يتنفس البشر الأكسجين ويطلقون ثاني أكسيد الكربون. تبدو هذه العملية بسيطة ، لكن التفاصيل معقدة بالفعل. أثناء عملية التنفس ، يحول البشر السكر إلى طاقة. ثاني أكسيد الكربون هو نتاج النفايات لهذه العملية. يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون في الدم ، ويسافر إلى الرئتين ويزفر. لأن ثاني أكسيد الكربون هو حمض ضعيف ، كلما ازدادت نسبة ثاني أكسيد الكربون في الدم ، كلما أصبح الدم أكثر حمضية.
نشبع
يحتوي ثاني أكسيد الكربون على الصيغة الكيميائية CO2. هذا يعني أنه لكل جزيء من الكربون ، هناك جزيئين من الأكسجين. عندما يذوب في الماء ، يشكل ثاني أكسيد الكربون حمض الكربونيك ، H2CO3. يمكن أن يفقد حمض الكربون ذرتي الهيدروجين ، أو البروتونات. إن فقدان البروتونات في محلول ما يجعل هذا المحلول حمضيًا.
نظام كربونات عازلة
يتحكم نظام عازلة الكربونات في مستويات الأس الهيدروجيني في الدم. PH هو قياس الحموضة. كلما كان الرقم الهيدروجيني أقل ، كلما كان المحلول أكثر حمضية. ثاني أكسيد الكربون هو جزء أساسي من نظام عازلة الكربونات. عندما يذوب ثاني أكسيد الكربون في الدم ، فإنه ينشئ حاجزًا مؤلفًا من أيونات البيكربونات ، HCO3- ، وحامض الكربونيك ، و H2CO3 ، وثاني أكسيد الكربون ، وثاني أكسيد الكربون. كل ثلاثة موجودة في حالة توازن مع بعضها البعض. يمكن أن يحيد جزء حمض الكربونيك في المخزن المؤقت أيونات الهيدروكسيد ، مما يزيد من الرقم الهيدروجيني للدم ، في حين أن جزء البيكربونات من النظام يمكنه تحييد أيونات الهيدروجين ، مما يقلل من الرقم الهيدروجيني للدم.
التنفس الخلوي
أثناء التنفس الخلوي ، يتنفس البشر الأكسجين. يستخدم الجسم هذا الأكسجين كجزء من عملية تحويل السكر والجزيئات الأخرى إلى طاقة. منتج النفايات لهذه العملية هو ثاني أكسيد الكربون. يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون في الدم. كلما ازدادت مستويات ثاني أكسيد الكربون ، يتغير توازن عازلة الكربونات. يتم إجراء المزيد من حمض الكربونيك H2CO3 ، مما يزيد من حموضة الدم.
تنظيم حموضة الدم
لأن إطلاق ثاني أكسيد الكربون في الدم يغير توازن توازن الكربونات ، يحتاج الجسم لإزالة ثاني أكسيد الكربون الزائد من أجل تنظيم مستوى الأس الهيدروجيني. لذلك ، يحمل الدم ثاني أكسيد الكربون إلى الرئتين حيث يتم زفيره. وتنظم سرعة وعمق التنفس كمية ثاني أكسيد الكربون التي يتم زفيرها. أسرع ، تنفس أعمق ينفث المزيد من ثاني أكسيد الكربون.
الحماض والقلاء
تنظيم الرقم الهيدروجيني للدم هو عملية دقيقة. عندما يكون للدم كمية كبيرة من الحامض أو حمضين قليلاً ، فإن النتائج تُعرف باسم الحماض والقلاء ، على التوالي. الرئة أو اضطرابات التنفس يمكن أن تسبب الحماض التنفسي والقلاء التنفسي من خلال عدم انتظام كمية ثاني أكسيد الكربون التي تنفث أثناء التنفس. سيزيد قليل من ثاني أكسيد الكربون الزفير من حموضة الدم ، في حين أن الكثير من ثاني أكسيد الكربون الزفير سوف يقلل من حموضة الدم.
