în țesut, respirația celulară produce dioxid de carbon ca produs rezidual; ca unul dintre rolurile principale ale sistemului cardiovascular, cea mai mare parte a acestui CO2 este îndepărtată rapid din țesuturi prin hidratarea sa în ionul bicarbonat. Ionul bicarbonat prezent în plasma sanguină este transportat la plămâni, unde este deshidratat înapoi în CO2 și eliberat în timpul expirării. Aceste conversii de hidratare și deshidratare a CO2 și H2CO3, care sunt în mod normal foarte lente, sunt facilitate de anhidraza carbonică atât în sânge, cât și în duoden. În timp ce se află în sânge, ionul bicarbonat servește la neutralizarea acidului introdus în sânge prin alte procese metabolice (de exemplu, acid lactic, corpuri cetonice); la fel, orice baze (de exemplu, uree din catabolismul proteinelor) sunt neutralizate de acidul carbonic (H2CO3).

Regulatedit

așa cum este calculat de ecuația Henderson-Hasselbalch, pentru a menține un pH normal de 7,4 în sânge (prin care pKa al acidului carbonic este 6,1 la temperatura fiziologică), un bicarbonat de 20: 1 la acidul carbonic trebuie menținut constant; această homeostazie este mediată în principal de senzori de pH în medulla oblongata a creierului și probabil în rinichi, legați prin bucle de feedback negativ de efectori din sistemele respiratorii și renale. În sângele majorității animalelor, sistemul tampon bicarbonat este cuplat la plămâni prin compensare respiratorie, procesul prin care viteza și/sau adâncimea respirației se schimbă pentru a compensa modificările concentrației sanguine de CO2. Prin principiul lui Le Chatelier, eliberarea CO2 din plămâni împinge reacția de mai sus spre stânga, determinând anhidraza carbonică să formeze CO2 până când tot excesul de acid este îndepărtat. Concentrația de bicarbonat este, de asemenea, reglată în continuare prin compensarea renală, procesul prin care rinichii reglează concentrația ionilor de bicarbonat prin secretarea ionilor H+ în urină, în timp ce, în același timp, reabsorbind ionii HCO−
3 în plasma sanguină sau invers, în funcție de scăderea sau respectiv creșterea pH-ului plasmatic.

ecuația Henderson–Hasselbalch

o versiune modificată a ecuației Henderson–Hasselbalch poate fi utilizată pentru a raporta pH-ul sângelui la constituenții sistemului tampon bicarbonat:

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

unde:

• PKA H2CO3 este logaritm negativ (baza 10) a constantei de disociere acidă a acidului carbonic. Este egal cu 6.1.
• este concentrația de bicarbonat în sânge
• este concentrația acidului carbonic în sânge

când se descrie gazul arterial din sânge, ecuația Henderson–Hasselbalch este de obicei citată în termeni de pCO2, presiunea parțială a dioxidului de carbon, mai degrabă decât H2CO3. Cu toate acestea, aceste cantități sunt legate de ecuația:

= k H CO 2 p CO 2 , {\displaystyle =k_{\ce {h~CO_{2}}}\ori p_{\ce {co_{2}}},}

unde:

• este concentrația de acid carbonic în sânge
• kH CO2 este o constantă care include solubilitatea dioxidului de carbon în sânge. KH CO2 este de aproximativ 0,03 (mmol/L)/mmHg
• pCO2 este presiunea parțială a dioxidului de carbon din sânge

luate împreună, următoarea ecuație poate fi utilizată pentru a raporta pH-ul sângelui la concentrația de bicarbonat și presiunea parțială a dioxidului de carbon:

pH = 6,1 + log ( 0,0307 ) , {\displaystyle {\ce {pH}}=6,1+\log \left({\frac {}{0.0307 \ ori p_ {{\ce {CO_2}}}}} \ dreapta),}

unde:

• pH–ul este aciditatea din sânge
• este concentrația de bicarbonat în sânge, în mmol/l
• pCO2 este presiunea parțială a dioxidului de carbon din sânge, în mmHg

derivarea aproximării Kassirer–Bleichedit

ecuația Henderson−Hasselbalch, care este derivată din Legea acțiunii în masă, poate fi modificată în raport cu sistemul tampon de bicarbonat pentru a obține o ecuație mai simplă, care oferă o aproximare rapidă a h+ sau HCO –
3 concentrația fără a fi nevoie pentru a calcula logaritmi:

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

Din moment ce presiunea parțială a dioxidului de carbon este mult mai ușor de obținut din măsurare decât acidul carbonic, constanta de solubilitate a legii lui Henry – care leagă presiunea parțială a unui gaz de solubilitatea sa – pentru CO2 în plasmă este utilizat în locul concentrației de acid carbonic. După rearanjarea ecuației și aplicarea legii lui Henry, ecuația devine:

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

unde K’ este constanta de disociere din pKa a acidului carbonic, 6.1, care este egală cu 800nmol/L (deoarece K’ = 10−pKa = 10−(6.1) 8.00×10−07mol/l = 800nmol/L).

prin înmulțirea K ‘(exprimată ca nmol/L) și 0,03 (800 x 0,03 = 24) și rearanjarea în raport cu HCO –
3, ecuația este simplificată la:

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