Pronađen je enzim karboanhidraza. Izmjena plinova u tkivima

Prijenos ugljičnog dioksida. Ugljični dioksid proizveden u tkivima prenosi se krvlju u pluća i ispušta u atmosferu s izdahnutim zrakom. Za razliku od transporta kisika, on se prenosi krvlju na tri načina.

Oblici prijenosa ugljičnog dioksida. Prvo, kao i kisik, ugljični dioksid se prenosi u fizički otopljenom stanju. Sadržaj fizički otopljenog ugljičnog dioksida u arterijskoj krvi je 0,026 ml na 1 ml krvi, što je 9 puta više od količine fizički otopljenog kisika. To se objašnjava mnogo većom topljivošću ugljičnog dioksida.

Drugo, ugljični dioksid se prenosi u obliku kemijskog spoja s hemoglobinom - karbohemoglobina.

Treće, u obliku hidrogenkarbonata HCO3, nastalog kao rezultat disocijacije ugljične kiseline.

Mehanizam prijenosa ugljičnog dioksida. Prijenos ugljičnog dioksida iz tkiva u pluća događa se na sljedeći način. Najviši parcijalni tlak ugljičnog dioksida u stanicama tkiva i tkivnoj tekućini je 60 mm Hg; u dotočnoj arterijskoj krvi iznosi 40 mm Hg. Zahvaljujući ovom gradijentu, ugljični dioksid prelazi iz tkiva u kapilare. Kao rezultat toga, njegov parcijalni tlak raste, dostižući 46-48 mm Hg u venskoj krvi. Pod utjecajem visokog parcijalnog tlaka dio ugljičnog dioksida fizički se otapa u krvnoj plazmi.

Uloga karboanhidraze. Većina ugljičnog dioksida prolazi kroz kemijske transformacije. Zahvaljujući enzimu karboanhidrazi, spaja se s vodom u ugljičnu kiselinu H2CO3. Ova reakcija posebno je aktivna u crvenim krvnim stanicama, čija je membrana vrlo propusna za ugljični dioksid.

Ugljična kiselina (H2CO3) disocira na vodikove ione H+ i hidrogenkarbonat (HCO3), koji kroz membranu prodiru u plazmu.

Uz to, ugljični dioksid se spaja s proteinskom komponentom hemoglobina, tvoreći karboaminsku vezu.

Općenito, 1 litra venske krvi veže oko 2 mmol ugljičnog dioksida. Od te količine 10% je u obliku karboaminskih veza s hemoglobinom, 35% su bikarbonatni ioni u crvenim krvnim stanicama, a preostalih 55% je ugljična kiselina u plazmi.

Uloga disanja u regulaciji pH krvi.

S nedostatkom kisika (hipoksija) povećava se udio glikolitičkih reakcija u metabolizmu, što se očituje u višku nedovoljno oksidiranih produkata, mliječne, α-ketoglutarne i pirogrožđane kiseline. Kod teške hipoksije opaža se pomak pH na kiselu stranu (acidoza).

Krivulja disocijacije ugljičnog dioksida.

Po svojoj prirodi, ova krivulja se bitno ne razlikuje od krivulje disocijacije oksihemoglobina. Međutim, sadržaj ugljičnog dioksida u krvi nije ograničen na disocijaciju karbohemoglobina i opisuje sve načine transporta. Donja slika prikazuje krivulje vezanja ugljičnog dioksida za oksigeniranu (arterijsku) i deoksigeniranu (vensku) krv.

Opći obrazac očituje se u povećanju sadržaja ugljičnog dioksida u krvi s povećanjem njegovog parcijalnog tlaka. Izmjena plinova u tkivima

U tkivima dolazi do kontinuirane potrošnje kisika i stvaranja ugljičnog dioksida. Napetost ugljičnog dioksida u tkivima doseže 60-70 mm Hg. Art., U venskoj krvi - samo 46 mm Hg. Art., tako da ugljikov dioksid iz tkiva ulazi u tkivnu tekućinu, a zatim u krv, čineći je venskom.

