Zmiana chlorku - Chloride shift

Przesunięcie chlorków (znane również jako zjawisko Hamburgera lub zjawisko linii , nazwane na cześć Hartoga Jakoba Hamburgera ) jest procesem zachodzącym w układzie sercowo-naczyniowym i odnosi się do wymiany wodorowęglanów (HCO 3 − ) i chlorków (Cl − ) przez błonę czerwone krwinki (RBC).

Mechanizm

Dwutlenek węgla (CO 2 ) jest wytwarzany w tkankach jako produkt uboczny normalnego metabolizmu. Rozpuszcza się w roztworze osocza krwi i do czerwonych krwinek (RBC), gdzie anhydraza węglanowa katalizuje jego uwodnienie do kwasu węglowego (H 2 CO 3 ). Kwas węglowy następnie samorzutnie dysocjuje, tworząc jony wodorowęglanowe (HCO 3 − ) i jon wodorowy (H + ). W odpowiedzi na spadek wewnątrzkomórkowego pCO 2 , więcej CO 2 biernie dyfunduje do komórki.

Błony komórkowe są generalnie nieprzepuszczalne dla naładowanych jonów (tj. H + , HCO 3 − ), ale RBC są w stanie wymienić wodorowęglan na chlorek przy użyciu białka anionowymiennego Band 3 . Tak więc wzrost zawartości wodorowęglanów wewnątrzkomórkowych prowadzi do eksportu wodorowęglanów i spożycia chlorków. Termin „zmiana chlorku” odnosi się do tej wymiany. W konsekwencji, stężenie chlorków jest niższe w układowej krwi żylnej niż we krwi tętniczej: wysokie żylne pCO 2 prowadzi do wytwarzania wodorowęglanów w krwinkach czerwonych, które następnie opuszczają krwinki czerwone w zamian za wchodzące chlorki.

Odwrotny proces zachodzi w naczyniach włosowatych płuc, gdy PO 2 wzrasta, a PCO 2 spada i występuje efekt Haldane'a (uwalnianie CO 2 z hemoglobiny podczas natleniania). Uwalnia to jony wodorowe z hemoglobiny, zwiększa stężenie wolnego H + w krwinkach czerwonych i przesuwa równowagę w kierunku tworzenia CO 2 i wody z wodorowęglanu. Późniejszy spadek wewnątrzkomórkowego stężenia wodorowęglanów odwraca wymianę chlorku z wodorowęglanem: wodorowęglan przemieszcza się do komórki w zamian za wyprowadzenie chlorku. Ruch do wewnątrz wodorowęglanu przez wymiennik Band 3 umożliwia anhydrazie węglanowej przekształcenie go w CO 2 w celu wydychania.

Przesunięcie chlorków może również regulować powinowactwo hemoglobiny do tlenu poprzez jon chlorkowy działający jako efektor allosteryczny .

Reakcja

Reakcja (jak to zachodzi w naczyniach włosowatych płuc) 

   RBC                 PLASMA

   HCO3− <-- <-- <--    HCO3−
 
   K+                   Na+

   Cl− --> --> --> -->  Cl−

Wodorowęglan w krwinkach czerwonych (RBC) zamieniany z chlorkiem z osocza w płucach.

Podstawowe właściwości powodujące przesunięcie chlorków to obecność anhydrazy węglanowej w krwinkach czerwonych, ale nie w osoczu, oraz przepuszczalność błony RBC dla dwutlenku węgla i jonu wodorowęglanowego, ale nie dla jonu wodorowego. Ciągły proces dysocjacji kwasu węglowego i wypływu jonów wodorowęglanowych doprowadziłby ostatecznie do zmiany wewnątrzkomórkowego potencjału elektrycznego z powodu utrzymujących się jonów H+. Dopływ jonów chlorkowych utrzymuje obojętność elektryczną komórki. Kierunek wymiany wodorowęglanowo-chlorkowej (wodorowęglany z krwinek czerwonych w naczyniach włosowatych układowych, wodorowęglany w krwinki czerwone w naczyniach włosowatych płuc) przebiega w kierunku, który zmniejsza sumę potencjałów elektrochemicznych transportowanych jonów chlorkowych i wodorowęglanowych.

Bibliografia