Общеизвестно, что мы при дыхании потребляем кислород и выдыхаем CO2. Однако, задумывались ли вы о том, почему именно углекислый газ?
Клеточное дыхание
Говоря о дыхании, первое, что приходит на ум - это наши нос, рот, горло и легкие. Однако, есть еще понятие "клеточное дыхание". Как следует из названия - это то, что происходит на клеточном уровне в наших телах. Более конкретно, это куча метаболических процессов и реакций, которые протекают в клетках организма для преобразования биохимической энергии, полученной из жизненно важных питательных веществ в источник энергии для поддержания клеточной активности.
Хотя многие биохимические реакции происходят в наших телах все время, то, что происходит внутри наших клеток и отвечает за выработку энергии, вероятно, является самым важным из всего. Реагентами, участвующими в этой реакции, в основном, являются сахара, углеводы, жиры и белки, и поскольку это происходит в присутствии кислорода, то известно как аэробное дыхание.
Эта биохимическая реакция протекает в клетках наших тел, в ее процессе выделяется газообразный диоксид углерода (углекислый газ) в качестве побочного продукта. Именно так он образуется внутри тела. Поскольку глюкоза, жиры и белки используются в качестве источников топлива для этой реакции, скорость производства двуокиси углерода ниже, чем скорость потребления кислорода. Говоря простыми словами, мы производим меньше двуокиси углерода, чем количество потребляемого нами кислорода.
Как углекислый газ удаляется из организма?
Всем известно, что углекислый газ в высоких концентрациях ядовит для нас. Следовательно, он должен быть надлежащим образом удален из организма.
Это достигается с помощью трех основных биологических процессов: молекулы углекислого газа растворяются непосредственно в крови, связываются с белками (в частности, гемоглобином в крови) или посредством бикарбонатного буфера. В рамках этой статьи нас больше интересуют первые два процесса.
1. Растворение СО2 в крови
Из-за определенных химических свойств углекислого газа, он гораздо более растворим в крови человека, чем кислород. Это свойство очень удобно для удаления углекислого газа из клеток, в которых он образовался. Растворенный диоксид углерода переносится в легкие, где альвеолы выводят его из крови, после чего мы выдыхаем его в атмосферу.
2. Удаление двуокиси углерода с помощью гемоглобина.
Молекулы углекислого газа также могут проникать в эритроциты и связываться с гемоглобином - белком в крови, который переносит кислород по всему телу.
Когда углекислый газ связывается с гемоглобином , то образуется молекула, называемая карбаминогемоглобином. Он отвечает за 30% от общего количества диоксида углерода, присутствующего в организме человека. Поскольку такая связь углекислого газа и гемоглобина является обратимым процессом, молекулы углекислого газа отделяются от гемоглобина, когда они достигают легких. Тут снова, газообмен происходит в альвеолах - они насыщают кровь кислородом и удаляют из нее углекислый газ, который в последствии мы выдыхаем.
Еще около 60% углекислого газа в организме транспортируется в крови в виде бикарбонатных ионов (гидрокарбонат) в составе бикарбонатной буферной системы, которая регулирует баланс ионов двуокиси углерода, угольной кислоты и бикарбоната.
Бикарбонатная буферная система поддерживает на должном уровне рН крови для нормального протекания различных метаболических процессов в организме.
Таким образом, углекислый газ вырабатывается в организме в результате клеточного дыхания, при котором жизненно важные питательные вещества в присутствии кислорода преобразуются в энергию. Выделенный CO2 затем удаляется из тела путем растворения в крови и связывания с гемоглобином. После этого вместе с кровью он переносится в легкие, откуда уже при выдохе он удаляется через нос и рот.
В заключение, несколько фактов о дыхании:
Ежедневно мы делаем около 23000 вдохов и еще столько же выдохов.
За час вы выдыхаете от 5 до 20 литров СО2 (зависит от скорости обмена веществ) и около пятидесяти граммов воды.
Вместимость левого легкого ниже, чем у правого.
Если часто выдыхать через рот, а вдохи делать через нос, то в организме может произойти нарушение баланса СО2.
А что вам интересного известно о дыхании? Напишите об этом в комментариях
Если Вам понравилась статья , поставьте лайк и подпишитесь на канал НАУЧПОП . Оставайтесь с нами, друзья! Впереди ждёт много интересного!
