Hvorfor blir blodet surere når karbondioksid øker?

Mennesker puster inn oksygen og puster ut karbondioksid. Denne prosessen høres enkelt, men detaljene er faktisk ganske komplekse. Under pusteprosessen konverterer mennesker sukker til energi. Kullsyre er et avfallsprodukt av denne prosessen. Kullsyre slippes ut i blodet, reiser til lungene og utåndes. Fordi karbondioksid er en svak syre, jo mer karbondioksid i blodet blir, jo mer sure blir blodet.

Karbondioksid

Kullsyre har kjemisk formel CO2. Dette betyr at for hvert enkelt molekyl av karbon er det to oksygenmolekyler. Ved oppløsning i vann dannes karbondioksid, H2CO3. Kulsyre kan miste to hydrogenatomer, eller protoner. Tapet av protoner i en løsning er det som gjør den løsningen sur.

Karbonatbuffersystem

Karbonatbuffersystemet styrer pH-nivåene i blod. PH er en måling av surhet. Jo lavere pH, jo mer sur er en løsning. Kullsyre er en viktig del av karbonatbuffersystemet. Når karbondioksid er oppløst i blodet, oppretter det en buffer bestående av bikarbonationer, HCO3-, karbonsyre, H2CO3 og karbondioksid, CO2. Alle tre eksisterer i likevekt med hverandre. Kullsyredelen av bufferen kan nøytralisere hydroksidioner, noe som øker blodets pH, mens bikarbonatdelen av systemet kan nøytralisere hydrogenioner, noe som reduserer blodets pH.

Cellulær respirasjon

Under cellulær respirasjon puster mennesker inn oksygen. Kroppen bruker dette oksygen som en del av prosessen med å omdanne sukker og andre molekyler til energi. Et avfallsprodukt av denne prosessen er karbondioksid. Karbondioksid slippes ut i blodet. Når nivåene av karbondioksid øker, skifter likevekt av karbonatbufferen. Mer karbonsyre H2CO3 er laget, som deretter øker blodets surhet.

Regulering av blodsyrer

Fordi utslipp av karbondioksid i blodet skifter karbonatbufferens likevekt, trenger kroppen å fjerne overflødig karbondioksid for å regulere pH-nivået. Derfor fører blodet karbondioksidet til lungene der det utåndes. Hastigheten og dybden av pusten regulerer mengden karbondioksyd som utåndes. Raskere, dypere puste utånder mer karbondioksid.

Acidose og Alkalose

Reguleringen av blodets pH er en presis prosess. Når blodet har for mye eller to små syre, er resultatene kjent som henholdsvis acidose og alkalose. Lung- eller pustevansker kan forårsake respiratorisk acidose og respiratorisk alkalose gjennom en disregulering av mengden karbondioksid som utåndes under respirasjon. For lite karbondioksydutandring vil øke blodets surhet, mens for mye karbondioksid utåndes vil redusere blodets surhet.