Ludzie wdychają tlen i wydychają dwutlenek węgla. Proces ten brzmi prosto, ale szczegóły są dość skomplikowane. Podczas procesu oddychania ludzie zamieniają cukier w energię. Dwutlenek węgla jest produktem ubocznym tego procesu. Dwutlenek węgla jest uwalniany do krwi, podróżuje do płuc i jest wydychany. Ponieważ dwutlenek węgla jest słabym kwasem, im więcej dwutlenku węgla we krwi, tym bardziej kwaśna staje się krew.
Dwutlenek węgla
Dwutlenek węgla ma wzór chemiczny CO2. Oznacza to, że dla każdej cząsteczki węgla istnieją dwie cząsteczki tlenu. Po rozpuszczeniu w wodzie dwutlenek węgla tworzy kwas węglowy, H2CO3. Kwas węglowy może stracić dwa atomy wodoru lub protony. Utrata protonów w roztworze powoduje, że roztwór jest kwaśny.
System buforowania węglanów
Układ buforu węglanowego kontroluje poziomy pH we krwi. PH jest miarą kwasowości. Im niższe pH, tym bardziej kwaśny jest roztwór. Dwutlenek węgla jest istotną częścią układu buforów węglanowych. Kiedy dwutlenek węgla rozpuszcza się we krwi, tworzy bufor składający się z jonów wodorowęglanowych, HCO3-, kwasu węglowego, H2CO3 i dwutlenku węgla, CO2. Wszystkie trzy istnieją w równowadze ze sobą. Część węglowa buforu może neutralizować jony wodorotlenowe, co zwiększa pH krwi, podczas gdy wodorowęglanowa część układu może neutralizować jony wodoru, co zmniejsza pH krwi.
Oddychania komórkowego
Podczas oddychania komórkowego ludzie wdychają tlen. Ciało wykorzystuje ten tlen jako część procesu przekształcania cukru i innych cząsteczek w energię. Produktem odpadowym tego procesu jest dwutlenek węgla. Dwutlenek węgla uwalnia się do krwi. Wraz ze wzrostem poziomu dwutlenku węgla zmienia się równowaga bufora węglanowego. Wytwarzany jest więcej kwasu węglowego H2CO3, który następnie zwiększa kwasowość krwi.
Regulacja kwasowości krwi
Ponieważ uwalnianie dwutlenku węgla do krwi przesuwa równowagę węglanową, organizm musi usunąć nadmiar dwutlenku węgla w celu regulacji poziomu pH. Dlatego krew przenosi dwutlenek węgla do płuc, gdzie jest wydychany. Szybkość i głębokość oddychania reguluje ilość wydychanego dwutlenku węgla. Szybszy, głębszy oddech wydycha więcej dwutlenku węgla.
Kwasica i alkaloidy
Regulacja pH krwi jest procesem precyzyjnym. Kiedy krew ma zbyt dużo lub dwa małe kwasy, wyniki są nazywane odpowiednio kwasicą i zasadowicą. Zaburzenia płuc lub oddechowe mogą powodować kwasicę oddechową i zasadowicę układu oddechowego poprzez rozregulowanie ilości dwutlenku węgla wydychanego podczas oddychania. Zbyt mały wydychany dwutlenek węgla zwiększy kwasowość krwi, podczas gdy zbyt duża ilość wydychanego dwutlenku węgla zmniejszy kwasowość krwi.
