Nach meinem Verständnis ist der Prozess, der Kohlendioxid und Sauerstoff in unseren Erythrozyten und Lungen verdrängt, Diffusion. Mir wurde beigebracht, dass Diffusion die Nettobewegung von Partikeln von einem Bereich höherer Konzentration zu einem Bereich niedrigerer Konzentration ist, bis ein Gleichgewicht erreicht ist.
Bedeutet ein Gleichgewicht zwischen Kohlendioxid und Sauerstoff nicht, dass zu jeder Zeit gleiche Anteile dieser Elemente vorhanden sein sollten? Daher sollten Erythrozyten diese beiden Chemikalien gleichzeitig enthalten . Vermute ich das richtig? Wenn ja, dann habe ich eine Anschlussfrage: Würde das in unserem Blut schwebende Kohlendioxid nicht auf unbestimmte Zeit einige ungesunde Nebenwirkungen verursachen, und gibt es etwas, das dies verhindert?
Ich bin derzeit nur in GCSEs, also entschuldigen Sie, wenn diese Frage tatsächlich eine sehr einfache Antwort hat.
Danke
Damit Diffusion stattfinden kann, muss es einen "Konzentrationsgradienten" geben, das heißt einen Bereich, von dem aus die Substanz diffundiert, wohin sie diffundiert. Woher die Substanz diffundiert, ist die Konzentration hoch und wo sie hingeht, ist die Konzentration niedrig. Unser Körper verbraucht ständig Sauerstoff und produziert Kohlendioxid. Kohlendioxid wird im Allgemeinen im Blutplasma transportiert, und Sauerstoff wird im Allgemeinen von den roten Blutkörperchen (Erythrozyten) transportiert. Während bei der Diffusion zwar normalerweise ein Gleichgewicht erreicht wird, sprechen Sie in diesem Fall davon, dass es kein Gleichgewicht gibt. Unsere physiologischen Prozesse (Atmung) halten diesen Konzentrationsgradienten ständig aufrecht, und so strömt immer Kohlendioxid aus und Sauerstoff kommt immer herein.
Tatsächlich besteht typischerweise ein Diffusionsgleichgewicht sowohl für Sauerstoff als auch für Kohlendioxid, wenn das Blut den Gasaustausch in den Alveolen der Lunge beendet. Eine Verwirrung im OP besteht darin, dass ein chemisches Gleichgewicht zwischen Kohlendioxid und Sauerstoff keine wirkliche Bedeutung hat , da es sich um separate chemische Einheiten handelt. Kohlendioxid im Kapillarblut der Lunge gleicht sich mit Kohlendioxid im Alveolargas der Lunge aus; Sauerstoff gleicht sich in ähnlicher Weise zwischen Blut und Gas aus. Jede für sich effektiv.
Ja, der Körper verbraucht ständig Sauerstoff und produziert Kohlendioxid, also haben wir aus dieser Perspektive einen stabilen Zustand des ganzen Körpers. Im Gesamtgleichgewicht sind wir tot. Am Ort des Gasaustausches in der Lunge besteht jedoch im Allgemeinen kein Unterschied in der chemischen Aktivität beider Gase zwischen der Alveolarluft und dem Kapillarblut, das die Alveole verlässt. Aus chemischer Sicht besteht an diesem Punkt also im Allgemeinen ein lokales Gleichgewicht beider Gase.
Unter Umständen wird dieses lokale Gleichgewicht nicht erreicht. Der Transport von Kohlendioxid ist sehr kompliziert, da es in mehreren ineinander umwandelbaren Formen vorliegt: gelöstes Kohlendioxidgas, eine Form namens Kohlensäure, in der es chemisch mit Wasser reagiert hat, die Bicarbonat- und Carbonationen, die aus der Dissoziation von Kohlensäure stammen, und eine Carbamatform, die eine reversible chemische Bindung mit Aminogruppen an Proteinen darstellt. Die Reaktion mit Wasser ist von sich aus langsam; es wird durch das Enzym Carboanhydrase in roten Blutkörperchen katalysiert. Wenn dieses Enzym gehemmt wird (z. B. durch das Medikament Acetazolamid), besteht möglicherweise kein chemisches GesamtgleichgewichtKohlendioxid zwischen Alveolarluft und Kapillarblut, da möglicherweise nicht genügend Zeit bleibt, wenn Blut durch die Alveole fließt, damit sich alle anderen Formen in das gelöste Gas umwandeln können, das aus dem Blut in die Alveolarluft diffundieren kann.
Eine weitere Komplikation besteht darin, dass der Transport von Sauerstoff und Kohlendioxid im Blut in gewisser Weise voneinander abhängig ist. Die Ansäuerung durch Kohlendioxid (niedrigerer pH-Wert ist saurer) beeinträchtigt die Fähigkeit von Hämoglobin, Sauerstoff zu binden, wodurch tendenziell mehr Sauerstoff freigesetzt wird. Dennoch sind in den meisten Fällen beim Menschen beide Gase individuell im Gleichgewicht zwischen Alveolarluft und dem Blut, das die Alveole verlässt.
Schließlich ist das anhaltende Vorhandensein von Kohlendioxid im Körper ein normaler, gesunder Teil der physiologischen Funktion. Es muss im Gleichgewicht gehalten werden, aber es muss da sein.
EdM