Regulering av CO2 i kroppen

Når cellene dine brenner mat for energi, ender de opp med karbondioksid som avfallsprodukt. Lungene dine tar til slutt vare på avfallet ved å utvise det fra systemet ditt. Men karbondioksid er mer enn bare avfall; CO₂ konsentrasjoner i blodet ditt spiller en avgjørende rolle for å opprettholde en stabil pH og for å hjelpe kroppen din med å finne ut hvor ofte du trenger å puste.

Når du tilsetter en dråpe matfargestoffer til et glass vann, sprer fargen seg gradvis gjennom vannet når fargestoffmolekyler siver fra en sone med høy konsentrasjon til soner med lav konsentrasjon. Denne naturlige tendensen for at molekyler sprer seg ut av en region der de er konsentrert i en region der de ikke er, kalles diffusjon. Inne i kroppen din produseres karbondioksid av celler i vevet ditt, så blod som reiser tilbake til lungene dine er rik på CO₂. Det er derfor CO₂ diffunderer ut av blodet og inn i lungene - konsentrasjonen av CO₂ i blodet er høyere enn konsentrasjonen av CO2 i luften du nettopp har inhalert.

Kroppen din må beholde CO₂ konsentrasjon i lungene lave slik at CO₂ vil diffundere ut av blodet ditt i lungene og ikke omvendt. For å gjøre det, må du puste ut eller puste ut. Hvor ofte du må puste ut, avhenger av hvor mye CO₂ vevet ditt produserer; du må puste ut mye oftere hvis du sprinter enn hvis du for eksempel ligger og sover i sengen. Regionen av hjernen din kalt medulla regulerer pustehastigheten uten behov for bevisst tanke fra din side. Det reagerer på en rekke faktorer, men en av de viktigste er konsentrasjonen av CO₂ i blodet ditt.

Karbondioksid oppløst i vann kan reagere med vannet og danne karbonsyre. I blodet ditt blir denne reaksjonen katalysert eller fremskyndet av et enzym som kalles karbonanhydrase, så det skjer veldig raskt. Karbonsyren kan igjen gi opp et hydrogenion for å bli bikarbonat. Det meste av karbondioksidet i blodet ditt finnes i form av bikarbonat. Resultatet er at en økning i CO₂ konsentrasjoner vil redusere pH i blodet ditt eller gjøre det veldig litt surere, mens en reduksjon i CO₂ konsentrasjoner vil gjøre det veldig lite mindre surt. Reseptorer på nerveceller som kommuniserer med medulla kan fornemme den meget små endringen i pH knyttet til denne aktiviteten - og medullaen din kan hjelpe deg med å bruke den informasjonen for å finne ut når du trenger det å puste.

Et annet molekyl som spiller en kritisk rolle i CO₂ regulering er hemoglobin, det samme proteinet som transporterer oksygen i blodet ditt. Hemoglobin kan plukke opp noen av de ekstra hydrogenionene som frigjøres av karbonsyre; når den har losset oksygenlasten, kan hemoglobin også plukke opp og hjelpe med å transportere noe av CO₂ også. Takket være hemoglobin og karbonanhydrase er bare omtrent 10 prosent av karbondioksidet i blodet ditt faktisk til stede i form av oppløst karbondioksid. Alle disse komponentene som arbeider sammen bidrar til å holde karbondioksidkonsentrasjonen stabil og fjerne denne gassen fra systemet ditt.