Je oxid uhličitý jedovatý?

Pravděpodobně víte, že oxid uhličitý je plyn přítomný ve vzduchu, který dýcháte. Rostliny to „dýchají“ za účelem tvorby glukózy. Vydechujete plynný oxid uhličitý jako vedlejší produkt dýchání. Oxid uhličitý v atmosféře je jedním z skleníkové plyny. Zjistíte, že se přidává do sodovky, která se přirozeně vyskytuje v pivu, a ve své pevné formě jako suchý led. Myslíte si, že na základě toho, co víte, je oxid uhličitý jedovatý nebo netoxický nebo někde mezi tím?

Oxid uhličitý je obvykle ne jedovatý. Rozptyluje se z vašich buněk do vašeho krevního řečiště a odtud ven přes plíce, přesto je vždy přítomná v celém těle.

Oxid uhličitý slouží důležitým fyziologickým funkcím. Jak jeho hladina stoupá v krevním řečišti, stimuluje impuls k dýchání. Pokud rychlost dýchání není dostatečná k udržení optimální úrovně CO₂, respirační centrum reaguje zvýšením rychlosti dýchání. Naproti tomu nízké hladiny kyslíku ne stimulovat zvýšenou rychlost nebo hloubku dýchání.

Oxid uhličitý je nezbytný pro funkci hemoglobinu. Oxid uhličitý a kyslík se vážou na různých místech molekuly hemoglobinu, ale vazba CO2 mění konformaci hemoglobinu. Haldaneův efekt nastává, když vazba oxidu uhličitého snižuje množství vázaného kyslíku pro určitý parciální tlak plynu. Bohrův efekt nastává, když stoupá CO

Zatímco oxid uhličitý je v plicích plyn, existuje v krvi i v jiných formách. enzym karbonová anhydráza přeměňuje asi 70% až 80% oxidu uhličitého na hydrogenuhličitanové ionty, HCO₃^-. Mezi 5% a 10% oxidu uhličitého je rozpuštěný plyn v plazmě. Dalších 5 až 10% se váže na hemoglobin jako karbaminové sloučeniny v červených krvinkách. Přesný obsah oxidu uhličitého se liší podle toho, zda je krev arteriální (okysličená) nebo žilní (deoxygenovaná).

Pokud však dýcháte vysoké koncentrace oxidu uhličitého nebo znovu vdechujte vzduch (například z plastového sáčku nebo stan), můžete být ohroženi intoxikací oxidem uhličitým nebo dokonce otrava oxidem uhličitým. Otrava oxidem uhličitým a oxid uhličitý otrava je nezávislá na koncentraci kyslíku, takže můžete mít dostatek kyslíku na podporu život, ale stále trpí účinky rostoucí koncentrace oxidu uhličitého v krvi a papírové kapesníky.

Stav nadměrné koncentrace oxidu uhličitého v krvi se nazývá hyperkapnie nebo hypercarbia. Mezi příznaky toxicity oxidu uhličitého patří vysoký krevní tlak, zčervenání kůže, bolesti hlavy a záškuby svalů. Na vyšších úrovních můžete zažít paniku, nepravidelný srdeční rytmus, halucinace, zvracené a potenciálně bezvědomí nebo dokonce smrt.

Existuje několik možností příčiny hyperkapnie. Může to být důsledkem hypoventilace, sníženého vědomí, plicních onemocnění, opětovného dýchání vzduchu nebo vystavení prostředí s vysokým obsahem CO₂ (např. v blízkosti sopky nebo geotermálního otvoru nebo pod některými pracovišti). Může se také vyskytnout, když se doplňkový kyslík podává osobě se spánkovým apnoe.

Diagnóza hyperkapnie se provádí měřením tlaku plynu v krvi nebo pH. Koncentrace krevního plynu nad 45 mmHg kysličník uhličitý kombinovaný s nízkým pH v séru indikuje hypercarbia.

• Průměrný dospělý člověk produkuje asi 1 kg oxidu uhličitého za den. Jinými slovy, člověk uvolňuje asi 290 g (0,63 liber) uhlíku každý den.
• Dýchání příliš rychle vyčerpává hladiny oxidu uhličitého a způsobuje hyperventilaci. Hyperventilace může zase vést k respirační alkalóze. Naproti tomu příliš mělké nebo pomalé dýchání nakonec způsobuje hypoventilaci a respirační acidózu.
• Po hyperventulaci můžete zadržet dech déle než předtím. Hyperventilace snižuje koncentraci oxidu uhličitého v arteriální krvi, aniž by to mělo významný dopad na hladinu kyslíku v krvi. Dýchací síla klesá, takže nutkání dýchat je sníženo. To však přináší riziko, protože je možné ztratit vědomí, než ucítíte ohromnou touhu dýchat.

• Glatte Jr H. A.; Motsay G. J.; Welch B. E. (1967). "Studie tolerance oxidu uhličitého". Brooks AFB, TX School of Aerospace Medicine Technical Report. SAM-TR-67-77.
• Lambertsen, C. J. (1971). "Tolerance a toxicita oxidu uhličitého". Environmentální biomedicínské stresové datové centrum, Ústav pro environmentální medicínu, University of Pennsylvania Medical Center. IFEM. Philadelphia, PA. Zpráva č. 2-71.