Krv koja ulazi u kapilare sistemske cirkulacije sadrži veliku količinu kisika. Njegov napon je 100 mmHg. Art., U tkivnoj tekućini napetost kisika je 20-37 mm Hg. Umjetnost. Između krvi i tkivne tekućine dolazi do izmjene plinova, tj. kisik prelazi iz krvi u tkivnu tekućinu. Tkiva troše oko 40% ukupnog kisika sadržanog u krvi. Kako se metabolizam povećava, potrošnja kisika u tkivima raste. Količina kisika koju apsorbiraju tkiva, izražena u postocima, naziva se koeficijent iskorištenja kisika, tj. To je razlika između sadržaja kisika u arterijskoj i venskoj krvi.

19. Respiratorni centar, suvremene ideje o njegovoj strukturi i lokalizaciji. Njegov stanični sastav i automatizacija. Respiratorni centar. Tijekom udisaja, kada zrak počinje ulaziti u pluća, ona se istežu i receptori osjetljivi na rastezanje se pobuđuju. Impulsi iz njih duž vlakana vagusnog živca ulaze u strukture produžene moždine do skupine neurona koji čine respiratorni centar(DC). Kao što su studije pokazale, u meduli oblongati, centri udisaja i izdisaja su lokalizirani u dorzalnim i ventralnim jezgrama. Od neurona centra za udisanje, uzbuđenje teče do motornih neurona leđne moždine, čiji aksoni čine frenične, vanjske interkostalne i interkartilaginalne živce koji inerviraju dišne mišiće. Kontrakcija ovih mišića dodatno povećava volumen prsnog koša, zrak nastavlja teći u alveole istežući ih. Povećava se protok impulsa u respiratorni centar iz plućnih receptora. Udisanje se tako potiče udisajem.

Suvremene ideje o strukturi DC-a.

Funkcionalne karakteristike dišnog centra mogu biti uske ili široke.

U užem smislu riječi Pod dišnim centrom podrazumijeva se relativno ograničena neuronska struktura koja određuje ritmičko disanje i bez čijeg postojanja disanje nije moguće. Ova neuronska organizacija nalazi se u produženoj moždini. Kao što su eksperimenti pokazali, kada se ova zona uništi, ritmično disanje nepovratno nestaje.

U širem smislu riječi Pod dišnim centrom podrazumijeva se skup moždanih struktura koje su na ovaj ili onaj način uključene u regulaciju disanja i njegovu najsavršeniju prilagodbu promjenjivim dišnim potrebama organizma.

Lokalizacija struktura dišnog centra. Kada su električni podražaji primijenjeni na različite strukture središnjeg živčanog sustava, otkrivena su različita područja mozga koja utječu na disanje. Među tim strukturama su cerebralni korteks, diencefalon, koji uključuje hipotalamus, srednji mozak zajedno s njegovom retikularnom formacijom, pons, mali mozak, kao i produljena moždina i leđna moždina.

Živčani mehanizmi regulacije disanja.

Neuroni respiratornog centra medule oblongate su, takoreći, podijeljeni (uvjetno) u dvije skupine. Jedna skupina neurona daje vlakna mišićima koja daju inspiraciju; ova skupina neurona se zove inspiratorni neuroni(inspiratorni centar), tj. centar za inhalaciju. Druga skupina neurona šalje vlakna u interkostalne interkostale, i; interkartilaginalni mišići, tzv ekspiratorni neuroni(ekspiratorni centar), tj. centar za izdisaj.

Neuroni ekspiratornog i inspiratornog dijela respiratornog centra medule oblongate imaju različitu ekscitabilnost i labilnost. Ekscitabilnost inspiratornog područja je veća, pa su njegovi neuroni uzbuđeni pod djelovanjem niskofrekventnih impulsa koji dolaze iz receptora pluća. Ali kako se veličina alveola povećava tijekom udisaja, frekvencija impulsa iz plućnih receptora raste sve više i više i na visini udisaja je toliko visoka da postaje pesimalna za neurone inhalacijskog centra, ali optimalna za neurone centra za izdisaj. Zbog toga su neuroni centra za udisaj inhibirani, a neuroni centra za izdisaj pobuđeni. Dakle, regulacija promjene udisaja i izdisaja provodi se frekvencijom koja putuje duž aferentnih živčanih vlakana od receptora pluća do neurona dišnog centra.

