como funciona o sistema tampão bicarbonato / acido carbonico?

CO2 + H2O <-------------> H2CO3 <-----------> H+  +  HCO3-

O gás carbônico se liga a água que está presente no nosso corpo, que pela ação da anidrase carbônica, é transformado em ácido carbônico, que depois se dissocia em íon H+ e bicarbonato. Quando surge uma molécula básica, ou seja, rica em OH-, vai se ligar ao íon H+ e liberar água no nosso organismo. Quando surge uma molécula ácida, ou seja, rica em íons H+, vai se ligar ao bicarbonato e fazer a reação inversa, formando ácido carbônico, liberando água no nosso organismo e CO2 pela respiração.

Um tampão é uma solução aquosa que resiste a mudanças no pH quando ácidos ou bases são adicionados a ele. Uma solução tampão é tipicamente composta de um ácido fraco e sua base conjugada. Existem três sistemas tampão principais que são responsáveis ​​pela regulação do pH do sangue: o sistema de tampão bicarbonato, o sistema tampão fosfato e o sistema tampão de proteína plasmática. Dos três sistemas tampão, o sistema de tampão de bicarbonato é indiscutivelmente o mais importante, pois é o único que é acoplado ao sistema respiratório. Ácido carbônico  é um ácido fraco (pKa1 = 6,3, pKa2 = 10,3) e é formado quando o dióxido de carbono se combina com a água em uma reação catalisada pela enzima anidrase carbônica.

Em solução, o ácido carbônico está presente em equilíbrio com o íon bicarbonato através de uma simples reação de transferência de prótons. O equilíbrio é amplamente controlado pelo princípio de Le Châtelier, que afirma que, quando o estresse é aplicado a um sistema em equilíbrio, a reação mudará em uma direção que reduzirá o estresse. Por exemplo, um processo que acidifica o sangue será neutralizado pelos íons de bicarbonato, minimizando assim a mudança no pH. Um processo que alcaliniza o sangue será neutralizado pela concentração de equilíbrio do ácido carbônico.