Газова обмяна в белите дробове

Основната цел на дишането е газовата обмяна между алвеолите и кръвта. Тази обмяна позволява преминаване на кислород от атмосферния въздух към клетките и отделяне на въглероден диоксид. Газовата дифузия в белите дробове се извъшва през респираторната мембрана или алвеоло-капилярната бариера.

При газовата обмяна в белите дробове кислородът преминава от алвеолите в плазмата чрез дифузия и благодарение на концентрационния си градиент. От плазмата той навлиза в еритроцитите и се свързва с намиращия се в тях дезоксихемоглобин, при което се образува оксихемоглобин и се освобождават водородни катиони. За да се запази киселинно-алкалното равновесие (тъй като оксихемоглобинът е по-силна киселина от дезоксихемоглобина), калиевият катион от KCl в еритроцита се свързва с оксихемоглобина и се получава калиев оксихемоглобин, а освободеният хлорен анион преминава в плазмата.

В плазмата се намира хидрогенкарбонат и хлорният анион се свързва с натрия, а хидрокарбонатният анион компенсаторно навлиза в еритроцита, свързва се с водородния катион и образува въглеродна киселина. В еритроцитите се намира карбоанхидраза, под чието действие въглеродната киселина се разгражда до въглероден диоксид и вода. Въглеродният диоксид преминава последователно в плазмата, оттам в алвеолата и накрая се отстранява от организма с издишания въздух. В еритроцитите, около 27 % от въглеродния диоксид е свързан с хемоглобина под формата на карбаминохемоглобин.

В белите дробове под влияние на кислорода тази връзка става лабилна, вследствие на което се освобождава въглероден диоксид. Последният постъпва в плазмата, а оттам в алвеоларния въздух. От друга страна, кислородът се свързва с освободения хемоглобин. Около 8 % от въглеродния диоксид, който е физикално разтворен в плазмата, преминава по силата на концентрационния си градиент в алвеолите. Така, образувалият се въглероден диоксид се елиминира от организма и същевременно се намалява киселинността на кръвта.

При преминаването на кръвта през белите дробове за една минута от 100 мл кръв се поемат около 4 мл въглероден диоксид. При обикновени условия съотношението между отстранения въглероден диоксид и поетия кислород, изразено в мл, се нарича респираторен квотиент, който е равен на 0,8.