組織では、細胞呼吸は廃棄物として二酸化炭素を生成し、心臓血管系の主要な役割の一つとして、このCO2のほとんどは、重炭酸イオンへの水和によって組織から急速に除去される。 血漿中に存在する重炭酸イオンは肺に輸送され、そこで脱水されてCO2に戻され、呼気中に放出される。 通常は非常に遅いCO2およびH2CO3のこれらの水和および脱水変換は、血液および十二指腸の両方における炭酸脱水酵素によって促進される。 血で間、重炭酸塩イオンは他の代謝過程(例えば乳酸、ケトンボディ)によって血に導入される酸を中和するのに役立ちます;同様に、どの基盤(蛋白質の異化Henderson–Hasselbalch方程式によって計算されるように、血液中の正常なpH7.4を維持するために(これにより、炭酸のpkaは生理学的温度で6.1である)、20:1の重炭酸塩対炭酸; この恒常性は、主に脳の延髄とおそらく腎臓のpHセンサーによって媒介され、負のフィードバックループを介して呼吸器系および腎臓系のエフェクターにリンクされている。 ほとんどの動物の血液では、重炭酸塩緩衝系は、呼吸補償を介して肺に結合され、呼吸の速度および/または深さがCO2の血中濃度の変化を補うために変 Le Chatelierの原理により、肺からのCO2の放出は、上記の反応を左に押し込み、過剰な酸がすべて除去されるまで炭酸脱水酵素がCO2を形成する。 重炭酸塩の集中はまた腎臓の補償、腎臓が尿にh+イオンを分泌することによって重炭酸塩イオンの集中を調整するプロセスによって、同時に、血漿pHが
ヘンダーソン–Hasselbalch equationEdit
修理技術のデモンストレーションのヘンダーソン–Hasselbalch方程式に使用できるのpHの血液成分は炭酸水素バッファシステム:
pH=p K a H2 3+ログ(),{\displaystyle{\ce{pH}}={\textrm{p}}K_{~{\ce{H_2CO_3}}}+\log\left({\frac{}{}}\right),}
ここで
- pKa H2CO3がマイナスの対数値(底は10の酸解離定数の炭酸性になります。 それは6.1に等しいです。
- は血液中の重炭酸塩の濃度です
- は血液中の炭酸の濃度です
動脈血ガスを記述するとき、ヘンダーソン–ハッセルバルチ方程式は、通常、h2CO3ではなく、二酸化炭素の分圧であるpco2の観点から引用されています。 しかし、これらの量は次の式で関係している。
=k H CO2×p CO2,{\displaystyle=k_{\ce{H~CO_{2}}}\times p_{\ce{CO_{2}}},}
どこ:
- は、血液中の炭酸の濃度です
- kH CO2は、血液中の二酸化炭素の溶解度を含む定数です。 kH CO2は約0.03(mmol/L)/mmHg
- pco2は血液中の二酸化炭素の分圧である
まとめると、血液のpHを重炭酸塩の濃度と二酸化炭素の分圧に関連付けるために次の式を使用することができる。
pH=6.1+log≤(0.0307×P CO2),{\displaystyle{\ce{pH}}=6.1+\log\left({\displaystyle{\ce{pH}}}=6.1+\log\left({\displaystyle{\ce{pH}}}}{\displaystyle{\ce{pH}}}{\displaystyle{\ce{pH}}}{\displaystyle{\ce{pH}}}{\displaystyle{\ce{pH}}}{\displaystyle{\ce{pH}}}{\displaystyle{\ce{pH}}}{\displaystyle{\ce{pH}}}frac{}{0.0.0307\times p_{{\ce{CO_2}}}}\right),}
ここで、:
- pHは血液中の酸性度です
- 血液中の重炭酸塩の濃度です,ミリモル/Lで
- pco2は、血液中の二酸化炭素の分圧です,mmHgで
Kassirer–Bleich近似の導出edit
ヘンダーソン–ハッセルバルチ方程式,質量作用の法則から導出されます,重炭酸塩に関して変更することができますバッファシステムは、対数を計算する必要なく、h+またはhco−
3濃度の迅速な近似を提供する簡単な方程式を得るために:
二酸化炭素の分圧は測定から得る方がはるかに簡単であるため炭酸濃度の代わりに、プラズマ中のco2に対するガスの分圧とその溶解度に関係するヘンリーの法則の溶解度定数である炭酸が使用されます。 式を並べ替えてヘンリーの法則を適用すると、式は次のようになります。
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