`CO_(2)` के परिवहन ( ट्रांसपोर्ट ) की मुख्य क्रियाविधि क्या हैं , व्याख्या करे ?

Explanation

कार्बन डाइऑक्साइड का परिवहन (Transport of `CO_2`) - कोशिकीय श्वसन के पश्चात् अन्त में `CO_2` और `H_2O` के अणुओं का निर्माण होता है। इस `CO_2` का परिवहन कोशिकाओं से फेफड़ों तक भी रुधिर के द्वारा अधिक आसानी से होता है, क्योंकि यह जल में `O_2` की अपेक्षा 20 गुणा अधिक घुलनशील है। रुधिर आयतन के अनुसार 50 से 60 प्रतिशत कार्बन डाइऑक्साइड को ले जाने की क्षमता रखता है, लेकिन मनुष्य में 100 मिली. रुधिर सिर्फ 4 मिली. का `CO_2` परिवहन करता है।
कार्बन डाइऑक्साइड का परिवहन रुधिर द्वारा कोशिकाओं से फेफड़ों के श्वसन तल तक निम्न तीन प्रकार से किया जाता है-
(i) कार्बेमीनो यौगिक (Carbamino Compounds) के रूप में - `CO_2` का लगभग 23% भाग का परिवहन हीमोग्लोबिन के `NH_2` समूह के संयोजन के फलस्वरूप कार्बेमीनो हीमोग्लोबिन (Carbaminohaemoglobin) के रूप में अथवा प्लाज्मा प्रोटीन के संयोजन के परिणामस्वरूप कार्बेमीनो प्रोटीन के रूप में सम्पन्न होता है क्योंकि प्रोटीन्स ऑक्सीकरण के फलस्वरूप - `NH_2` एमीनोग्रुप तथा -COOH कार्बोक्सिल ग्रुप बनता है ।
`R – NH_2 + CO_2 rarr underset("(Carbamino Protein Group)")(R – NHCOOH)`
`HbNH_2 + CO_2 rarr underset("(Carbamino haemoglobin)")(HbNHCOOH)`
(ii) बाइकार्बोनेट के रूप में (As bicarbonate) - शरीर में `CO_2` का 70% भाग के परिवहन बाइकार्बोनेट के रूप में होता है। अधिकांश `CO_2` प्लाज्मा से लाल रक्ताणुओं से विसरित हो जाती है और लाल रक्त कणिकाओं के कोशिका द्रव्य के जल से संयुक्त होकर कार्बोनिक अम्ल बनाती है। लाल रक्त कणिकाओं में एन्जाइम कार्बोनिक एन्हाइड्रेज (Carbonic anhydrase) की उपस्थिति के कारण, यह कार्बोनिक अम्ल के निर्माण की दर, प्लाज्मा की अपेक्षा 5000 गुणा बढ़ जाती है।
इस वजह से रुधिर की 70% `CO_2` लाल रक्त कणिकाओं में प्रवेश करके कार्बोनिक अम्ल बनाती है। यह अम्ल शीघ्र ही बाइकार्बोनेट तथा हाइड्रोजन आयनों में टूट जाता है-
`CO_2 + H_2O harr H_2CO_3` (कार्बोनिक अम्ल)
`H_2CO_3 rarr H^(+) + HCO_3^(-)`
अधिकांश `H^(+)` हीमोग्लोबिन से संयुग्मित हो जाते हैं, इनसे रुधिर का pH 7.4 स्थिर रहता है क्योंकि हीमोग्लोबिन एक प्रभावशाली अम्ल-क्षार मध्यक (Acid-base buffer) होता है तथा बाइकार्बोनेट आयन `(HCO_3^(-))` अत्यधिक विसरणशील होने की वजह से लाल रक्त कणिकाओं में विसरित होकर प्लाज्मा में आ जाते हैं।
इस समय रुधिर का सामान्य pH तथा विद्युत तटस्थता बनाए रखना आवश्यक होता है। इसलिए जितने बाइकार्बोनेट आयन्स लाल रुधिराणु से प्लाज्मा में आते हैं, उनकी पूर्ति करने के लिए उतने ही क्लोराइड्स `(Cl^(-))` लाल रुधिराणु के कोशिका द्रव्य में पहुँच जाते हैं। इस क्रिया को हेमबर्गर प्रक्रिया (Hamburger.s Phenomenon) या क्लोराइड शिफ्ट (Chloride Shift) कहते हैं। बाइकार्बोनेट आयन्स रुधिर प्लाज्मा में उपस्थित सोडियम तथा पोटैशियम आयनों से मिलकर क्रमशः सोडियम एवं पोटैशियम बाइकार्बोनेट का निर्माण करते हैं।
`Na^(+) + HCO_3^(-) rarr NaHCO_3`
`K^(+) + HCO_3^(-) rarr KHCO_3`
ये बाइकार्बोनेट श्वसन तल तक रक्त प्लाज्मा द्वारा पहुँच जाते हैं तथा वहाँ पर विपरीत दिशा में प्रतिक्रियाएँ होती हैं जिससे `CO_2` मुक्त होकर फेफड़ों में चली जाती है।
(iii) प्लाज्मा में घुली अवस्था में (Dissolved in Plasma) - `CO_2` प्लाज्मा में ऑक्सीजन की अपेक्षा 20 गुना अधिक घुलनशील होती है। रुधिर प्लाज्मा के जल से क्रिया करके `CO_2` कार्बोनिक अम्ल बनाती है। इस अवस्था में `CO_2` का सिर्फ 7% भाग ही संवहन होता है।
`CO_2 + H_2O rarr H_2CO_3` (कार्बोनिक अम्ल)