Varför blir blodet surare när koldioxid ökar?

Människor andas in syre och andas ut koldioxid. Denna process låter enkelt, men detaljerna är faktiskt ganska komplexa. Under andningsförloppet omvandlar människor socker till energi. Koldioxid är en avfallsprodukt av denna process. Koldioxid släpps ut i blodet, reser till lungorna och utandas. Eftersom koldioxid är en svag syra, desto mer koldioxid i blodet blir, desto mer sur blir blodet.

Koldioxid

Koldioxid har den kemiska formeln CO2. Det betyder att för varje kolsyra är det två syremolekyler. Vid upplösning i vatten bildar koldioxid kolsyra, H2CO3. Kolsyra kan förlora två väteatomer eller protoner. Förlusten av protoner i en lösning är det som gör den lösningen sur.

Karbonatbuffertsystem

Karbonatbuffertsystemet kontrollerar pH-nivåerna i blod. PH är en mätning av surhet. Ju lägre pH, ju mer sura lösningen är. Koldioxid är en väsentlig del av karbonatbuffertsystemet. När koldioxid upplöses i blodet skapas en buffert som består av bikarbonatjoner, HCO3-, kolsyra, H2CO3 och koldioxid, CO2. Alla tre finns i jämvikt med varandra. Koldioxiddelen av bufferten kan neutralisera hydroxidjoner, vilket ökar blodets pH, medan bikarbonatdelen av systemet kan neutralisera vätejoner, vilket minskar blodets pH.

Cellandningen

Under andningsorganen andas andan in i syre. Kroppen använder detta syre som en del av processen att omvandla socker och andra molekyler till energi. En avfallsprodukt av denna process är koldioxid. Koldioxid släpps ut i blodet. När koldioxidhalten ökar, förändras jämvikten av karbonatbufferten. Mer kolsyra H2CO3 tillverkas, vilket ökar blodets surhet.

Reglering av blodsyror

Eftersom utsläpp av koldioxid i blodet förändrar karbonatbuffertens jämvikt behöver kroppen ta bort överskott av koldioxid för att reglera pH-nivån. Därför transporterar blod koldioxiden till lungorna där det utandas. Hastigheten och djupet i andningen reglerar mängden koldioxid som utandas. Snabbare, djupare andning utandar mer koldioxid.

Acidos och Alkalos

Reglering av blodets pH är en exakt process. När blodet har för mycket eller två små syror, är resultaten kända som henholdsvis acidos och alkalos. Lung- eller andningssvårigheter kan orsaka respiratorisk acidos och respiratorisk alkalos genom en disregulation av mängden koldioxid som andas ut vid andning. För lite koldioxidutandad ökar blodets surhet, medan för mycket koldioxidutandning kommer att minska blodets surhet.