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FISIOLOGÍA ANIMAL
M. EN C. RAUL HERRERA FRAGOSO
Transporte de CO2 por la sangre
El dióxido de carbono reacciona con el agua para formar acido carbónico, un acido débil, que se disocia en iones bicarbonato:
El dióxido de carbono también reacciona con los iones hidronio para formar bicarbonato:
La proporción se CO2, HCO3-
y CO32- en solución depende
del pH, la temperatura y la fuerza iónica de la solución.
El bicarbonato es la forma predominante de CO2 en la sangre a pH normal.
En poiquilotermos, con su menor temperatura y pH sanguíneo elevado, el contenido de carbonato puede llegar a 5%.
El dióxido de carbono también reacciona con los grupos –NH2 de las proteínas y, en particular, de la hemoglobina formando compuestos carbámicos:
El grado de formación de grupos carbámicos depende del numero de terminales –NH2 disponibles y se incrementa con el pH sanguíneo y con los niveles de CO2.
Los grupos –NH2 de la hemoglobina de los peces y anfibios, esta acetilado, no esta disponible para la formación de grupos carbámicos.
Los fosfatos orgánicos se unen a algunos de los mismos aminoácidos que están involucrados en la formación de grupos carbámicos, la unión de fosfatos orgánicos reduce la formación de compuestos carbámicos.
El CO2 entra y sale de la sangre en forma molecular ya que difunde a través de la membrana mas rápidamente que como bicarbonato.
Entra en la sangre y es hidratado para formar iones bicarbonato o reacciona para formar compuestos carbámicos.
Y se da el proceso inverso cuando se descarga de la sangre.
El mayor cambio se da en las concentraciones de HCO3-; los cambios en los niveles de CO2 y de compuestos carbámicos representan normalmente menos del 20% de la eliminación de CO2
La formación HCO3- es lenta, pero en presencia de anhidrasa carbónica alcanza gran velocidad.
Aunque hay CO2 en plasma, el mayor cambio en su concentración lo regula la actividad de los eritrocitos.
Al entrar en la sangre desde los tejidos, el CO2 difunde al interior de los eritrocitos y se forma rápidamente HCO3- en presencia de la enzima.
Con el aumento de HCO3- en el interior, los iones se mueven de la célula hacia el plasma.
El equilibrio de las células se mantiene por intercambio de aniones, por cada HCO3- se produce una entrada neta de iones Cl- desde el plasma.
Este proceso se llama:
DESPLAZAMIENTO DE CLORURO
DESPLAZAMIENTO DE CLORURO
La membrana de los eritrocitos presenta una elevada concentración de una proteína especial transportadora de aniones:
La proteína de banda III
Transfiere HCO3- y Cl- en direcciones opuestas a través de la membrana.
El intercambio de aniones es pasivo y depende de los gradientes de concentraciones.
En los organismos que no hay estos canales, el bicarbonato permanece en el interior del eritrocito y no hay transferencia de aniones entre los glóbulos y el plasma.
Durante la oxigenación de la hemoglobina se produce la liberación de un H+, acidificando el interior de la célula, e inversamente, su desoxigenación causa la unión de un H+ a la hemoglobina.
La unión de O2 a la hemoglobina en la superficie respiratoria facilita la formación de CO2, mientras que la liberación de O2 en los tejidos facilita la formación de HCO3-.
Como resultado, los cambios de pH asociados a la transferencia de CO2 desde y hacia la sangre se minimiza por la captación y la liberación de los protones asociada a su desoxigenación y oxidación.
En los pulmones son necesarios dos mecanismos para transferir CO2 desde la sangre.
En las células endoteliales de los capilares pulmonares, la anhidrasa carbónica se encuentra anclada en la superficie celular quedando accesible al CO2 y al HCO3- del plasma, donde se puede catalizar la reacción.
Además, la oxigenación de la hemoglobina acidifica los eritrocitos en los capilares del pulmón, facilitando la conversión de HCO3- en CO2 que difunde entonces al plasma y atraviesa el epitelio pulmonar.
El descenso resultante de los niveles de bicarbonato del eritrocito, provoca la entrada de iones HCO3- desde el plasma y la salida de iones Cl-.
Las cantidades relativas de HCO3- que se convierten a CO2 en los eritrocitos y el plasma que atraviesa el epitelio respiratorio están influenciadas por el grado de producción de protones asociada a la oxigenación de la hemoglobina y por la magnitud de la actividad de la anhidrasa carbónica en las paredes del epitelio respiratorio.
