Transport dwutlenku węgla we krwi jest znacznie bardziej złożony. Niewielka część dwutlenku węgla, około 5 procent, pozostaje niezmieniona i jest transportowana rozpuszczona we krwi. Pozostała część znajduje się w odwracalnych kombinacjach chemicznych w krwinkach czerwonych lub osoczu. Niektóre dwutlenek węgla wiąże się z białkami krwi, głównie hemoglobiny, tworząc związek znany jako karbaminian. Około 88 procent dwutlenku węgla we krwi ma postać jonu wodorowęglanowego., Rozmieszczenie tych gatunków chemicznych między wnętrzem krwinek czerwonych a otaczającym je osoczu jest bardzo zróżnicowane, a krwinki czerwone zawierają znacznie mniej wodorowęglanów i więcej karbaminianów niż osocze.
mniej niż 10 procent całkowitej ilości dwutlenku węgla niesionego we krwi jest wydalane podczas przechodzenia przez płuca. Całkowita eliminacja doprowadziłaby do dużych zmian kwasowości krwi tętniczej i żylnej., Ponadto, krew zwykle pozostaje w naczyniach włosowatych płuc mniej niż sekundę, niewystarczający czas, aby wyeliminować cały dwutlenek węgla.
dwutlenek węgla wchodzi do krwi w tkankach, ponieważ jego miejscowe ciśnienie cząstkowe jest większe niż jego ciśnienie cząstkowe we krwi przepływającej przez tkanki. Gdy dwutlenek węgla wchodzi do krwi, łączy się z wodą, tworząc kwas węglowy (H2CO3), stosunkowo słaby kwas, który dysocjuje do jonów wodorowych (H+) i jonów wodorowęglanowych (HCO3-)., Kwasowość krwi ma minimalny wpływ na uwalniane jony wodorowe, ponieważ białka krwi, zwłaszcza hemoglobina, są skutecznymi środkami buforującymi. (Roztwór buforowy jest odporny na zmianę kwasowości poprzez połączenie z dodanymi jonami wodorowymi i zasadniczo ich dezaktywację.) Naturalna konwersja dwutlenku węgla do kwasu węglowego jest procesem stosunkowo powolnym; jednak anhydraza węglanowa, enzym białkowy obecny wewnątrz krwinek czerwonych, katalizuje tę reakcję z wystarczającą szybkością, że jest ona osiągana w zaledwie ułamku sekundy., Ponieważ enzym jest obecny tylko wewnątrz krwinek czerwonych, wodorowęglan gromadzi się w znacznie większym stopniu w krwinkach czerwonych niż w osoczu. Zdolność krwi do przenoszenia dwutlenku węgla w postaci wodorowęglanu jest zwiększona przez system transportu jonów wewnątrz błony krwinek czerwonych, który jednocześnie przenosi jon wodorowęglanowy z komórki i do osocza w zamian za jon chlorkowy., Jednoczesna wymiana tych dwóch jonów, znana jako przesunięcie chlorków, pozwala na wykorzystanie osocza jako miejsca przechowywania wodorowęglanów bez zmiany ładunku elektrycznego osocza lub krwinek czerwonych. Tylko 26 procent całkowitej zawartości dwutlenku węgla we krwi istnieje jako wodorowęglan wewnątrz krwinek czerwonych, podczas gdy 62 procent istnieje jako wodorowęglan w osoczu; jednak większość jonów wodorowęglanowych jest najpierw wytwarzana wewnątrz komórki, a następnie transportowana do osocza., Odwrotna Sekwencja reakcji występuje, gdy krew dociera do płuc, gdzie ciśnienie cząstkowe dwutlenku węgla jest niższe niż we krwi.
hemoglobina działa w inny sposób, aby ułatwić transport dwutlenku węgla. Grupy aminowe cząsteczki hemoglobiny reagują odwracalnie z dwutlenkiem węgla w roztworze, aby uzyskać karbaminiany. Kilka aminokwasów na hemoglobinie jest oksylabilnych, czyli ich zdolność do wiązania dwutlenku węgla zależy od stanu utlenienia cząsteczki hemoglobiny., Zmiana konfiguracji molekularnej hemoglobiny, która towarzyszy uwalnianiu tlenu, prowadzi do zwiększonego wiązania dwutlenku węgla z grupami aminowymi oksylabilnymi. W ten sposób uwalnianie tlenu w tkankach organizmu zwiększa wiązanie dwutlenku węgla w postaci karbaminianu. Dotlenienie hemoglobiny w płucach ma odwrotny efekt i prowadzi do eliminacji dwutlenku węgla.
tylko 5 procent dwutlenku węgla we krwi jest transportowane swobodnie w roztworze fizycznym bez zmian chemicznych lub wiązania, ale ta pula jest ważna, ponieważ tylko wolny dwutlenek węgla łatwo przenika przez błony biologiczne., Praktycznie każda cząsteczka dwutlenku węgla produkowana przez metabolizm musi istnieć w postaci wolnej, ponieważ wchodzi do krwi w tkankach i pozostawia naczynia włosowate w płucach. Pomiędzy tymi dwoma zdarzeniami większość dwutlenku węgla jest transportowana jako wodorowęglan lub karbaminian.
