تحول الكلوريد

الموسوعة الحرة

يُعدّ انتقال الكلوريد (المعروف أيضًا باسم ظاهرة الخطوط أو ظاهرة هامبرغر ، نسبةً إلى هارتوغ جاكوب هامبرغر ) عملية تحدث في الجهاز القلبي الوعائي ، وتشير إلى تبادل البيكربونات ( HCO₃⁻ ) والكلوريد (Cl⁻ ) عبر غشاء خلايا الدم الحمراء . [ 1 ]

الآلية

يُنتَج ثاني أكسيد الكربون (CO₂ ) في الأنسجة كناتج ثانوي لعملية الأيض الهوائي الطبيعية. يذوب في محلول بلازما الدم وداخل خلايا الدم الحمراء، حيث يحفز إنزيم الأنهيدراز الكربوني عملية إضافة الماء إليه لتكوين حمض الكربونيك ( H₂CO₃ ) . ثم يتفكك حمض الكربونيك تلقائيًا لتكوين أيونات البيكربونات ( HCO₃⁻ ) وأيون الهيدروجين ( H⁺ ) . واستجابةً لانخفاض ضغط ثاني أكسيد الكربون داخل الخلايا ، ينتشر المزيد من ثاني أكسيد الكربون بشكل سلبي إلى داخل الخلية.

تكون أغشية الخلايا عمومًا غير منفذة للأيونات المشحونة (مثل H + و HCO3- ) ، لكن خلايا الدم الحمراء قادرة على تبادل البيكربونات بالكلوريد باستخدام بروتين مبادل الأنيونات Band 3. وبالتالي ، يؤدي ارتفاع مستوى البيكربونات داخل الخلايا إلى تصدير البيكربونات وامتصاص الكلوريد. ويُطلق على هذا التبادل مصطلح "تحول الكلوريد". ونتيجة لذلك، يكون تركيز الكلوريد أقل في الدم الوريدي الجهازي منه في الدم الشرياني الجهازي: إذ يؤدي ارتفاع ضغط ثاني أكسيد الكربون الوريدي (pCO2 ) إلى إنتاج البيكربونات في خلايا الدم الحمراء، والتي تغادر بدورها خلايا الدم الحمراء مقابل دخول الكلوريد إليها. [ 2 ]

تحدث العملية المعاكسة في الشعيرات الدموية الرئوية عندما يرتفع ضغط الأكسجين الجزئي (pO₂) وينخفض ​​ضغط ثاني أكسيد الكربون الجزئي (pCO₂ ) ، مما يقلل من تأثير هالدين . يؤدي ذلك إلى تحرير أيونات الهيدروجين من الهيموجلوبين، وزيادة تركيز أيونات الهيدروجين الحرة داخل خلايا الدم الحمراء، وتحويل التوازن نحو تكوين ثاني أكسيد الكربون والماء من البيكربونات. ويؤدي الانخفاض اللاحق في تركيز البيكربونات داخل الخلايا إلى عكس تبادل الكلوريد والبيكربونات: حيث تدخل البيكربونات إلى الخلية مقابل خروج الكلوريد. يسمح انتقال البيكربونات إلى داخل الخلية عبر مبادل البروتين B3 لإنزيم الأنهيدراز الكربوني بتحويلها إلى ثاني أكسيد الكربون للزفير . [ 2 ]

قد يؤدي تحول الكلوريد أيضًا إلى تنظيم ألفة الهيموجلوبين للأكسجين من خلال عمل أيون الكلوريد كمؤثر ألوستيري . [ 3 ]

رد فعل

رد الفعل (كما يحدث في الشعيرات الدموية الرئوية)

 بلازما خلايا الدم الحمراء HCO − 3 <-- <-- <-- HCO − 3 K + Na + Cl − --> --> --> --> Cl −

تبادل البيكربونات في خلايا الدم الحمراء مع الكلوريد من البلازما في الرئتين.

تتمثل الخصائص الأساسية التي تُسبب تحول الكلوريد في وجود إنزيم الأنهيدراز الكربوني داخل خلايا الدم الحمراء دون وجوده في البلازما، ونفاذية غشاء خلايا الدم الحمراء لثاني أكسيد الكربون وأيون البيكربونات دون أيون الهيدروجين. تؤدي عملية تفكك حمض الكربونيك المستمرة وتدفق أيونات البيكربونات إلى الخارج في نهاية المطاف إلى تغيير في الجهد الكهربائي داخل الخلايا نتيجةً لبقاء أيونات الهيدروجين . يحافظ تدفق أيونات الكلوريد إلى داخل الخلية على التعادل الكهربائي. يكون الاتجاه العام لتبادل البيكربونات والكلوريد (خروج البيكربونات من خلايا الدم الحمراء في الشعيرات الدموية الجهازية، ودخولها إلى خلايا الدم الحمراء في الشعيرات الدموية الرئوية) في الاتجاه الذي يُقلل من مجموع الجهود الكهروكيميائية لأيونات الكلوريد والبيكربونات المنقولة.

مراجع

  1. ↑ كراندال إي دي، ماثيو إس جيه، فليشر آر إس، وينتر إتش آي، بيداني إيه (1981). "تأثير تثبيط تبادل البيكربونات / الكلوريد في خلايا الدم الحمراء على إفراز ثاني أكسيد الكربون واختلال توازن الرقم الهيدروجيني في رئتي الفئران المعزولتين" . مجلة التحقيقات السريرية . 68 (4): 853-862 . doi : 10.1172/JCI110340 . PMC 370872. PMID 6793631 .  
  2. 1 2 ويستن إي إيه، برانج إتش دي (2003). "إعادة فحص الآليات الكامنة وراء تحول الكلوريد الشرياني الوريدي". فيزيول . بيوكيم. زول . 76 (5): 603-614 . doi : 10.1086/380208 . PMID 14671708. S2CID 21356564 .  
  3. ↑ نيجن إيه إم، مانينغ جيه إم، ألبين جيه أو (25 يونيو 1980). "مواقع ارتباط الأنيونات غير العضوية بالهيموجلوبين المرتبطة بالأكسجين" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 255 (12): 5525-5529 . doi : 10.1016/S0021-9258(19)70661-9 . PMID 7380825 .