Karbon dioksida dalam Mamalia

Karbon dioksida dihasilkan pada sel-sel jaringan sebagai salah satu produk akhir metabolisme. Walaupun kelarutannya dalam air hanya 0,3 mL (STP) persatuan mL. Darah yang mengalir dari sel kembali ke paru-paru mengandung 5,5 sampai 6 mL CO₂ perseratus mL. Hal itu berarti bahwa pengangkutan CO₂ dalam darah harus memakai cara lain selain melalui proses pelarutan biasa.

Kenyataannya, 85% dari CO₂ total diangkut oleh plasma dalam bentuk natrium hydrogen karbonat, NAHCO_3. Dari sisanya, 10% diangkut dalam terikat pada gugus amino yang tedapat dalam molekul hemoglobin, yaitu sebagai karbaminohemoglobin, HbCO₂ , dan 5% dalam bentuk terlarut.

Pembentukan natrium hydrogen karbonat dalam darah adalah suatu proses yang rumit. Karbon dioksida dan jaringan berdifusi ke dalam sel darah merah yang mengandung enzim karbonat anhidrase. Enzim ini mengkatalisis penggabungan CO₂ dan air menjadi asam karbonat, H₂CO₃ .Asam itu kemudian berdisosiasi menghasilkan ion-ion H⁺ dan HCO₃^- . Ion hydrogen karbonat berdifusi ke luar dari sel darah merah ke dalam plasma dan sejumlah equivalen ion klorida dari plasma masuk ke dalam sel. Peristiwa ini yang disebut pergeseran klorida, diperlukan untuk menjamin kenetralan larutan dalam sel, karena dinding sel tidak permeable bagi ion-ion hydrogen yang bermuatan positif.

Sebagian dari ion-ion hydrogen bebas dalam sel darah merah bergabung dengan deoksihemoglobin yang merupakan basa kuat. Dalam paru-paru deoksihemoglobin ini menyerap oksigen sehinggan menjadi basa yang lebih lemah, akibatnya ion-ion hydrogen yang tadinya terikat dilepaskan kembali. Ion-ion ini kemudian bergabung dengan ion hydrogen karbonat yang akhirnya terdisosiasi menjadi CO₂ an air dengan pertolongan enzim karbonat anhidrase.

Sistem H₂CO₃-NaHCO₃ sangat penting bagi darah, karena merupakan salah satu buffer yang mengatur konsentrasi ion hydrogen dalam darah. Hubungan matematika antara konsentrasi ion hydrogen dan konsentrasi H₂CO₃ dan NaHCO₃ diberikan oleh persamaan Henderson-Hasselbach:

Dengan Ka adalah tetapan disosiasi asam. Bagi asam karbonat pKa=6,4