20. Mehanizmi formiranja ritma disanja i njegova refleksna samoregulacija. Kemo i mehanoreceptorski krugovi regulacije respiratornog ritma.

Neuroni respiratornog centra medule oblongate su, takoreći, podijeljeni (uvjetno) u dvije skupine. Jedna skupina neurona daje vlakna mišićima koja daju inspiraciju; ova skupina neurona naziva se inspiratorni neuroni (inspiratorni centar), odnosno centar inspiracije. Druga skupina neurona šalje vlakna u interkostalne interkostale, i; interkartilaginozni mišići, nazivaju se ekspiratorni neuroni (ekspiracijski centar), tj. središte izdisaja.

Uz navedene kemoreceptorske utjecaje, aktivnost respiratornog centra medule oblongate određena je nizom čimbenika. Među njima je najvažnija aferentacija iz mehanoreceptora plućnih alveola, koja dolazi preko živaca vagusa. Glavnu ulogu u refleksnoj samoregulaciji disanja imaju mehanoreceptori pluća. Ovisno o mjestu i prirodi osjetljivosti, razlikuju se tri vrste:

1. Receptori istezanja. Nalazi se uglavnom u glatkim mišićima dušnika i bronha. Uzbuđeni su kad im se zidovi rastegnu. U osnovi, oni osiguravaju promjenu faza disanja.

2. Receptori nadražaja. Smješten u epitelu sluznice dušnika i bronha. Reagiraju na nadražujuće tvari i čestice prašine, kao i na nagle promjene volumena pluća (pneumotoraks, atelektaza. Omogućuju zaštitne respiratorne reflekse, refleksno sužavanje bronha i pojačano disanje.

3. Jukstakapilarni receptori. Nalazi se u intersticijskom tkivu alveola i bronha. Pobuđuje ih povećanje tlaka u plućnoj cirkulaciji, kao i povećanje volumena intersticijske tekućine. Ovi fenomeni se javljaju kada postoji stagnacija u plućnoj cirkulaciji ili upala pluća. Najvažniji za disanje je Hering-Breuerov refleks. Kada udišete, pluća se rastežu i stimuliraju se receptori istezanja. Impulsi iz njih putuju aferentnim vlaknima vagusnih živaca do bulbarnog respiratornog centra. Oni idu do p-respiratornih neurona, koji zauzvrat inhibiraju

a-respiratorni. Udisaj prestaje i počinje izdisaj. Nakon rezanja vagusnih živaca disanje postaje rijetko i duboko. Dakle, ovaj refleks osigurava normalnu učestalost i dubinu disanja, a također sprječava prenapregnutost pluća.

Određenu važnost u refleksnoj regulaciji disanja imaju proprioceptori dišnih mišića. Kada se mišići kontrahiraju, impulsi iz njihovih proprioceptora putuju do odgovarajućih motornih neurona dišnih mišića. Zbog toga se regulira snaga mišićnih kontrakcija u slučaju otpora dišnim pokretima.

21. Funkcionalni sustav koji osigurava stalnost plinskih konstanti u krvi. Analiza. Impulsi koji dolaze iz središnjih i perifernih kemoreceptora nužan su uvjet za periodičnu aktivnost neurona respiratornog centra i usklađenost ventilacije pluća s plinskim sastavom krvi. Potonji je kruta konstanta unutarnjeg okoliša tijela i održava se na principu samoregulacije kroz formiranje funkcionalni dišni sustav.Čimbenik koji stvara sustav ovog sustava je plinska konstanta krvi. Sve promjene na njemu podražaji su za ekscitaciju receptora koji se nalaze u plućnim alveolama, u krvnim žilama, u unutarnjim organima itd. Informacije s receptora ulaze u središnji živčani sustav, gdje se analiziraju i sintetiziraju, na temelju čega nastaju reakcijski aparati. Njihova zajednička aktivnost dovodi do obnove plinske konstante u krvi. U proces uspostavljanja ove konstante uključeni su ne samo dišni organi (osobito oni koji su odgovorni za promjene dubine i učestalosti disanja), već i krvožilni organi, izlučevine i drugi, koji zajedno predstavljaju unutarnju kariku samoregulacije. Ako je potrebno, uključuje se i vanjska poveznica u obliku određenih reakcija ponašanja usmjerenih na postizanje ukupnog blagotvornog rezultata - uspostavljanje plinske konstante u krvi.

