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26.18 : 血液中の二酸化炭素輸送

血液中の二酸化炭素 (CO_2) 輸送は、人間の生理機能にとって非常に重要です。平均して、私たちの体細胞は 1 分間に約 200 mL の CO_2 を生成し、これは肺から排出される量とまったく同じです。このプロセスでは、組織細胞から肺への CO_2 輸送が主に 3 つの形で行われます。

CO_2輸送の形態

  1.  血漿に溶解: CO_2のごく一部(7〜10%)は、直接血漿に溶解して輸送されます。
  2. カルバミノヘモグロビン:CO_2の20%強がヘモグロビンと化学的に結合し、カルバミノヘモグロビンを形成します。この過程では、CO_2 はヘモグロビンのヘム部分ではなく、グロビンのアミノ酸に直接結合します。pCO_2 濃度はカルバミノヘモグロビンの形成に大きく影響します。組織毛細血管の pCO_2 濃度が高いとカルバミノヘモグロビンの形成が促進され、肺毛細血管の pCO_2 濃度が低いとグロビンから CO_2 が分離され、拡散によって肺胞に入ることが可能になります。
  3.  炭酸水素イオンまたは重炭酸イオン (HCO_3-): CO_2 の約 70% は、血漿中で炭酸水素イオンとして輸送されます。この過程は、CO_2 が全身の毛細血管に拡散して赤血球に入り、炭酸脱水酵素の影響を受けて水と反応して炭酸を形成するときに始まります。この酸はその後、H+ と HCO_3- に解離します。肺では、このプロセスが逆転し、CO_2 が放出されて呼気として排出されます。

ホールデン効果

血液中に運ばれる CO_2 の量は、血液の酸素化度合いによって大きく左右されます。これはホールデン効果として知られています。この効果は、pO_2 とヘモグロビンの酸素飽和度が低いと、これらの条件ではヘモグロビンの CO_2 に対する親和性が増すため、血液がより多くの CO_2 を運ぶことができるというものです。

まとめ

血液中の二酸化炭素の輸送は複雑ですが効率的なプロセスで、主にカルバミノヘモグロビンと重炭酸イオンの形成を伴います。この複雑なシステムにより、体内の二酸化炭素の生成と排出のバランスが安定し、最適な生理機能に不可欠な体の優れた調節メカニズムが証明されています。

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Carbon DioxideCO2 TransportBlood PhysiologyDissolved CO2CarbaminohemoglobinBicarbonate IonsCarbonic AnhydraseHaldane EffectBlood OxygenationGas ExchangePhysiological Regulation

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