Når dine celler forbrænder mad til energi, ender de med kuldioxid som affaldsprodukt. I sidste ende tager dine lunger sig af det affald ved at udvise det fra dit system. Men kuldioxid er mere end bare affald; CO2 koncentrationer i blodbanen spiller en afgørende rolle for at opretholde en stabil pH og hjælpe din krop med at finde ud af, hvor ofte du har brug for at trække vejret.
Regulering ved diffusion
Når du tilføjer en dråbe madfarvning til et glas vand, spredes farven gradvist gennem vandet, når farvestofmolekyler siver fra en zone med høj koncentration til zoner med lav koncentration. Denne naturlige tendens til, at molekyler spredes ud af et område, hvor de er koncentreret i et område, hvor de ikke er, kaldes diffusion. Inde i din krop produceres kuldioxid af celler i dit væv, så blod, der rejser tilbage til lungerne, er rig på CO2. Det er derfor CO2 diffunderer ud af dit blod og ind i lungerne - koncentrationen af CO2 i blodet er højere end koncentrationen af CO2 i den luft, du lige har inhaleret.
Regulering ved vejrtrækning
Din krop skal holde CO2 koncentration i lungerne lav, så CO2 vil diffundere ud af dit blod i lungerne og ikke omvendt. For at gøre det skal du trække vejret ud eller ånde ud. Hvor ofte du skal trække vejret afhænger af, hvor meget CO2 dit væv producerer; du har brug for at udånde meget oftere, hvis du sprinter, end hvis du f.eks. ligger og sover i sengen. Regionen af din hjerne kaldet medulla regulerer hastigheden på din vejrtrækning uden behov for bevidst tanke fra din side. Det reagerer på en række faktorer, men en af de vigtigste er koncentrationen af CO2 i dit blod.
Regulering i dit blod
Kuldioxid opløst i vand kan reagere med vandet og danne kulsyre. I dit blod katalyseres eller fremskyndes denne reaktion af et enzym kaldet kulsyreanhydase, så det sker meget hurtigt. Kulsyre kan til gengæld opgive en hydrogenion til at blive bicarbonat. Det meste af kuldioxid i dit blod findes i form af bicarbonat. Resultatet er, at en stigning i CO2 koncentrationer vil sænke pH i dit blod lidt eller gøre det meget surere, mens et fald i CO2 koncentrationer gør det meget mindre surt. Receptorer på nerveceller, der kommunikerer med medulla, kan mærke den meget lille ændring i pH forbundet med denne aktivitet - og din medulla kan hjælpe med at bruge disse oplysninger til at finde ud af, hvornår du har brug for det at trække vejret.
Hæmoglobins rolle
Et andet molekyle, der spiller en kritisk rolle i CO2 regulering er hæmoglobin, det samme protein, der transporterer ilt i dit blod. Hæmoglobin kan samle nogle af de ekstra hydrogenioner frigivet af kulsyre; når den først har aflæst sin iltgods, kan hæmoglobin også samle op og hjælpe med at transportere noget af CO2 såvel. Takket være hæmoglobin og kulsyreanhydrase er kun ca. 10 procent af kuldioxid i dit blod faktisk til stede i form af opløst kuldioxid. Alle disse komponenter, der arbejder sammen, hjælper med at holde kuldioxidkoncentrationerne stabile og fjerne denne gas fra dit system.