22. Disanje u uvjetima niskog i visokog atmosferskog tlaka. Analiza uzroka. Disanje pri niskom atmosferskom tlaku.

Pri usponu na visinu čovjek se nalazi u uvjetima sniženog atmosferskog tlaka. Posljedica sniženja atmosferskog tlaka je hipoksija, koja se razvija kao posljedica niskog parcijalnog tlaka kisika u udahnutom zraku.

Pri dizanju na visinu od 1,5-2 km iznad razine mora nema značajne promjene u opskrbi tijela kisikom niti promjena u disanju. Na nadmorskoj visini od 2,5-5 km dolazi do povećanja plućne ventilacije, uzrokovane stimulacijom karotidnih kemoreceptora. Istodobno dolazi do povećanja krvnog tlaka i ubrzanja otkucaja srca. Sve te reakcije usmjerene su na povećanje opskrbe tkiva kisikom.

Povećanje ventilacije pluća na visini može dovesti do smanjenja parcijalnog tlaka ugljičnog dioksida u alveolarnom zraku - hipokapnije, u kojoj je smanjena stimulacija kemoreceptora, osobito središnjih, što ograničava povećanje ventilacije pluća. pluća.

Priroda planinske bolesti. Na visini od 4-5 km razvija se visinska bolest koju karakteriziraju: slabost, cijanoza, smanjen broj otkucaja srca, krvni tlak, glavobolja, smanjena dubina disanja. Na visinama iznad 7 km mogu se pojaviti po život opasni problemi s disanjem, problemi s cirkulacijom i gubitak svijesti. Osobito je opasan brzi razvoj hipoksije, pri čemu se iznenada može dogoditi gubitak svijesti.

Karboanhidraza(sinonim: karbonat dehidrataza, karbonat hidroliza) je enzim koji katalizira reverzibilnu reakciju hidratacije ugljičnog dioksida: CO 2 + H 2 O Û H 2 CO 3 Û H + + HCO 3. Sadrži ga u crvenim krvnim stanicama, stanicama želučane sluznice, kori nadbubrežne žlijezde, bubrezima, au malim količinama u središnjem živčanom sustavu, gušterači i drugim organima. Uloga karboanhidraze u tijelu povezana je s održavanjem acidobazna ravnoteža, transport CO 2, stvaranje klorovodične kiseline želučanom sluznicom. Aktivnost karboanhidraze u krvi normalno je prilično konstantna, ali se u nekim patološkim stanjima dramatično mijenja. Povećanje aktivnosti karboanhidraze u krvi opaženo je kod anemije različitog podrijetla, poremećaja cirkulacije II-III stupnja, nekih plućnih bolesti (bronhiektazije, pneumoskleroza), kao i tijekom trudnoće. Smanjenje aktivnosti ovog enzima u krvi javlja se kod acidoze bubrežnog podrijetla, hipertireoze. Kod intravaskularne hemolize, aktivnost karboanhidraze se pojavljuje u urinu, dok je normalno nema. Uputno je pratiti aktivnost karboanhidraze u krvi tijekom kirurških zahvata na srcu i plućima, jer može poslužiti kao pokazatelj adaptivnih sposobnosti organizma, kao i tijekom terapije inhibitorima karboanhidraze - hipotiazidom, diakarbom.

