Коли ваші клітини спалюють їжу для отримання енергії, вони закінчуються вуглекислим газом як відходом. Ваші легені в кінцевому рахунку піклуються про ці відходи, викидаючи їх із вашої системи. Але вуглекислий газ - це більше, ніж просто відходи; CO2 концентрація в крові потік відіграє вирішальну роль у підтримці стабільного рівня рН та допомагає організму зрозуміти, як часто потрібно дихати.
Регулювання шляхом дифузії
Коли ви додаєте краплю харчового барвника у склянку води, колір поступово поширюється по всій воді, коли молекули барвника просочуються із зони високої концентрації в зони низької концентрації. Ця природна тенденція поширення молекул з області, де вони зосереджені, в область, де вони відсутні, називається дифузією. Усередині вашого тіла вуглекислий газ виробляється клітинами у ваших тканинах, тому кров, що повертається до ваших легенів, багата CO2. Ось чому CO2 дифундує з крові в легені - концентрація СО2 в крові перевищує концентрацію СО2 у повітрі, яке ви щойно вдихнули.
Регуляція за допомогою дихання
Ваше тіло повинно утримувати CO2 концентрація в легенях низька, так що CO2 буде дифундувати з вашої крові в легені, а не навпаки. Для цього потрібно зробити видих або видих. Як часто доводиться видихати, залежить від кількості СО2 ваші тканини виробляють; потрібно видихати набагато частіше, якщо ти спринтуєш, ніж, наприклад, якщо ти спиш спати в ліжку. Ділянка вашого мозку, що називається мозковий мозок, регулює частоту вашого дихання без потреби у свідомому роздумі з вашого боку. Він реагує на різноманітні фактори, але одним з найважливіших є концентрація СО2 у вашій крові.
Регуляція в крові
Розчинений у воді діоксид вуглецю може вступати в реакцію з водою, утворюючи вугільну кислоту. У вашій крові ця реакція каталізується або прискорюється ферментом, який називається карбоангідраза, тому вона відбувається дуже швидко. Вугільна кислота може, в свою чергу, віддавати іон водню, перетворюючись на бікарбонат. Більша частина вуглекислого газу у вашій крові міститься у формі бікарбонату. Результат - збільшення СО2 концентрація трохи зменшить рН крові або зробить її трохи більш кислою, тоді як зниження СО2 концентрації зроблять його дуже трохи менш кислим. Рецептори нервових клітин, що спілкуються з мозковим мозком, можуть відчувати дуже незначну зміну рН пов'язаний з цією діяльністю - і ваш мозковий мозк може допомогти використати цю інформацію, щоб зрозуміти, коли вам це потрібно дихати.
Роль гемоглобіну
Ще одна молекула, яка відіграє критичну роль у СО2 регуляцією є гемоглобін, той самий білок, який транспортує кисень у вашій крові. Гемоглобін може вловлювати деякі зайві іони водню, що виділяються вугільною кислотою; як тільки він вивантажує кисневі вантажі, гемоглобін також може підбирати і допомагати транспортувати частину CO2 так само. Завдяки гемоглобіну та карбоангідразі лише близько 10 відсотків вуглекислого газу у вашій крові насправді присутній у формі розчиненого вуглекислого газу. Всі ці компоненти, що працюють разом, допомагають підтримувати стабільну концентрацію вуглекислого газу та виводять цей газ із вашої системи.