Wenn Ihre Zellen Nahrung zur Energiegewinnung verbrennen, entsteht Kohlendioxid als Abfallprodukt. Ihre Lunge kümmert sich letztendlich um diesen Abfall, indem sie ihn aus Ihrem System ausstößt. Aber Kohlendioxid ist mehr als nur Abfall; CO2 Die Konzentrationen in Ihrem Blutkreislauf spielen eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung eines stabilen pH-Werts und helfen Ihrem Körper, herauszufinden, wie oft Sie atmen müssen.
Regulierung durch Diffusion
Wenn Sie einem Glas Wasser einen Tropfen Lebensmittelfarbe hinzufügen, verteilt sich die Farbe allmählich im ganzen Wasser, während Farbstoffmoleküle von einer Zone hoher Konzentration in Zonen niedriger Konzentration sickern. Diese natürliche Tendenz von Molekülen, sich aus einem Bereich, in dem sie konzentriert sind, in einen Bereich auszubreiten, in dem sie sich nicht befinden, wird als Diffusion bezeichnet. In Ihrem Körper wird Kohlendioxid von Zellen in Ihrem Gewebe produziert, sodass das Blut, das in Ihre Lunge zurückfließt, reich an CO. ist
2. Deshalb CO2 diffundiert aus Ihrem Blut in Ihre Lunge – die CO concentration-Konzentration2 im Blut ist höher als die CO2-Konzentration in der Luft, die Sie gerade eingeatmet haben.Regulierung durch Atmung
Dein Körper muss das CO. halten2 Konzentration in Ihrer Lunge niedrig, so dass CO2 wird aus Ihrem Blut in Ihre Lunge diffundieren und nicht umgekehrt. Dazu muss man aus- oder ausatmen. Wie oft Sie ausatmen müssen, hängt davon ab, wie viel CO2 Ihre Gewebe produzieren; Sie müssen beim Sprinten viel häufiger ausatmen als zum Beispiel, wenn Sie schlafend im Bett liegen. Die als Medulla bezeichnete Region Ihres Gehirns reguliert Ihre Atemfrequenz, ohne dass Sie bewusst nachdenken müssen. Es reagiert auf eine Vielzahl von Faktoren, aber einer der wichtigsten ist die CO .-Konzentration2 in deinem Blut.
Regulierung im Blut
In Wasser gelöstes Kohlendioxid kann mit dem Wasser zu Kohlensäure reagieren. In Ihrem Blut wird diese Reaktion durch ein Enzym namens Carboanhydrase katalysiert oder beschleunigt, sodass sie sehr schnell abläuft. Die Kohlensäure kann ihrerseits ein Wasserstoffion abgeben, um Bicarbonat zu werden. Das meiste Kohlendioxid in Ihrem Blut liegt in Form von Bicarbonat vor. Das Ergebnis ist, dass ein Anstieg des CO2 Konzentrationen verringern den pH-Wert Ihres Blutes leicht oder machen es sehr leicht sauer, während eine Verringerung des CO-Wertes2 Konzentrationen machen es etwas weniger sauer. Rezeptoren auf Nervenzellen, die mit der Medulla kommunizieren, können die sehr geringe pH-Änderung wahrnehmen mit dieser Aktivität verbunden - und Ihr Rückenmark kann Ihnen helfen, diese Informationen zu verwenden, um herauszufinden, wann Sie es brauchen atmen.
Die Rolle des Hämoglobins
Ein weiteres Molekül, das eine entscheidende Rolle bei CO. spielt2 Regulierung ist Hämoglobin, das gleiche Protein, das Sauerstoff in Ihrem Blut transportiert. Hämoglobin kann einige der zusätzlichen Wasserstoffionen aufnehmen, die durch Kohlensäure freigesetzt werden; Sobald es seine Sauerstofffracht entladen hat, kann Hämoglobin auch einen Teil des CO. aufnehmen und transportieren2 auch. Dank Hämoglobin und Carboanhydrase liegen nur etwa 10 Prozent des Kohlendioxids in Ihrem Blut tatsächlich in Form von gelöstem Kohlendioxid vor. Alle diese Komponenten wirken zusammen, um die Kohlendioxidkonzentration stabil zu halten und dieses Gas aus Ihrem System zu entfernen.