Za određivanje aktivnosti karboanhidraze koriste se radiološke, imunoelektroforetske, kolorimetrijske i titrimetrijske metode. Određivanje se provodi u punoj krvi uzete s heparinom ili u hemoliziranim crvenim krvnim stanicama. Za kliničke svrhe najprihvatljivije su kolorimetrijske metode za određivanje aktivnosti karboanhidraze (na primjer, modifikacije Brinkmanove metode), temeljene na određivanju vremena potrebnog za pomak pH inkubacijske smjese s 9,0 na 6,3 kao rezultat hidratacije CO2. . Voda zasićena ugljičnim dioksidom pomiješa se s indikatorsko-puferskom otopinom i određenom količinom krvnog seruma (0,02 ml) ili suspenzija hemoliziranih eritrocita. Kao indikator koristi se fenol crveno. Kako se molekule ugljične kiseline disociraju, sve nove molekule CO 2 prolaze kroz enzimsku hidrataciju. Da bi se dobili usporedivi rezultati, reakcija mora uvijek teći na istoj temperaturi; najprikladnije je održavati temperaturu topljenja leda na 0°. Kontrolno vrijeme reakcije (spontana reakcija CO 2 hidratacije) je normalno 110-125 S. Normalno, kada se određuje ovom metodom, aktivnost karboanhidraze je u prosjeku 2-2,5 konvencionalnih jedinica, au smislu 1 milijuna crvenih krvnih stanica je 0,458 ± 0,006 konvencionalnih jedinica (jedinica aktivnosti karboanhidraze se uzima kao 2 puta povećanje brzine katalizirane reakcije).

Bibliografija: Klinička procjena laboratorijskih pretraga, ur. DOBRO. Titsa, per. s engleskog, str. 196, M., 1986.

Prijenos CO 2 iz stanica tkiva u krv odvija se uglavnom difuzijom, tj. zbog razlike u naponu CO 2 s obje strane hematoparenhimske barijere. Srednja arterijska vrijednost PCO 2 je 40 mmHg. Umjetnost. , a u stanicama može doseći 60 mm Hg. Umjetnost. Lokalni parcijalni tlak ugljičnog dioksida i, posljedično, brzina njegovog difuzijskog transporta uvelike su određeni proizvodnjom CO 2 (tj. intenzitetom oksidativnih procesa) u određenom organu.

Iako je CO 2 mnogo topljiviji u tekućinama od O 2, samo 3-6% ukupne količine CO 2 proizvedenog u tkivima prenosi se krvnom plazmom u fizički otopljenom stanju. Ostatak ulazi u kemijske veze. Ulazeći u kapilare tkiva, CO 2 hidratizira, stvarajući nestabilnu ugljičnu kiselinu:

Smjer te reverzibilne reakcije ovisi o PCO 2 u mediju. Naglo se ubrzava djelovanjem enzima karboanhidraze, karboanhidraze koja se nalazi u crvenim krvnim stanicama, gdje CO 2 brzo difundira iz plazme. Karboanhidraze ili karboanhidraze su skupina enzima koji sadrže cink koji su aktivni katalizatori koji dramatično ubrzavaju reakcije hidratacije ugljičnog dioksida i dehidracije ugljične kiseline.

Otkrivena je karboanhidraza: eritrociti; gušterača i žlijezda slinovnica želučane sluznice; bubrezi; tkiva središnjeg živčanog sustava; Mrežnica

Karboanhidraze sudjeluju u: kontroli transporta dišnih plinova u regulaciji str. H u kontroli reakcija biosinteze uključujući bikarbonat u regulaciji obnove koštanog tkiva u regulaciji stvaranja urina u reakcijama koje osiguravaju stvaranje klorovodične kiseline u žlijezdama želuca, bikarbonata u soku gušterače, u slini u stvaranju cerebrospinalnog tekućina

Karboanhidraza eritrocita ubrzava reakciju hidratacije ugljičnog dioksida u citoplazmi eritrocita za 1500-2000 puta u usporedbi sa sličnom reakcijom koja se odvija u krvnoj plazmi koja ne sadrži karboanhidrazu. Karboanhidraza, ovisno o nizu čimbenika, može ubrzati reakciju hidratacije molekula ugljičnog dioksida, uz stvaranje iona ugljične kiseline i bikarbonata: CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3 ↔ HCO 3– + H+, bilo prema hidrataciju CO 2 ili prema dehidraciji ugljične kiseline. Konkretno, u kapilarama mikrovaskulature tkiva, napetost ugljičnog dioksida, PCO 2, koji kontinuirano nastaje kao rezultat metabolizma, je visoka. Ovdje karboanhidraza ubrzava stvaranje ugljične kiseline. Kako krv prolazi kroz kapilare mikrovaskulature pluća, napetost ugljičnog dioksida se smanjuje. To rezultira otpuštanjem ugljičnog dioksida iz krvi u alveolarnu plinsku smjesu.

