体内での産生
二酸化炭素は糖質、脂質、タンパク質などからエネルギーを取り出す代謝過程、とくにクエン酸回路などで生じる。細胞内で産生されたCO2は濃度勾配に従って組織から毛細血管へ拡散する。[2]
血液中での3つの運搬形態
CO2は血液中で、溶解した気体、重炭酸イオン（HCO3−）、ヘモグロビンなどのタンパク質へ結合したカルバミノ化合物の3形態で運ばれる。最も多いのは重炭酸イオンとしての運搬である。[2]
重炭酸イオンへの変換
赤血球内では炭酸脱水酵素の働きによりCO2と水から炭酸が生じ、すぐに水素イオンと重炭酸イオンへ分かれる。重炭酸イオンは塩化物イオンとの交換を介して血漿側へ移動し、組織から肺へのCO2運搬を支える。[2]
肺での排出
静脈血が肺へ到達すると反応は逆向きに進み、重炭酸イオンなどからCO2が再形成される。CO2は肺毛細血管から肺胞へ拡散し、呼気とともに体外へ排出される。[1][2]
酸素運搬との連携
組織ではCO2の増加がヘモグロビンから酸素を放しやすくし、肺では酸素化されたヘモグロビンがCO2を放しやすくする。この連携はボーア効果とハルデン効果として説明される。[2]
酸塩基平衡
CO2分圧が上昇すると血液は酸性側へ、低下するとアルカリ性側へ傾く。肺によるCO2排出と腎臓による調節が連携することで、体内の酸塩基平衡が維持される。[2]
