Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Regulering af CO2 i kroppen

Når dine celler brænder mad til energi, slutter de med kuldioxid som affaldsprodukt. Dine lunger tager i sidste ende sig af det affald ved at udvise det fra dit system. Men kuldioxid er mere end blot affald; CO 2 koncentrationer i blodbanen spiller en afgørende rolle for at opretholde en stabil pH og hjælpe din krop med at finde ud af, hvor ofte du skal trække vejret.

Regulering ved diffusion

Når du tilføjer en dråbe madfarve til et glas vand, spredes farven gradvist gennem vandet, da farvestofmolekyler siver fra en zone med høj koncentration til zoner med lav koncentration. Denne naturlige tendens til, at molekyler spredes ud af en region, hvor de er koncentreret til en region, hvor de ikke er, kaldes diffusion. Inde i din krop produceres kuldioxid af celler i dit væv, så blodet, der rejser tilbage til dine lunger, er rigeligt på CO 2. Derfor diffunderer CO 2 ud af dit blod og ind i lungerne - koncentrationen af ​​CO 2 i blodet er højere end koncentrationen af ​​CO2 i den luft du lige har indåndt.

Regulering ved åndedræt

Din krop skal holde CO 2 koncentrationen i lungerne, så CO 2 diffunderer ud af blodet i lungerne og ikke omvendt. For at gøre det skal du trække vejret ud eller trække vejret ud. Hvor ofte du skal udånde, afhænger af, hvor meget CO 2 dit væv producerer; du skal udånde meget oftere, hvis du springer, end hvis du ligger i søvn i seng, for eksempel. Regionen i din hjerne kaldet medulla regulerer din åndedrætshastighed uden behov for bevidst tanker fra din side. Det reagerer på en række faktorer, men en af ​​de vigtigste er koncentrationen af ​​CO 2 i dit blod.

Regulering i dit blod

Kuldioxid opløst i vand kan reagere med vandet til dannelse af kulsyre. I dit blod katalyseres denne reaktion eller spores op af et enzym kaldet carbonanhydrase, så det sker meget hurtigt. Kulsyre kan igen give en hydrogenion til at blive bicarbonat. Det meste af kuldioxid i dit blod findes i form af bicarbonat. Resultatet er, at en stigning i CO 2 koncentrationerne vil mindske pH i dit blod eller gøre det meget lidt surt, mens et fald i CO 2 koncentrationer vil gøre det meget lidt mindre surt. Receptorer på nerveceller, der kommunikerer med medulla, kan mærke den meget lille ændring i pH forbundet med denne aktivitet - og din medulla kan hjælpe med at bruge disse oplysninger til at finde ud af, når du skal trække vejret.

Hemoglobinens rolle

Et andet molekyle, der spiller en afgørende rolle i CO 2 regulering, er hæmoglobin, det samme protein, der transporterer ilt i dit blod. Hæmoglobin kan hente nogle af de ekstra hydrogenioner, der frigives af kulsyre; når det er losset sin iltfragt, kan hæmoglobin også afhente og hjælpe med at transportere nogle af CO 2 også. Takket være hæmoglobin og kulsyreanhydrase er kun ca. 10 procent af kuldioxiden i dit blod faktisk til stede i form af opløst kuldioxid. Alle disse komponenter arbejder sammen for at holde koldioxid koncentrationerne stabile og fjerne denne gas fra dit system.