Ugljični dioksid je proizvod metabolizma stanica tkiva i stoga se krvlju prenosi iz tkiva u pluća. Ugljični dioksid igra vitalnu ulogu u održavanju pH razine u unutarnjim sredinama tijela mehanizmima acidobazne ravnoteže. Stoga je transport ugljičnog dioksida u krvi usko povezan s tim mehanizmima.

U krvnoj plazmi postoji mala količina ugljični dioksid je u otopljenom stanju; kod PC02= 40 mm Hg. Umjetnost. Tolerira se 2,5 ml/100 ml ugljičnog dioksida u krvi ili 5%. Količina otopljena u plazmi ugljični dioksid raste linearno s razinom PC02.

Ugljični dioksid u krvnoj plazmi reagira s vodom stvarajući H+ i HCO3. Povećanje napona ugljični dioksid u krvnoj plazmi uzrokuje smanjenje njezine pH vrijednosti. Napon ugljičnog dioksida u krvnoj plazmi mogu se mijenjati funkcijom vanjskog disanja, a količina vodikovih iona ili pH mogu se mijenjati puferskim sustavima krvi i HCO3, npr. njihovim izlučivanjem putem bubrega urinom. pH vrijednost krvne plazme ovisi o omjeru koncentracije u njoj otopljenog ugljičnog dioksida i bikarbonatnih iona. U obliku bikarbonata krvna plazma, tj. u kemijski vezanom stanju, prenosi glavninu ugljičnog dioksida - oko 45 ml/100 ml krvi, odnosno do 90%. Eritrociti transportiraju približno 2,5 ml/100 ml ugljičnog dioksida, odnosno 5%, u obliku karbaminskog spoja s proteinima hemoglobina. Prijenos ugljičnog dioksida krvlju iz tkiva u pluća u navedenim oblicima nije povezan s fenomenom zasićenja, kao kod transporta kisika, tj. što se više ugljičnog dioksida stvara, veća se njegova količina prenosi iz tkiva do pluća. Međutim, između parcijalnog tlaka ugljični dioksid u krvi i količine ugljičnog dioksida koju nosi krv postoji krivuljasti odnos: krivulja disocijacije ugljični dioksid.

Napetost u krvnim kapilarama tjelesnih tkiva ugljični dioksid je 5,3 kPa (40 mm Hg), au samim tkivima - 8,0-10,7 kPa (60-80 mm Hg). Zbog toga CO2 difundira iz tkiva u krvnu plazmu, a iz nje u eritrocite duž gradijenta parcijalnog tlaka CO2. U crvenim krvnim zrncima CO2 s vodom stvara ugljičnu kiselinu koja disocira na H+ i HCO3. (C02 + H20 = H2CO3 = H+ + HCO3). Ova reakcija se odvija brzo, budući da CO2 + H20 = H2COe katalizira enzim karboanhidraza membrane eritrocita, koji se u njima nalazi u visokoj koncentraciji (slika 10.19). Ova reakcija slijedi zakon djelovanja mase i obično se izražava u logaritamskom obliku poznatom kao Genderson-Hasselbachova jednadžba (vidi Poglavlje 15).

U disocijacija ugljičnog dioksida u crvenim krvnim stanicama nastavlja se kontinuirano kako nastaju produkti ove reakcije, budući da molekule hemoglobina djeluju kao puferski spoj, vežući pozitivno nabijene ione vodika. U crvenim krvnim stanicama, kako se kisik oslobađa iz hemoglobina, njegove molekule će se vezati s ionima vodika (C02 + H20 = H2C03 = H+ + HCO3), tvoreći spoj (Hb-H+). Općenito se zove Holden efekt, što dovodi do pomaka krivulje disocijacije oksihemoglobina udesno duž x-osi, što smanjuje afinitet hemoglobina za kisik i potiče njegovo intenzivnije otpuštanje iz crvenih krvnih stanica u tkiva. U tom slučaju otprilike 200 ml CO2 u jednoj litri krvi transportira se iz tkiva u pluća kao dio spoja Hb-H+.

