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血液のpHは，二酸化炭素（CO₂）分圧と各種のイオン濃度の比で定まる．CO₂は全身の細胞内のミトコンドリアでおもに産生され，肺から体外に排泄される．動脈血CO₂分圧（PaCO₂）は，呼吸中枢で40±5 Torrの狭い範囲に制御され，呼吸性因子と呼ばれる．血液中のすべてのイオンはpHに影響を与えるが，それぞれのイオン濃度の間には密接な関係がある．炭酸（H₂CO₃）の濃度はCO₂分圧と平衡状態にあるが，炭酸の共役塩基^＊1である炭酸水素イオン（bicarbonate，HCO₃⁻．重炭酸イオンともいう）を血中イオン全体の代表として扱い，これを代謝性因子と呼ぶ．CO₂分圧と共役塩基であるHCO₃⁻濃度がわかれば，質量作用の法則^＊2から導かれるHenderson-Hasselbalchの式^＊3で血液のpHが計算できる．