Το σύστημα ανθρακικού οξέος προς το διττανθρακικό ανιόν (Η2CO3/HCO3̄) είναι το σπουδαιότερο ρυθμιστικό σύστημα του εξωκυττάριου χώρου. Αποτελεί υπόδειγμα της ρυθμιστικής δραστηριότητας του αίματος. Σχηματίζεται από ανθρακικό οξύ (H2CO3 : ασθενές οξύ) και το διττανθρακικό ζεύγος:Η2CO3⇄ HCO3̄ + [H+]. Στην πραγματικότητα, το ανθρακικό οξύ ευρίσκεται σε ισορροπία με το σε διάλυση ευρισκόμενο CO2:
CΟ2+Η2Ο ⇄ Η2CΟ3 ⇄ [HCO3̄][Η+] {1}
H καρβονική ανυδράση επιταχύνει την αντίδραση κατά 13000 φορές.
Έτσι, το ασθενές οξύ που αντιπροσωπεύει το "όξινο στοιχείο του ρυθμιστικού διαλύματος" και, επομένως, αποτελεί την κανονιστική δεξαμενή είναι το: CO2+H2CO3.
H ισορροπία της αντιδράσεως {1} σταθμίζεται πολύ αριστερά, ώστε σε κάθε μόριο HCO3- αντιστοιχούν 600 μόρια CO2.
Το κανονιστικό σύστημα του ανθρακικού οξέος είναι το ποσοστικώς πλέον διαθέσιμο και το λειτουργικώς πλέον ισχυρό, κυρίως επειδή πρόκειται περί ανοικτού συστήματος. Πραγματικά, το παραγόμενο στους ιστούς CO2 “ρέει” συνεχώς δια του αίματος προς τις κυψελίδες, από όπου εκπνέεται, βελτιώνοντας έτσι, ακόμη περισσότερο τη ρυθμιστική του αποτελεσματικότητα. Έτσι, εάν υποτεθεί ότι παράγονται επιπλέον Η+, που προστίθενται στο ρυθμιστικό σύστημα, λαμβάνει χώρα η αντίδραση (1). Έτσι, για κάθε mmole HCO3̄ που χρησιμοποιείται ρυθμιστικά, παράγεται 1 mmole CO2, το οποίο αποβάλλεται με τη αναπνοή και η PaCO2 διατηρείται σταθερή (~40 mmHg). Εάν, αντίθετα, το σύστημα ήταν κλειστό, για κάθε mmole μειώσεως της βάσεως (ΗCO3-), θα προκαλείτο ισοδύναμη αύξηση του CO2 (σε mmoles), που θα εξουδετέρωνε τη ρυθμιστική δράση του κανονιστικού συστήματος. Σημειωτέον ότι 1 mmole CO2 προκαλεί αύξηση της PaCO2 κατά 33.3 φορές. Έτσι, όταν το σύστημα καθίσταται “κλειστό”, πχ., επί καρδιακής ανακοπής ή άπνοιας, επισυμβαίνει αύξηση των [Η+] και της PCO2, ως αποτέλεσμα παραγωγής οξέων (à119, 117).