Disocijacija ugljičnog dioksida u eritrocitima može biti ograničen samo puferskim kapacitetom molekula hemoglobina. Ioni HCO3 koji nastaju unutar eritrocita kao rezultat disocijacije CO2 uklanjaju se iz eritrocita u plazmu uz pomoć posebnog proteina nosača membrane eritrocita, a na njihovo mjesto pumpaju se ioni CG iz krvne plazme ("klor" fenomen pomaka) (slika 10.19). Glavna uloga CO2 reakcije unutar eritrocita je izmjena iona SG i HCO3 između plazme i unutarnjeg okoliša eritrocita. Kao rezultat ove izmjene produkti disocijacije ugljičnog dioksida H+ i HCO3 prenosit će se unutar eritrocita u obliku spoja (Hb-H+), a u krvnu plazmu u obliku bikarbonata.

Crvena krvna zrnca sudjeluju u transportu ugljičnog dioksida od tkiva do pluća, budući da CO2 tvori izravnu kombinaciju s - NH2 skupinama proteinskih podjedinica hemoglobina: CO2 + Hb -> HbCO2 ili karbaminski spoj. Prijenos CO2 u krvi u obliku spoja karbamina i vodikovih iona pomoću hemoglobina ovisi o svojstvima molekula potonjeg; obje reakcije određene su veličinom parcijalnog tlaka kisika u krvnoj plazmi na temelju Holden efekt.

Kvantitativno transport ugljičnog dioksida u otopljenom obliku iu obliku spoja karbamina beznačajan je u usporedbi s njegovim transportom CO2 u krvi u obliku bikarbonata. Međutim, tijekom izmjene plina CO2 u plućima između krvi i alveolarnog zraka, ova dva oblika postaju od primarne važnosti.

Kada se venska krv vraća iz tkiva u pluća, CO2 difundira iz krvi u alveole i PC02 u krvi se smanjuje s 46 mm Hg. Umjetnost. (venska krv) do 40 mm Hg. (arterijska krv). Istodobno, u ukupnoj količini CO2 (6 ml/100 ml krvi) koja difundira iz krvi u alveole, udio otopljenog oblika CO2 i karbaminskih spojeva postaje značajniji u odnosu na bikarbonat. Tako je udio otopljenog oblika 0,6 ml/100 ml krvi ili 10%, karbaminskih spojeva 1,8 ml/100 ml krvi ili 30%, a bikarbonata 3,6 ml/100 ml krvi ili 60%. .

U crvenim krvnim stanicama kapilara pluća kako molekule postaju zasićene hemoglobin vodikovi ioni počinju se oslobađati kisikom, karbaminski spojevi disociraju, a HCO3 se ponovno pretvara u CO2 (H+ + HCO3 = H2C03 = C02 + H20), koji se izlučuje kroz pluća difuzijom duž gradijenta njegovih parcijalnih tlakova između venskih krv i alveolarni prostor. Dakle, hemoglobin u eritrocitima ima glavnu ulogu u prijenosu kisika iz pluća u tkiva, a ugljični dioksid u suprotnom smjeru, budući da se može vezati s O2 i H+. U stanju mirovanja, oko 300 ml CO2 se uklanja iz ljudskog tijela u minuti kroz pluća: 6 ml/100 ml krvi x 5000 ml/min minutni volumen cirkulacije krvi.

Koji se, paradoksalno, ne koriste samostalno kao diuretici (diuretici). Inhibitori karboanhidraze uglavnom se koriste za glaukom.

Karboanhidraza u epitelu proksimalnih tubula nefrona katalizira dehidraciju ugljične kiseline, što je ključna karika u reapsorpciji bikarbonata. Kada djeluju inhibitori karboanhidraze, natrijev bikarbonat se ne reapsorbira, već se izlučuje u urinu (urin postaje lužnat). Nakon natrija, kalij i voda se izlučuju iz tijela urinom. Diuretski učinak tvari u ovoj skupini je slab, budući da se gotovo sav natrij koji se oslobađa u urinu u proksimalnim tubulima zadržava u distalnim dijelovima nefrona. Zato Inhibitori karboanhidraze trenutno se ne koriste samostalno kao diuretici..

