Функцию переноса углекислого газа в организме человека и многих животных выполняет гемоглобин.
Гемоглобин — это сложный белок, содержащийся в красных кровяных клетках (эритроцитах). Его основная функция — транспортировка кислорода от легких к тканям и органам, а также перенос углекислого газа от тканей обратно к легким для его выведения из организма. Гемоглобин состоит из четырех полипептидных цепей, каждая из которых содержит гемовую группу с атомом железа. Именно железо в гемовой группе связывает молекулы кислорода и углекислого газа.
Процесс переноса углекислого газа происходит следующим образом:
- В тканях углекислый газ, образующийся в результате клеточного дыхания, поступает в кровь.
- Часть углекислого газа растворяется в плазме крови, но основная его часть проникает в эритроциты.
- В эритроцитах углекислый газ взаимодействует с водой под действием фермента карбоангидразы, образуя угольную кислоту (H2CO3), которая затем диссоциирует на ионы водорода (H+) и бикарбонат-ионы (HCO3-).
- Бикарбонат-ионы выходят из эритроцитов в плазму крови, а на их место входят ионы хлора (Cl-) для поддержания электрического равновесия. Этот процесс называется хлоридным сдвигом.
- Гемоглобин в эритроцитах связывает ионы водорода, образуя карбаминовый гемоглобин, что предотвращает закисление крови.
Когда кровь достигает легких, процесс идет в обратном порядке:
- В легких бикарбонат-ионы возвращаются в эритроциты и вновь образуют угольную кислоту.
- Угольная кислота под действием карбоангидразы распадается на воду и углекислый газ.
- Углекислый газ диффундирует из крови в альвеолы легких и затем выдыхается.
Таким образом, гемоглобин играет ключевую роль не только в транспорте кислорода, но и в переносе углекислого газа, что является важным аспектом поддержания гомеостаза в организме.