque le sang atteint les capillaires pulmonaires, le dioxyde de carbone dissous diffuse à travers la membrane respiratoire dans les alvéoles, où il est ensuite expiré pendant la ventilation pulmonaire.
Tampon de bicarbonate
Une grande partie (environ 70%) des molécules de dioxyde de carbone qui diffusent dans le sang est transportée vers les poumons sous forme de bicarbonate. La plus grande partie du bicarbonate est produite dans les érythrocytes après la diffusion du dioxyde de carbone dans les capillaires, puis dans les globules rouges. L'anhydrase carbonique (AC) fait que le dioxyde de carbone et l'eau forment de l'acide carbonique (H2CO3) qui se dissocie en deux ions : le bicarbonate (HCO3 -) et l'hydrogène (H +). La formule suivante décrit cette réaction :
CO2 + H2 O CA↔ H2CO3 ↔ H + + HCO3 -
Le bicarbonate a tendance à s'accumuler dans les érythrocytes, de sorte qu'il y a une plus grande concentration de bicarbonate dans les érythrocytes que dans le plasma sanguin environnant. En conséquence, une partie du bicarbonate quittera les érythrocytes et descendra son gradient de concentration dans le plasma en échange d'ions chlorure (Cl-). Ce phénomène est appelé le déplacement du chlorure et se produit parce qu'en échangeant un ion négatif contre un autre ion négatif, ni la charge électrique des érythrocytes ni celle du sang ne sont altérées.
Au niveau des capillaires pulmonaires, la réaction chimique qui produit le bicarbonate (voir ci-dessus) est inversée, et le dioxyde de carbone et l'eau sont les produits. Une grande partie du bicarbonate dans le plasma rentre dans les érythrocytes en échange d'ions chlorure. Les ions hydrogène et les ions bicarbonate se rejoignent pour former de l'acide carbonique, qui est converti en dioxyde de carbone et en eau par l'anhydrase carbonique. Le dioxyde de carbone diffuse des érythrocytes et dans le plasma, où il peut diffuser plus loin à travers la membrane respiratoire dans les alvéoles à expirer pendant la ventilation pulmonaire.
Carbaminohémoglobine Environ 20% du dioxyde de carbone est lié à l'hémoglobine et est transporté dans les poumons. Le dioxyde de carbone ne se lie pas au fer comme l’oxygène ; à la place, le dioxyde de carbone se lie aux fragments d'acides aminés sur les portions de globine de l'hémoglobine pour former la carbaminohémoglobine, qui se forme lorsque l'hémoglobine et le dioxyde de carbone se lient. Lorsque l'hémoglobine ne transporte pas d'oxygène, elle tend à avoir un ton violet-bleuâtre, créant la couleur marron foncé typique du sang désoxygéné. La formule suivante décrit cette réaction réversible :
CO2 + Hb ↔ HbCO2
Semblable au transport de l'oxygène par l'hème, la liaison et la dissociation du dioxyde de carbone vers et à partir de l'hémoglobine dépend de la pression partielle du dioxyde de carbone. Parce que le dioxyde de carbone est libéré par les poumons, le sang qui sort les poumons et les tissus corporels atteignent une pression partielle de dioxyde de carbone inférieure à celle que l'on trouve dans les tissus. En conséquence, le dioxyde de carbone quitte les tissus en raison de sa pression partielle plus élevée, pénètre dans le sang, puis se déplace dans les globules rouges, se liant à l'hémoglobine. En revanche, dans les capillaires pulmonaires, la pression partielle de dioxyde de carbone est élevée par rapport à l'intérieur des alvéoles. En conséquence, le dioxyde de carbone se dissocie facilement de l'hémoglobine et diffuse à travers la membrane respiratoire dans l'air.
En plus de la pression partielle du dioxyde de carbone, la saturation en oxygène de l'hémoglobine et la pression partielle de l'oxygène dans le sang influencent également l'affinité de l'hémoglobine pour le dioxyde de carbone. L'effet Haldane est un phénomène qui se pose de la relation entre la pression partielle de l'oxygène et l'affinité de l'hémoglobine pour le dioxyde de carbone. L'hémoglobine qui est saturée d'oxygène ne lie pas facilement le dioxyde de carbone. Cependant, lorsque l'oxygène n'est pas lié à l'hème et la pression partielle d'oxygène est faible, l'hémoglobine se lie facilement au dioxyde de carbone.
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Biologie Animale