Lijekovi inhibitori karboanhidraze

Acetazolamid

(diacarb) je najpoznatiji predstavnik ove skupine diuretika. Dobro se apsorbira iz probavnog trakta i nepromijenjen se brzo izlučuje mokraćom (tj. djelovanje mu je kratkotrajno). Lijekovi slični acetazolamidu - diklorfenamid(daranid) i metazolamid(neptazan).

Metazolamid također pripada klasi inhibitora karboanhidraze. Ima duži poluživot od acetazolamida i manje je nefrotoksičan.

Dorzolamid. Indiciran za smanjenje povišenog intraokularnog tlaka u bolesnika s glaukomom otvorenog kuta ili okularnom hipertenzijom koji nedovoljno reagiraju na beta-blokatore.

Brinzolamid(trgovački nazivi Azopt, Alcon Laboratories, Inc, Befardin Fardi MEDICALS) također pripada klasi inhibitora karboanhidraze. Koristi se za smanjenje intraokularnog tlaka u bolesnika s glaukomom otvorenog kuta ili okularnom hipertenzijom. Kombinacija brinzolamida i timolola aktivno se koristi na tržištu pod trgovačkim imenom Azarga.

Nuspojave

Inhibitori karboanhidraze imaju sljedeće glavne nuspojave:

hipokalijemija;
hiperkloremijska metabolička acidoza;
fosfaturija;
hiperkalciurija s rizikom od bubrežnih kamenaca;
neurotoksičnost (parestezija i pospanost);
alergijske reakcije.

Kontraindikacije

Acetazolamid, kao i drugi inhibitori karboanhidraze, kontraindiciran je u cirozi jetre, budući da alkalizacija urina sprječava oslobađanje amonijaka, što dovodi do encefalopatije.

Indikacije za upotrebu

Inhibitori karboanhidraze prvenstveno se koriste za liječenje glaukoma. Također se mogu koristiti za liječenje epilepsije i akutne planinske bolesti. Budući da pospješuju otapanje i eliminaciju mokraćne kiseline, mogu se koristiti u liječenju gihta.

Acetazolamid koristi se u sljedećim uvjetima:

Glaukom (smanjuje proizvodnju intraokularne tekućine u koroidnom pleksusu cilijarnog tijela.
Liječenje epilepsije (petit mal). Acetazolamid je učinkovit u liječenju većine tipova napadaja, uključujući toničko-kloničke i apsansne napadaje, iako ima ograničenu korist jer se dugotrajnom primjenom razvija tolerancija.
Za prevenciju nefropatije tijekom liječenja, budući da se raspadom stanica oslobađa velika količina purinskih baza, koje osiguravaju naglo povećanje sinteze mokraćne kiseline. Alkalinizacija urina acetazolamidom zbog otpuštanja bikarbonata inhibira nefropatiju zbog gubitka kristala mokraćne kiseline.
Povećati diurezu tijekom edema i ispraviti metaboličku hipokloremičnu alkalozu u CHF. Smanjenjem reapsorpcije NaCl i bikarbonata u proksimalnim tubulima.

Međutim, ni za jednu od ovih indikacija acetazolamid nije primarni farmakološki tretman (lijek izbora). Acetazolamid se također propisuje za planinsku bolest (jer uzrokuje acidozu, što dovodi do vraćanja osjetljivosti respiratornog centra na hipoksiju).

Inhibitori karboanhidraze u liječenju planinske bolesti

Na velikim visinama parcijalni tlak kisika je niži i ljudi moraju disati brže kako bi dobili dovoljno kisika za život. Kada se to dogodi, parcijalni tlak ugljičnog dioksida CO2 u plućima se smanjuje (jednostavno se ispuhuje kada izdišete), što rezultira respiratornom alkalozom. Ovaj proces obično kompenziraju bubrezi izlučivanjem bikarbonata i time uzrokuje kompenzatornu metaboličku acidozu, ali ovaj mehanizam traje nekoliko dana.

Neposredniji tretman su inhibitori karboanhidraze, koji sprječavaju unos bikarbonata u bubrege i pomažu u ispravljanju alkaloze. Inhibitori karboanhidraze također poboljšavaju kroničnu planinsku bolest.