Modelluntersuchungen zum Austausch der Atemgase

Summary

The time course of the Bohr effect on thin blood lamellas, consisting of a single layer of erythrocytes with a plasma layer on both sides, is examined. The O₂ saturation change of the hemoglobin, following a sudden change in the CO₂ pressure, is carried out in both directions at a temperature of 37° C, within the range $S_{{\text{O}}_{\text{2}} } = 83\%$ and 49%, and photometrically analyzed.

The analysis shows that:

• 1. The time needed for the increase in the O₂ saturation of the blood lamellas is approximately 6 times greater than that required by the O₂ desaturation process. The average half-value times are 0.97 sec and 0.17 sec, respectively.

• 2. The O₂ desaturation process, following a CO₂ pressure increase, needs almost as much time as a desaturation process in the same range, after an O₂ pressure decrease. Hence, it follows that the O₂ diffusion rate can temporally limit the CO₂ exchange in this direction.

• 3. After a CO₂ decrease, the time course of the longer O₂ saturation process depends on the quantity of HCO ⁻₃ inside the erythrocyte. When there is a considerable CO₂ jump, the Hamburger shift can temporally limit the Bohr effect.

Zusammenfassung

Es wird der zeitliche Ablauf des Bohr-Effektes an dünnen Blutlamellen, bestehend aus einer einlagigen Erythrocytenschicht mit beidseitigem Plasmarand, untersucht. Die einer plötzlichen Änderung des CO₂-Druckes folgende O₂-Sättigungsänderung des Hämoglobins wird bei 37° C im Bereich zwischen $S_{{\text{O}}_{\text{2}} } = 83\%$ und 49% in beiden Richtungen durchgeführt und photometrisch analysiert.

Dabei ergibt sich:

• 1. Die Zeit für den Anstieg der O₂-Sättigung der Blutlamelle ist etwa sechsmal länger als die für die O₂-Entsättigung. Die mittleren Halbwertzeiten betragen 0,97 bzw. 0,17 sec.

• 2. Der O₂-Entsättigungsvorgang nach einer CO₂-Druckerhöhung benötigt fast die gleiche Zeit wie die im selben Bereich ablaufende Entsättigung nach einer O₂-Druckerniedrigung. Daraus folgt, daß die O₂-Diffusionsrate den CO₂-Austausch in dieser Richtung zeitlich begrenzen kann.

• 3. Der längere O₂-Aufsättigungsprozeß nach einer CO₂-Druckerniedrigung hängt in seinem zeitlichen Ablauf von der Menge des ausgetauschten HCO ⁻₃ ab. Bei größeren CO₂-Sprüngen kann die Hamburger-Shift den Bohr-Effekt zeitlich begrenzen.