Растворимость углекислого газа в плазме почти в 20 раз больше, чем у кислорода, однако в растворенном виде переносится не более 10 % всего СО2. В 100 мл артериальной крови содержится 50-52 объемных процентов (52 об. %) СО2 , а в 100 мл венозной крови – 58 об. % СО2. При протекании через капилляры тканей примерно 6 об. % СО2 выходит из крови в ткани, а в капиллярах легких – наоборот, уходит из крови в альвеолярный воздух. Из 58 об. % СО2 2,5 об. % переносится в виде свободно растворимой формы, примерно 4,5 об. % – в виде карбогемоглобина и около 48 – 51 об. % в виде угольной кислоты и ее солей (натриевая – в плазме, калиевая – в эритроците), которые образуются из СО2 и Н2О: Н2О + СО2 ⇔ Н2СО3. Угольная кислота сразу диссоциирует на ионы Н+ + НСО3-. В плазме реакция образования Н2СО3 идет медленно, но в эритроцитах под влиянием фермента карбоангидразы эта реакция идет быстрее в 10 тыс. раз. Избыток ионов НСО3- из эритроцитов диффундирует в плазму, где взаимодействует с Na+ и образует NaHCO3. Это и есть основная транспортная форма углекислого газа. В легких происходит обратный процесс: ион бикарбоната, связываясь с ионом водорода, опять образует угольную кислоту, которая тут же распадается до СО2 и воды. Таким образом, при выделении одной молекулы СО2 происходит связывание одного иона водорода, что может приводить к изменениям рН крови.
В капиллярах тканей происходит отсоединение О2 от Hb с образованием дезоксигемоглобина, который является более слабой кислотой, чем Н2СО3 и оксигемоглобин, поэтому он связывает ион водорода, образующийся при диссоциации Н2СО3. Следовательно, присутствие восстановленного гемоглобина в венозной крови способствует связыванию СО2 и образованию Н2СО3, тогда как образование оксигемоглобина в легочных капиллярах облегчает отдачу СО2.
При сдвиге рН крови в щелочную сторону (алкалоз) и снижении напряжения СО2 (гипокапнии) интенсивность дыхания ослабляется. И наоборот, при сдвиге рН крови в кислую сторону (ацидоз) и увеличении напряжения СО2 (гиперкапнии) дыхание учащается и углубляется. Резервный запас кислорода в организме составляет около 1,5 л, а запасы углекислого газа – около 100-120 л (особенно в жировой ткани), поэтому уровень диоксида углерода в крови меняется медленнее, чем уровень кислорода.
