Когда ваши клетки сжигают пищу для получения энергии, они превращаются в углекислый газ в качестве побочного продукта. В конечном итоге ваши легкие позаботятся об этих отходах, удалив их из организма. Но углекислый газ - это больше, чем просто отходы; CO2 Концентрации в вашем кровотоке играют решающую роль в поддержании стабильного pH и помогают вашему организму определить, как часто вам нужно дышать.
Регулирование диффузией
Когда вы добавляете каплю пищевого красителя в стакан с водой, цвет постепенно распространяется по воде, поскольку молекулы красителя просачиваются из зоны высокой концентрации в зоны низкой концентрации. Эта естественная тенденция молекул распространяться из области, где они сконцентрированы, в область, где их нет, называется диффузией. Внутри вашего тела углекислый газ вырабатывается клетками ваших тканей, поэтому кровь, возвращающаяся в легкие, богата CO.2. Вот почему CO2 диффундирует из крови в легкие - концентрация CO2 в крови выше, чем концентрация CO2 в воздухе, который вы только что вдохнули.
Регулирование дыханием
Ваше тело должно держать CO2 концентрация в легких низкая, так что CO2 будет распространяться из вашей крови в легкие, а не наоборот. Для этого вам нужно сделать вдох или выдох. Частота выдоха зависит от количества CO2 ваши ткани производят; если вы бежите, вам нужно делать выдох гораздо чаще, чем, например, если вы спите в постели. Область вашего мозга, называемая мозговым веществом, регулирует частоту вашего дыхания без каких-либо осознанных мыслей с вашей стороны. Он реагирует на множество факторов, но одним из самых важных является концентрация CO.2 в твоей крови.
Регулирование в вашей крови
Растворенный в воде диоксид углерода может реагировать с водой с образованием угольной кислоты. В вашей крови эта реакция катализируется или ускоряется ферментом под названием карбоангидраза, поэтому она происходит очень быстро. Угольная кислота, в свою очередь, может отдавать ион водорода и превращаться в бикарбонат. Большая часть углекислого газа в крови находится в форме бикарбоната. В результате увеличение CO2 концентрация немного снизит pH вашей крови или сделает ее немного более кислой, в то время как снижение CO2 концентрация сделает его немного менее кислым. Рецепторы нервных клеток, которые взаимодействуют с мозговым веществом, могут ощущать очень незначительное изменение pH. связанные с этой деятельностью - и ваш мозговой мозг может помочь использовать эту информацию, чтобы выяснить, когда вам нужно дышать.
Роль гемоглобина
Еще одна молекула, играющая решающую роль в CO2 регуляция - это гемоглобин, тот же белок, который переносит кислород в вашу кровь. Гемоглобин может улавливать часть лишних ионов водорода, выделяемых угольной кислотой; как только он выгружает кислородный груз, гемоглобин также может собирать и помогать транспортировать часть CO2 также. Благодаря гемоглобину и карбоангидразе только около 10 процентов углекислого газа в вашей крови фактически присутствует в форме растворенного углекислого газа. Все эти компоненты, работающие вместе, помогают поддерживать стабильную концентрацию углекислого газа и удалять этот газ из вашей системы.