Quando le tue cellule bruciano cibo per produrre energia, finiscono con l'anidride carbonica come prodotto di scarto. I tuoi polmoni alla fine si prendono cura di quei rifiuti espellendoli dal tuo sistema. Ma l'anidride carbonica è più di un semplice rifiuto; CO2 le concentrazioni nel flusso sanguigno svolgono un ruolo fondamentale nel mantenere un pH stabile e nell'aiutare il corpo a capire quanto spesso è necessario respirare.
Regolazione per diffusione
Quando aggiungi una goccia di colorante alimentare a un bicchiere d'acqua, il colore si diffonde gradualmente in tutta l'acqua mentre le molecole di colorante filtrano da una zona ad alta concentrazione a zone a bassa concentrazione. Questa tendenza naturale delle molecole a diffondersi da una regione in cui sono concentrate in una regione in cui non lo sono è chiamata diffusione. All'interno del tuo corpo, l'anidride carbonica è prodotta dalle cellule dei tuoi tessuti, quindi il sangue che torna ai polmoni è ricco di CO2. Ecco perché CO
2 si diffonde dal sangue ai polmoni - la concentrazione di CO2 nel sangue è superiore alla concentrazione di CO2 nell'aria che hai appena inalato.Regolazione per respirazione
Il tuo corpo deve mantenere la CO2 concentrazione nei polmoni bassa in modo che la CO2 si diffonderà dal sangue ai polmoni e non viceversa. Per farlo, devi espirare o espirare. La frequenza con cui devi espirare dipende da quanta CO2 i tuoi tessuti stanno producendo; devi espirare molto più spesso se stai correndo rispetto a quando sei a letto addormentato, per esempio. La regione del tuo cervello chiamata midollo regola la velocità del tuo respiro senza bisogno di pensiero cosciente da parte tua. Risponde a una varietà di fattori, ma uno dei più importanti è la concentrazione di CO2 nel tuo sangue.
Regolamento nel tuo sangue
L'anidride carbonica disciolta in acqua può reagire con l'acqua per formare acido carbonico. Nel sangue, questa reazione è catalizzata o accelerata da un enzima chiamato anidrasi carbonica, quindi avviene molto rapidamente. L'acido carbonico può a sua volta cedere uno ione idrogeno per diventare bicarbonato. La maggior parte dell'anidride carbonica nel sangue si trova sotto forma di bicarbonato. Il risultato è che un aumento della CO2 concentrazioni diminuiranno leggermente il pH del sangue o lo renderanno leggermente più acido, mentre una diminuzione della CO2 le concentrazioni lo renderanno leggermente meno acido. I recettori sulle cellule nervose che comunicano con il midollo possono percepire il piccolissimo cambiamento nel pH associato a questa attività - e il tuo midollo può aiutarti a usare queste informazioni per capire quando ne hai bisogno respirare.
Il ruolo dell'emoglobina
Un'altra molecola che gioca un ruolo critico nella CO2 la regolazione è l'emoglobina, la stessa proteina che trasporta l'ossigeno nel sangue. L'emoglobina può raccogliere alcuni degli ioni idrogeno extra rilasciati dall'acido carbonico; una volta scaricato il suo carico di ossigeno, l'emoglobina può anche raccogliere e aiutare a trasportare parte della CO2 anche. Grazie all'emoglobina e all'anidrasi carbonica, solo il 10% circa dell'anidride carbonica nel sangue è effettivamente presente sotto forma di anidride carbonica disciolta. Tutti questi componenti che lavorano insieme aiutano a mantenere stabili le concentrazioni di anidride carbonica e a rimuovere questo gas dal sistema.
