عندما تحرق خلاياك الطعام للحصول على الطاقة ، ينتهي بها الأمر بثاني أكسيد الكربون كمخلفات. تعتني رئتيك في النهاية بهذه النفايات عن طريق طردها من نظامك. لكن ثاني أكسيد الكربون أكثر من مجرد نفايات ؛ كو2 تلعب التركيزات في مجرى الدم دورًا مهمًا في الحفاظ على درجة حموضة ثابتة وفي مساعدة جسمك على معرفة عدد المرات التي تحتاج فيها إلى التنفس.
التنظيم بالانتشار
عندما تضيف قطرة من مُلوِّن الطعام إلى كوب من الماء ، ينتشر اللون تدريجيًا في جميع أنحاء الماء حيث تتسرب جزيئات الصبغة من منطقة عالية التركيز إلى مناطق ذات تركيز منخفض. هذا الميل الطبيعي للجزيئات للانتشار خارج منطقة تتركز فيها في منطقة لا توجد فيها يسمى بالانتشار. داخل جسمك ، يتم إنتاج ثاني أكسيد الكربون بواسطة خلايا في أنسجتك ، لذا فإن الدم الذي يعود إلى رئتيك يكون غنيًا بـ CO2. لهذا السبب CO2 ينتشر من دمك إلى رئتيك - تركيز ثاني أكسيد الكربون2 في الدم أعلى من تركيز ثاني أكسيد الكربون في الهواء الذي استنشقته للتو.
التنظيم عن طريق التنفس
يجب أن يحافظ جسمك على أول أكسيد الكربون2 التركيز في رئتيك منخفض بحيث يكون ثاني أكسيد الكربون2 سوف ينتشر من دمك إلى رئتيك وليس العكس. من أجل القيام بذلك ، عليك أن تأخذ الزفير أو الزفير. يعتمد عدد مرات الزفير على كمية ثاني أكسيد الكربون
2 أنسجتك تنتج ؛ تحتاج إلى الزفير كثيرًا إذا كنت تركض بسرعة أكثر مما تحتاجه إذا كنت مستلقيًا نائمًا في السرير ، على سبيل المثال. تنظم منطقة دماغك المسماة النخاع معدل تنفسك دون الحاجة إلى التفكير الواعي من جانبك. يستجيب لمجموعة متنوعة من العوامل ، ولكن من أهمها تركيز ثاني أكسيد الكربون2 في دمك.التنظيم في دمك
يمكن لثاني أكسيد الكربون المذاب في الماء أن يتفاعل مع الماء لتكوين حمض الكربونيك. في الدم ، يتم تحفيز هذا التفاعل أو تسريعه بواسطة إنزيم يسمى الأنهيدراز الكربوني بحيث يحدث بسرعة كبيرة. يمكن لحمض الكربونيك بدوره التخلي عن أيون الهيدروجين ليصبح بيكربونات. يوجد معظم ثاني أكسيد الكربون في الدم على شكل بيكربونات. والنتيجة هي أن زيادة في ثاني أكسيد الكربون2 ستعمل التركيزات على تقليل درجة الحموضة في الدم بشكل طفيف أو تجعله أكثر حمضية قليلاً جدًا ، مع انخفاض في ثاني أكسيد الكربون2 التركيزات ستجعله أقل حمضية بشكل طفيف. يمكن للمستقبلات الموجودة على الخلايا العصبية التي تتواصل مع النخاع أن تشعر بتغيير طفيف للغاية في درجة الحموضة المرتبط بهذا النشاط - ويمكن أن يساعد النخاع في استخدام هذه المعلومات لمعرفة وقت الحاجة ليتنفس.
دور الهيموجلوبين
جزيء آخر يلعب دورًا مهمًا في ثاني أكسيد الكربون2 التنظيم هو الهيموجلوبين ، وهو نفس البروتين الذي ينقل الأكسجين في الدم. يمكن للهيموجلوبين أن يلتقط بعض أيونات الهيدروجين الزائدة التي يطلقها حمض الكربونيك ؛ بمجرد تفريغ حمولته من الأكسجين ، يمكن للهيموجلوبين أيضًا التقاط بعض ثاني أكسيد الكربون والمساعدة في نقله2 كذلك. بفضل الهيموجلوبين والأنهيدراز الكربوني ، يوجد حوالي 10 بالمائة فقط من ثاني أكسيد الكربون في الدم في شكل ثاني أكسيد الكربون المذاب. تساعد كل هذه المكونات التي تعمل معًا في الحفاظ على ثبات تركيزات ثاني أكسيد الكربون وإزالة هذا الغاز من نظامك.