Je ogljikov dioksid strupen?

Verjetno veste, da je ogljikov dioksid plin, ki je prisoten v zraku, ki ga vdihnete. Rastline ga "dihajo" da bi naredili glukozo. Izdihnete plin ogljikov dioksid kot stranski produkt dihanja. Ogljikov dioksid v ozračju je eden izmed toplogredni plini. Ugotovite ga, da ga dodate soda, ki jo naravno vsebuje pivo, in v trdni obliki kot suh led. Ali menite, da glede na to, kar veste, ogljikov dioksid strupen ali je nestrupen ali nekje vmes?

Običajno je ogljikov dioksid ne strupeno. Iz vaših celic se širi v krvni obtok in od tam prek pljuč, vendar je vedno prisoten v vašem telesu.

Ogljikov dioksid služi pomembnim fiziološkim funkcijam. Ko se njegova raven v krvnem obtoku dvigne, spodbudi impulz k dihanju. Če hitrost dihanja ne zadostuje za vzdrževanje optimalne ravni CO₂, se dihalni center odzove s povečanjem hitrosti dihanja. Nasprotno pa nizka raven kisika ne spodbujajo povečano hitrost ali globino dihanja.

Ogljikov dioksid je bistven za delovanje hemoglobina. Ogljikov dioksid in kisik se na različnih mestih molekule hemoglobina vežeta, vendar vezava CO2 spremeni konformacijo hemoglobina. Haldanov učinek nastane, ko vezava ogljikovega dioksida zmanjša količino kisika, vezanega za določen delni tlak plina. Bohorjev učinek se pojavi pri naraščanju CO

Medtem ko je ogljikov dioksid plin v pljučih, obstaja v drugih oblikah v krvi. The encim ogljikova anhidraza pretvori približno 70% do 80% ogljikovega dioksida v bikarbonatne ione, HCO₃^-. Med 5% in 10% ogljikovega dioksida je raztopljeni plin v plazmi. Še 5% do 10% se veže na hemoglobin kot karbamino spojine v rdečih krvnih celicah. Natančna vsebnost ogljikovega dioksida se razlikuje glede na to, ali je kri arterijska (oksigenirana) ali venska (deoksigenirana).

Če pa vdihnete visoke koncentracije ogljikovega dioksida ali ponovno vdihnete zrak (npr iz plastične vrečke ali šotor), lahko tvegate zastrupitev z ogljikovim dioksidom ali celo zastrupitev z ogljikovim dioksidom. Zastrupitev z ogljikovim dioksidom in ogljikov dioksid zastrupitev ni odvisna od koncentracije kisika, zato boste morda imeli dovolj kisika za podporo življenje, vendar še vedno trpite zaradi učinkov naraščajoče koncentracije ogljikovega dioksida v krvi in tkiva.

Pogoj presežne koncentracije ogljikovega dioksida v krvi imenujemo hiperkapnija ali hiperkarbija. Simptomi toksičnosti ogljikovega dioksida vključujejo visok krvni tlak, zardelo kožo, glavobol in trzanje mišic. Na višjih ravneh lahko doživite paniko, nepravilen srčni utrip, halucinacije, bruhanje in potencialno nezavest ali celo smrt.

Potencial je več vzroki hiperkapnije. Lahko je posledica hipoventilacije, zmanjšane zavesti, pljučne bolezni, zraka, ki vdihuje, ali izpostavljenosti okolju z visoko vsebnostjo CO₂ (npr. blizu vulkanskega ali geotermalnega odtoka ali na nekaterih delovnih mestih). Pojavi se lahko tudi, ko osebi z apnejo v spanju daje dodaten kisik.

Diagnoza hiperkapnije se postavi z merjenjem tlaka ali pH ogljikovega dioksida v krvi. Koncentracija ogljikovega dioksida v krvi nad 45 mmHg v kombinaciji z nizkim serumskim pH kaže na hiperkarbijo.

• Povprečen odrasel človek proizvede približno 1 kg ogljikovega dioksida na dan. Z drugimi besedami, človek vsak dan sprosti približno 290 g (0,63 funtov) ogljika.
• Prehitro dihanje zniža raven ogljikovega dioksida, kar povzroči hiperventilacijo. Hiperventilacija pa lahko privede do dihalne alkaloze. Nasprotno pa dihanje preveč plitko ali počasi sčasoma povzroči hipoventilacijo in respiratorno acidozo.
• Po hiperventilaciji lahko zadržite dih dlje kot pred njo. Hiperventilacija znižuje koncentracijo ogljikovega dioksida v arterijski krvi, ne da bi pomembno vplivala na koncentracijo kisika v krvi. Dihalni nagon se zmanjša, zato je potreba po dihanju zmanjšana. To pa pomeni tveganje, saj je mogoče izgubiti zavest, preden občutite pretirano potrebo po dihanju.

• Glatte Jr H. A.; Motsay G. J.; Welch B. E. (1967). "Študije tolerance ogljikovega dioksida". Brooks AFB, Tehnično poročilo šole za vesoljsko medicino TX. SAM-TR-67-77.
• Lambertsen, C. J. (1971). "Toleranca in strupenost ogljikovega dioksida". Okoljevarstveni biomedicinski stresni center, Inštitut za okoljsko medicino, Medicinski center Univerze v Pensilvaniji. IFEM. Philadelphia, PA. Poročilo št. 2-71.