Transport van kooldioxide in het bloed is aanzienlijk complexer. Een klein deel van koolstofdioxide, ongeveer 5 procent, blijft onveranderd en wordt opgelost in bloed getransporteerd. De rest wordt gevonden in reversibele chemische combinaties in rode bloedcellen of plasma. Sommige kooldioxide bindt aan bloedeiwitten, hoofdzakelijk hemoglobine, om een verbinding te vormen die carbamaat wordt genoemd. Ongeveer 88 procent van kooldioxide in het bloed is in de vorm van bicarbonaat-ion., De verdeling van deze chemische stoffen tussen de binnenkant van de rode bloedcellen en het omringende plasma varieert sterk, waarbij de rode bloedcellen aanzienlijk minder bicarbonaat en meer carbamaat bevatten dan het plasma.
minder dan 10% van de totale hoeveelheid kooldioxide die in het bloed wordt vervoerd, wordt geëlimineerd tijdens de passage door de longen. Volledige eliminatie zou leiden tot grote veranderingen in de zuurgraad tussen arterieel en veneus bloed., Bovendien blijft het bloed normaal gesproken minder dan een seconde in de longcapillairen, een onvoldoende tijd om alle kooldioxide te elimineren.
kooldioxide komt in het bloed in de weefsels terecht omdat de lokale partiële druk groter is dan de partiële druk in het bloed dat door de weefsels stroomt. Als kooldioxide in het bloed komt, combineert het met water tot koolzuur (H2CO3), een relatief zwak zuur, dat zich losmaakt in waterstofionen (H+) en bicarbonaationen (HCO3-)., De zuurgraad van het bloed wordt minimaal beïnvloed door de vrijgekomen waterstofionen omdat bloedeiwitten, vooral hemoglobine, effectieve buffermiddelen zijn. (Een bufferoplossing is bestand tegen verandering in de zuurgraad door te combineren met toegevoegde waterstofionen en deze in wezen te inactiveren. De natuurlijke omzetting van kooldioxide in koolzuur is een relatief langzaam proces; koolzuuranhydrase, een eiwitenzym dat aanwezig is in de rode bloedcel, katalyseert deze reactie met voldoende snelheid dat het in slechts een fractie van een seconde wordt bereikt., Omdat het enzym alleen in de rode bloedcel aanwezig is, hoopt bicarbonaat zich in veel grotere mate op in de rode bloedcel dan in het plasma. De capaciteit van bloed om kooldioxide als bicarbonaat te dragen wordt versterkt door een ionentransportsysteem binnen het membraan van de rode bloedcel dat gelijktijdig een bicarbonaation uit de cel en in het plasma in ruil voor een chlorideion beweegt., De gelijktijdige uitwisseling van deze twee ionen, bekend als de chlorideverschuiving, maakt het mogelijk om het plasma te gebruiken als opslaglocatie voor bicarbonaat zonder de elektrische lading van het plasma of de rode bloedcel te veranderen. Slechts 26 procent van het totale koolstofdioxidegehalte van bloed bestaat als bicarbonaat in de rode bloedcel, terwijl 62 procent bestaat als bicarbonaat in plasma; echter, het grootste deel van bicarbonaationen wordt eerst geproduceerd in de cel, dan getransporteerd naar het plasma., Een omgekeerde opeenvolging van reacties treedt op wanneer het bloed de long bereikt, waar de gedeeltelijke druk van kooldioxide lager is dan in het bloed.
hemoglobine werkt op een andere manier om het transport van kooldioxide te vergemakkelijken. Aminogroepen van het hemoglobine molecuul reageren reversibel met kooldioxide in oplossing om carbamaten op te leveren. Een paar amino sites op hemoglobine zijn oxylabile, dat wil zeggen, hun vermogen om kooldioxide te binden hangt af van de staat van oxygenatie van de hemoglobine molecule., De verandering in moleculaire configuratie van hemoglobine die de versie van zuurstof begeleidt leidt tot verhoogde band van kooldioxide aan oxylabile aminogroepen. Aldus, verbetert de versie van zuurstof in lichaamsweefsels de band van koolstofdioxide als carbamaat. Oxygenatie van hemoglobine in de longen heeft het omgekeerde effect en leidt tot kooldioxide eliminatie.
slechts 5% van het koolstofdioxide in het bloed wordt vrij getransporteerd in fysische oplossing zonder chemische verandering of binding, maar deze pool is belangrijk, omdat alleen vrij koolstofdioxide gemakkelijk biologische membranen passeert., Vrijwel elk molecuul kooldioxide geproduceerd door metabolisme moet bestaan in de vrije vorm als het bloed in de weefsels en laat haarvaten in de longen. Tussen deze twee gebeurtenissen wordt het meeste kooldioxide getransporteerd als bicarbonaat of carbamaat.
