Je li ugljični dioksid otrovan?

Vjerojatno znate da je ugljični dioksid plin prisutan u zraku koji udišete. Biljke ga "dišu" kako bi se napravila glukoza. Izdahnete plin ugljični dioksid kao nusproizvod disanja. Ugljični dioksid u atmosferi jedan je od staklenički plinovi. Otkrivate ga kako ga dodaje soda, koja se prirodno pojavljuje u pivu i u čvrstom je obliku kao suhi led. Na temelju onoga što znate, mislite li da je ugljični dioksid otrovan ili je netoksičan ili negdje između?

Obično je ugljični dioksid ne otrovne. Difundira se iz vaših stanica u vaš krvotok, a odande kroz pluća, ali je uvijek prisutan u vašem tijelu.

Ugljični dioksid služi važne fiziološke funkcije. Kako se njegova razina raste u krvotoku, to potiče impuls za disanje. Ako stopa disanja nije dovoljna za održavanje optimalne razine CO₂, respiratorni centar reagira povećanjem brzine disanja. Nasuprot tome, niska razina kisika ne potaknuti povećanu brzinu ili dubinu disanja.

Ugljikov dioksid je važan za rad hemoglobina. Ugljični dioksid i kisik vežu se na različitim mjestima na molekuli hemoglobina, ali vezanjem CO2 mijenja se konformacija hemoglobina. Haldanov efekt nastaje kada vezanje ugljičnog dioksida smanjuje količinu kisika vezanog za određeni parcijalni tlak plina. Borov efekt nastaje pri porastu CO

Iako je ugljični dioksid plin u plućima, on postoji u drugim oblicima u krvi. enzim ugljična anhidraza pretvara oko 70% do 80% ugljičnog dioksida u bikarbonatne ione, HCO₃^-. Između 5% i 10% ugljičnog dioksida je otopljeni plin u plazmi. Još 5% do 10% veže se na hemoglobin kao karbamino spojeve u crvenim krvnim stanicama. Točna vrijednost ugljičnog dioksida varira ovisno o tome je li arterijska (oksigenirana) ili venska (deoksigenirana).

Međutim, ako udišete visoke koncentracije ugljičnog dioksida ili ponovno udahnete zrak (kao što je iz plastične vrećice ili šator), možete biti u opasnosti od intoksikacije ugljičnim dioksidom ili čak trovanje ugljičnim dioksidom. Intoksikacija ugljičnim dioksidom i ugljični dioksid trovanje je neovisno o koncentraciji kisika, tako da možda imate dovoljno kisika da podržite život, ali još uvijek pate od učinaka porasta koncentracije ugljičnog dioksida u vašoj krvi i tkiva.

Stanje prekomjerne koncentracije ugljičnog dioksida u krvi naziva se hiperkapnija ili hiperkarbija. Simptomi toksičnosti ugljičnog dioksida uključuju visoki krvni tlak, ispranu kožu, glavobolju i trzanje mišića. Na višim razinama mogli biste osjetiti paniku, nepravilni rad srca, halucinacije, povraćanje i potencijalnu nesvjesticu ili čak smrt.

Postoji nekoliko potencijala uzroci hiperkapnije. Može biti posljedica hipoventilacije, smanjene svijesti, plućnih bolesti, zraka koji izdiše ili izloženosti okruženju s visokim udjelom CO₂ (npr., u blizini vulkanskog ili geotermalnog oduška ili na nekim radnim mjestima). Može se javiti i kada se dodatnom kisiku daje osoba koja ima apneju u snu.

Dijagnoza hiperkapnije postavlja se mjerenjem tlaka ili pH ugljičnog dioksida u krvi. Koncentracija ugljičnog dioksida u krvi iznad 45 mmHg u kombinaciji s niskim pH u serumu ukazuje na hiperkarbiju.

• Prosječno odrasla osoba dnevno proizvede oko 1 kg (2,3 funte) ugljičnog dioksida. Drugim riječima, osoba dnevno otpušta oko 290 g (0,63 funti) ugljika.
• Disanje prebrzo smanjuje razinu ugljičnog dioksida, uzrokujući hiperventilaciju. Hiperventilacija, pak, može dovesti do respiratorne alkaloze. Suprotno tome, previše plitko ili polako disanje na kraju uzrokuje hipoventilaciju i respiratornu acidozu.
• Nakon hiperventilacije možete zadržati dah duže nego prije njega. Hiperventilacija snižava koncentraciju ugljičnog dioksida u arterijskoj krvi bez značajnog utjecaja na razinu kisika u krvi. Respiratorni nagon se smanjuje, pa se smanjuje nagon za disanjem. To, međutim, predstavlja rizik, budući da je moguće izgubiti svijest prije nego što osjetite neodoljiv nagon za disanjem.

• Glatte Jr H. A.; Motsay G. J.; Welch B. E. (1967). "Studije tolerancije ugljičnog dioksida". Brooks AFB, Tehničko izvješće School of Aerospace Medicine. SAM-TR-67-77.
• Lambertsen, C. J. (1971). "Tolerancija i toksičnost ugljičnog dioksida". Podaci za biomedicinski stres okoliša, Institut za medicinu okoliša, Medicinski centar Sveučilišta u Pennsylvaniji. IFEM. Philadelphia, PA. Izvještaj br. 2-71.