二酸化炭素は細胞呼吸の結果として体内で生成され、酸素の存在下で重要な栄養素がエネルギーに変換されます。生成された二酸化炭素は、血液に溶解し、ヘモグロビンと結合して肺に運ばれ、鼻と口から吐き出されます。
私たちが酸素を吸って二酸化炭素を吐き出すことはよく知られています。私たちは子供の頃からこれについて読んだり、学んだり、聞いたりしてきました。しかし、なぜ二酸化炭素を吐き出すのか考えたことはありますか?
二酸化炭素は体内でどのように生成されますか?
二酸化炭素は、実際には体内で発生するさまざまな代謝および生化学プロセスの老廃物であることは誰もが知っていますが、そもそも二酸化炭素はどのように正確に生成されるのでしょうか?この質問の答えは…
細胞呼吸
呼吸といえば、まず思い浮かぶのは鼻と肺です。ただし、あなたがもっとオタクなら、気道全体の図が頭に浮かぶかもしれません…
人間の呼吸器系を説明するために最も一般的に使用される図 (写真提供:OpenStax College / Wikimedia Commons)
ただし、細胞の呼吸は上の画像に見られるものではありません。その名の通り、体内の細胞レベルで起こるものです。より具体的には、生命維持に必要な栄養素から得られる生化学的エネルギーを細胞活動を促進するエネルギー源に変換するために、生物の細胞内で進行する一連の代謝プロセスと反応です。
私たちの体内では常に多くの生化学反応が起こっていますが、細胞内で起こり、私たちにエネルギーを与える役割を担うものは、おそらく最も重要です.この反応に関与する反応物は、主に糖、炭水化物、脂肪、タンパク質であり、酸素の存在下で起こるため、好気呼吸として知られています。
この生化学反応は私たちの体の細胞内で起こり、副産物として二酸化炭素ガスを生成します。先ほどの質問に答えると、体内で二酸化炭素が生成される方法です。グルコース、脂肪、タンパク質はすべてこの反応の燃料源として使用されるため、二酸化炭素の生成速度は酸素の消費速度よりも低くなります。簡単に言えば、私たちは消費する酸素の量よりも少ない二酸化炭素を生成します.
二酸化炭素はどのように体から排出されるのですか?
高濃度の二酸化炭素が私たちにとって有毒であることはすでにご存知かもしれません。したがって、体内から適切に除去/排泄する必要があります.
これは、3 つの主要な生物学的プロセスによって達成されます。二酸化炭素分子が血液に直接溶解するか、タンパク質 (特に血液中のヘモグロビン) と結合するか、水で炭酸として緩衝されます (重炭酸緩衝系の一部)。この記事の範囲では、最初の 2 つの方法に関心があります。
二酸化炭素は酸素よりも血液に溶けやすい
二酸化炭素の特定の化学的性質により、酸素よりも人間の血液にはるかに溶けやすくなっています。二酸化炭素分子が血液中に容易に溶けるこの傾向は、生成された細胞内から二酸化炭素を除去する際に非常に便利です.
肺胞は、人間や他の脊椎動物の肺のガス交換部位です。
溶解した二酸化炭素は肺に運ばれ、そこで肺胞が血液から二酸化炭素を取り出し、呼気のために送り出します。
二酸化炭素はヘモグロビンと結合
二酸化炭素分子も赤血球に入り、ヘモグロビン (血液中に存在し、酸素を全身に運ぶタンパク質) に結合することができます。
二酸化炭素がヘモグロビンと結合すると、カルバミノヘモグロビンという分子が形成されます。人体に存在する全二酸化炭素の 30% を占めています。このような二酸化炭素とヘモグロビンの結合は可逆的なプロセスであるため、肺に到達すると、二酸化炭素分子はヘモグロビンから分離されます。もう一度、肺胞でガス交換が行われ (酸素を供給し、血液から二酸化炭素を受け取ります)、二酸化炭素分子の積荷が吐き出す息 (つまり、呼気) に追加されます。
体内の二酸化炭素の 60% は、二酸化炭素、炭酸、重炭酸イオンのバランスを調整し、血液の pH を体内のさまざまな代謝活動をサポートします。
一言で言えば、息を吐くときに二酸化炭素を放出します。二酸化炭素は、私たちが食べた食物を分解し、生命を維持するためのエネルギーを生成するために体の細胞で生成されるためです.
