w tkance oddychanie komórkowe wytwarza dwutlenek węgla jako produkt odpadowy; jako jedna z głównych ról układu sercowo-naczyniowego, większość tego CO2 jest szybko usuwana z tkanek przez jego nawodnienie do jonu wodorowęglanu. Jon wodorowęglanowy obecny w osoczu krwi jest transportowany do płuc, gdzie jest odwadniany z powrotem do CO2 i uwalniany podczas wydechu. Te nawodnienie i odwodnienie konwersji CO2 i H2CO3, które są zwykle bardzo powolne, są ułatwione przez anhydrazę węglanową zarówno we krwi, jak i dwunastnicy. Podczas gdy we krwi, jon wodorowęglanowy służy do neutralizacji kwasu wprowadzanego do krwi poprzez inne procesy metaboliczne (np. kwas mlekowy, ciała ketonowe); podobnie, wszelkie zasady (np. mocznik z katabolizmu białek) są neutralizowane przez kwas węglowy (H2CO3).

Regulacjaedytuj

zgodnie z równaniem Hendersona–Hasselbalcha, aby utrzymać prawidłowe pH 7,4 we krwi (przy czym pKa kwasu węglowego wynosi 6,1 w temperaturze fizjologicznej), wodorowęglan 20:1 do kwasu węglowego musi być stale utrzymywany; w homeostazie pośredniczą głównie czujniki pH w rdzeniu przedłużonym mózgu i prawdopodobnie w nerkach, połączone poprzez pętle ujemnego sprzężenia zwrotnego z efektorami w układzie oddechowym i nerkowym. We krwi większości zwierząt system buforowy wodorowęglanu jest sprzężony z płucami poprzez kompensację oddechową, proces, w którym szybkość i/lub głębokość oddychania zmienia się w celu skompensowania zmian stężenia CO2 we krwi. Zgodnie z zasadą Le Chateliera uwalnianie CO2 z płuc popycha reakcję powyżej w lewo, powodując powstanie anhydrazy węglanowej, aż do usunięcia całego nadmiaru kwasu. Stężenie wodorowęglanów jest dodatkowo regulowane przez kompensację nerek, proces, w którym nerki regulują stężenie jonów wodorowęglanów poprzez wydzielanie jonów H+ do moczu, podczas gdy jednocześnie wchłaniają jony HCO –
3 do osocza krwi, lub odwrotnie, w zależności od tego, czy pH osocza odpowiednio spada, czy wzrasta.

równanie Hendersona–Hasselbalchaedit

zmodyfikowana wersja równania Hendersona–Hasselbalcha może być użyta do powiązania pH krwi ze składnikami układu buforowego dwuwęglanu:

pH = P K A H 2 CO 3 + log ⁡ ( ) , {\displaystyle {\ce {pH}}={\textrm {p}}K_{a~{\ce {H_2CO_3}}}+\log \left({\frac {}{}}\right),}

gdzie:

• PKA H2CO3 jest ujemny logarytm (Zasada 10) stałej dysocjacji kwasu węglowego. Jest równa 6.1.
• to stężenie wodorowęglanu we krwi
• to stężenie kwasu węglowego we krwi

opisując Gaz we krwi tętniczej, równanie Hendersona–Hasselbalcha jest zwykle cytowane w kategoriach pCO2, ciśnienia cząstkowego dwutlenku węgla, a nie H2CO3. Jednak te wielkości są powiązane równaniem:

= k h CO 2 × P co 2, {\displaystyle =k_{\ce {H~co_{2}}}\times P_{\ce {co_{2}}},}

gdzie:

• to stężenie kwasu węglowego we krwi
• KH CO2 jest stałą obejmującą rozpuszczalność dwutlenku węgla we krwi. kH CO2 wynosi około 0,03 (mmol/L)/mmHg
• pCO2 to ciśnienie cząstkowe dwutlenku węgla we krwi

razem wzięte, następujące równanie może być użyte do odniesienia pH krwi do stężenia wodorowęglanu i ciśnienia cząstkowego dwutlenku węgla:

pH = 6,1 + log ⁡ ( 0,0307 × P CO 2 ) , {\displaystyle {\ce {pH}}=6,1+\log \left({\frac {}{0.0307 \ times P_{{\ce {CO_2}}}}}\right),}

gdzie:

• pH to kwasowość we krwi
• to stężenie wodorowęglanu we krwi, w mmol/l
• pCO2 to ciśnienie cząstkowe dwutlenku węgla we krwi, w mmHg

wyprowadzenie przybliżenia Kassirera–Bleichedytuj

równanie Hendersona–Hasselbalcha, które pochodzi z prawa działania masy, można modyfikować w odniesieniu do wodorowęglanu układ buforowy w celu uzyskania prostszego równania, które zapewnia szybkie przybliżenie stężenia H+ lub HCO−
3 bez potrzeby obliczania logarytmów:

K A , H 2 CO 3 = {\displaystyle K_{a,{\ce {h_2co_3}}}={\frac {}{}}}

ciśnienie cząstkowe dwutlenku węgla jest znacznie łatwiejsze do uzyskania z pomiaru niż kwas węglowy, w miejsce stężenia kwasu węglowego stosuje się stałą rozpuszczalności Henry ’ ego – która odnosi ciśnienie cząstkowe gazu do jego rozpuszczalności – dla co2 w osoczu. Po przearanżowaniu równania i zastosowaniu prawa Henry 'ego, równanie staje się:

= K’ ⋅ 0.03 p CO 2 , {\displaystyle ={\frac {K’\cdot 0. 03p_{{\ce {CO_2}}}}{}},}

gdzie k’ jest stałą dysocjacji z PKA kwasu węglowego, 6,1, która jest równa 800nmol/L (ponieważ K’ = 10−pKa = 10−(6,1) ≈ 8, 00X10−07mol/l = 800nmol/l).

mnożąc K ’ (wyrażony jako nmol/L) i 0,03 (800 X 0,03 = 24) i zmieniając układ względem HCO−
3, równanie upraszcza się do: