kudoksessa soluhengitys tuottaa jätetuotteena hiilidioksidia; yhtenä sydän-ja verisuonijärjestelmän päärooleista suurin osa tästä hiilidioksidista poistuu nopeasti kudoksista hydratoitumalla bikarbonaatti-ioniksi. Veriplasmassa oleva bikarbonaatti-ioni kulkeutuu keuhkoihin, missä se kuivuu takaisin CO2: ksi ja vapautuu uloshengityksen aikana. Näitä CO2: n ja H2CO3: n nesteytys-ja dehydraatiokonversioita, jotka ovat yleensä hyvin hitaita, helpottaa hiilihappoanhydraasi sekä veressä että pohjukaissuolessa. Vaikka veressä, bikarbonaatti-ioni toimii neutraloida happoa tuodaan vereen muiden metabolisten prosessien (esim maitohappo, Ketoni elinten); samoin, kaikki emäkset (esim urea alkaen katabolian proteiinien) neutraloidaan hiilihappo (H2CO3).
Säätelymedit
Hendersonin–Hasselbalchin yhtälöllä laskettuna veren normaalin pH-arvon 7,4 säilyttämiseksi (jolloin hiilihapon pKa fysiologisessa lämpötilassa on 6,1) on jatkuvasti ylläpidettävä 20:1 bikarbonaatista hiilihapoksi; tämä homeostaasi välittyy pääasiassa pH-antureilla aivojen ytimessä ja luultavasti munuaisissa, jotka ovat yhteydessä negatiivisten takaisinkytkentäsilmukoiden kautta hengitys-ja munuaisjärjestelmien efektoreihin. Useimpien eläinten veressä bikarbonaattipuskurijärjestelmä on kytketty keuhkoihin hengityskompensoinnin kautta, jolloin nopeus ja / tai hengityksen syvyys muuttuu kompensoimaan veren CO2-pitoisuuden muutoksia. Le Chatelierin periaatteen mukaan hiilidioksidin vapautuminen keuhkoista työntää reaktion edellä vasemmalle, jolloin hiilihappoanhydraasi muodostaa hiilidioksidia, kunnes kaikki ylimääräinen happo on poistettu. Bikarbonaattipitoisuutta säätelee myös munuaisten kompensaatio eli prosessi,jossa munuaiset säätelevät bikarbonaatti-ionien pitoisuutta erittämällä h + – ioneja virtsaan samalla, kun HCO−
3 Ionia imeytyy veriplasmaan tai päinvastoin riippuen siitä, laskeeko vai nouseeko plasman pH.
Hendersonin–Hasselbalchin yhtälön muunneltua versiota voidaan käyttää veren pH: n suhteuttamiseen bikarbonaattipuskurijärjestelmän rakenneosiin: pH = p K A H 2 CO 3 + log ( ) , {\displaystyle {\ce {pH}}={\textrm {p}}K_{a~{\ce {H_2CO_3}}}+\log \left({\log\left) frac {} {}}\right),}
missä:
- PKA H2CO3 on hiilihapon hapon dissosiaatiovakion negatiivinen logaritmi (emäs 10). Se on yhtä kuin 6,1.
- on bikarbonaatin konsentraatio veressä
- on hiilihapon konsentraatio veressä
kuvatessa valtimoverikaasua Hendersonin–Hasselbalchin yhtälö mainitaan yleensä muodossa pCO2, hiilidioksidin osapaine, eikä H2CO3. Nämä suureet liittyvät kuitenkin yhtälöllä:
= k H CO 2 × p CO 2, {\displaystyle =k_{\ce {H~CO_{2}}}\times p_{\ce {CO_{2}}},}
missä:
- on hiilihapon pitoisuus veressä
- KH CO2 on vakio sisältäen hiilidioksidin liukoisuuden vereen. kH CO2 on noin 0, 03 (mmol/L)/mmHg
- pCO2 on hiilidioksidin osapaine veressä
kun otetaan huomioon seuraava yhtälö:
pH = 6, 1 + log ( 0, 0307 × p CO 2), {\displaystyle {\ce {pH}}=6, 1+\log \vasen({\frac {}{0.0307\times p_ {{\ce {CO_2}}}}\right),}
missä:
- pH on veren happamuus
- on bikarbonaatin pitoisuus veressä, mmol/L
- pCO2 on veren hiilidioksidin osapaine, mmHg
Kassirer–Bleich approksimaatiomeditin derivointi
massatoiminnan laista johdettua Hendersonin–Hasselbalchin yhtälöä voidaan muuttaa bikarbonaattipuskurijärjestelmä tuottaa yksinkertaisemman yhtälön, joka antaa nopean approksimaation h+−tai HCO –
3-pitoisuudelle ilman tarvetta laskea logaritmeja:
koska hiilidioksidin osapaine on paljon helpompi saada mittaamalla kuin hiilihapon, hiilihapon konsentraation sijasta käytetään Henryn lain liukoisuusvakiota – joka suhteuttaa kaasun osapaineen sen liukoisuuteen. Järjesteltyään yhtälön uudelleen ja sovellettuaan Henryn lakia yhtälöstä tulee:
missä K’ on hiilihapon PKA: sta dissosiaatiovakio, 6,1, joka on yhtä suuri kuin 800nmol/L (koska K’ = 10−pKa = 10−(6,1) ≈ 8.00×10−07mol/l = 800nmol / L).
kertomalla K’ (ilmaistuna nmol / L) ja 0,03 (800 X 0,03 = 24) ja järjestämällä uudelleen HCO−
3: n suhteen yhtälö yksinkertaistuu:
