no tecido, a respiração celular produz dióxido de carbono como um produto residual; como um dos principais papéis do sistema cardiovascular, a maioria deste CO2 é rapidamente removido dos tecidos por sua hidratação para íon bicarbonato. O íon bicarbonato presente no plasma sanguíneo é transportado para os pulmões, onde é desidratado de volta em CO2 e liberado durante a exalação. Estas conversões de hidratação e desidratação de CO2 e H2CO3, que são normalmente muito lentas, são facilitadas pela anidrase carbônica no sangue e no duodeno. Enquanto no sangue, o íon bicarbonato serve para neutralizar o ácido introduzido no sangue através de outros processos metabólicos (por exemplo, ácido láctico, corpos cetónicos); da mesma forma, quaisquer bases (por exemplo, ureia a partir do catabolismo das proteínas) são neutralizados pelo ácido carbónico (H2CO3).

RegulationEdit

calculado pela equação de Henderson-Hasselbalch, a fim de manter um pH normal de 7,4 no sangue (em que o pKa do ácido carbônico é de 6,1 a temperatura fisiológica), um bicarbonato de 20:1 para ácido carbônico deve ser mantido constantemente; esta homeostase é principalmente mediada por sensores de pH na medula oblongata do cérebro e, provavelmente, nos rins, ligada através de ciclos de realimentação negativa aos efetores nos sistemas respiratório e renal. No sangue da maioria dos animais, o sistema tampão bicarbonato é acoplado aos pulmões por meio de compensação respiratória, o processo pelo qual a taxa e/ou profundidade de mudanças de respiração para compensar as alterações na concentração de CO2 no sangue. Pelo princípio de Le Chatelier, a libertação de CO2 dos pulmões empurra a reação acima para a esquerda, fazendo com que a anidrase carbônica forme CO2 até que todo o excesso de ácido seja removido. Bicarbonato de concentração também é mais regulamentada pelo renal compensação, o processo pelo qual os rins regulam a concentração de bicarbonato de íons através da secreção de H+ íons na urina, enquanto, ao mesmo tempo, reabsorver o HCO−
3 íons no plasma sanguíneo, ou vice-versa, dependendo se o pH do plasma é de queda ou de aumento, respectivamente.

Henderson–Hasselbalch equationEdit

Uma versão modificada do Henderson–Hasselbalch equação pode ser utilizada para relacionar o pH do sangue para os constituintes do sistema tampão bicarbonato:

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

, onde:

• pKa H2CO3 é o negativo do logaritmo (base 10) do ácido constante de dissociação do ácido carbônico. É igual a 6.1.
• é a concentração de bicarbonato no sangue
• é a concentração de ácido carbônico no sangue

Ao descrever o sangue arterial de gás, de Henderson–Hasselbalch equação é geralmente citado em termos de pCO2, a pressão parcial de dióxido de carbono, em vez de H2CO3. No entanto, essas quantidades estão relacionadas pela equação:

= k H CO 2 × p CO 2 , {\displaystyle =k_{\ce {H~CO_{2}}}\times p_{\ce {CO_{2}}},}

onde:

• é a concentração de ácido carbónico no sangue
• KH CO2 é uma constante que inclui a solubilidade do dióxido de carbono no sangue. kH CO2 é aproximadamente 0,03 (mmol/L)/mmHg
• pCO2 é a pressão parcial de dióxido de carbono no sangue

Tomados em conjunto, a seguinte equação pode ser utilizada para relacionar o pH do sangue para a concentração de bicarbonato e a pressão parcial de dióxido de carbono:

pH = 6.1 + log ⁡ ( 0.0307 × p CO 2 ) , {\displaystyle {\ce {pH}}=6.1+\log \left({\frac {}{0.0307\vezes p_{{\ce {CO_2}}}}}\right),}

onde:

• pH a acidez no sangue
• é a concentração de bicarbonato no sangue, em mmol/L
• pCO2 é a pressão parcial de dióxido de carbono no sangue, em mmHg

Derivação da Kassirer–Bleich approximationEdit

O Henderson–Hasselbalch equação, que é derivada da lei de ação de massa, pode ser modificada com relação ao bicarbonato de buffer de sistema para produzir uma simples equação que fornece uma rápida aproximação de H+ ou HCO−
3 concentração, sem a necessidade de se calcular logaritmos:

K a , H 2 CO 3 = {\displaystyle K_{a,{\ce {H_2CO_3}}}={\frac {}{}}}

Desde que a pressão parcial de dióxido de carbono é muito mais fáceis de obter a partir da medição de ácido carbônico, a lei de Henry solubilidade constante que relaciona a pressão parcial de um gás para a sua solubilidade – para o CO2 no plasma é usado em vez do ácido carbônico concentração. Depois de reorganizar a equação e aplicar a lei de Henry, A equação torna-se:

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

onde K’ é a constante de dissociação do pKa do ácido carbônico, 6.1, que é igual a 800nmol/L (desde K’ = 10−pKa = 10−(6.1) ≈ 8.00X10−07mol/L = 800nmol/L).

multiplicando K ‘ (expresso como nmol/L) e 0.03 (800 X 0.03 = 24) e rearranjando em relação a HCO−
3, a equação é simplificada para::

= 24 p CO 2 {\displaystyle =24{\frac {p_{{\ce {CO_2}}}}{}}}