Kas süsinikdioksiid on mürgine?

Tõenäoliselt teate, et süsinikdioksiid on gaas, mis asub õhus, mida hingate. Taimed "hingavad" seda glükoosiks. Hingate hingamise kõrvalsaadusena välja süsihappegaasi. Süsihappegaas atmosfääris on üks kasvuhoonegaasid. Leiate, et see on lisatud sooda, looduslikult esinev õlles, ja tahkel kujul kuiva jääna. Kas te arvate selle põhjal, mida teate, kas süsinikdioksiid on mürgine või mitte mürgine või asub kuskil vahepeal?

Tavaliselt on süsinikdioksiid mitte mürgine. See hajub teie rakkudest vereringesse ja sealt välja kopsude kaudu, kuid on kogu kehas alati olemas.

Süsinikdioksiid täidab olulisi füsioloogilisi funktsioone. Kui selle tase vereringes tõuseb, stimuleerib see hingamisimpulssi. Kui hingamise kiirus ei ole piisav CO optimaalse taseme hoidmiseks₂, reageerib hingamiskeskus, suurendades hingamise kiirust. Madal hapnikutase seevastu teeb mitte stimuleerida suurenenud hingamise kiirust või sügavust.

Süsinikdioksiid on hemoglobiini toimimiseks hädavajalik. Süsinikdioksiid ja hapnik seonduvad hemoglobiini molekuli erinevates kohtades, kuid CO2 seondumine muudab hemoglobiini konformatsiooni. Haldane-efekt ilmneb siis, kui süsinikdioksiidi sidumine vähendab gaasi teatud osalise rõhu korral seotud hapniku hulka. Bohri efekt ilmneb CO tõustes

Kuigi süsinikdioksiid on kopsudes olev gaas, eksisteerib see veres ka muudes vormides. ensüüm süsihappeanhüdraas muundab umbes 70% kuni 80% süsinikdioksiidist vesinikkarbonaadiioonideks (HCO)₃^-. 5–10% süsinikdioksiidist on plasmas lahustunud gaas. Veel 5–10% on seotud hemoglobiiniga kui punaste vereliblede karbaminoühendid. Süsinikdioksiidi täpsus sõltub sellest, kas veri on arteriaalne (hapnikuga rikastatud) või venoosne (deoksügeenitud).

Kui aga hingate sisse kõrge kontsentratsiooniga süsinikdioksiidi või hingate uuesti õhku (näiteks kilekotist või telk), võib teil olla oht süsinikdioksiidi joobeseisundisse või isegi süsinikdioksiidi mürgistus. Süsinikdioksiidi mürgistus ja süsinikdioksiid mürgistused ei sõltu hapniku kontsentratsioonist, seega võib teie toetamiseks olla piisavalt hapnikku elu, kuid kannatage ikkagi veres suureneva süsinikdioksiidi kontsentratsiooni mõju pärast koed.

Süsinikdioksiidi ülemäärase kontsentratsiooni seisundit veres nimetatakse hüperkapniaks või hüperkarbiaks. Süsinikdioksiidi toksilisuse sümptomiteks on kõrge vererõhk, naha punetus, peavalu ja tõmblevad lihased. Kõrgematel tasemetel võib tekkida paanika, ebaregulaarne südametegevus, hallutsinatsioonid, oksendamine ja potentsiaalne teadvusetus või isegi surm.

Potentsiaale on mitu hüperkapnia põhjused. See võib tuleneda hüpoventilatsioonist, teadvuse vähenemisest, kopsuhaigusest, õhu sissehingamisest või kokkupuutest keskkonnaga, kus on kõrge CO₂ (nt vulkaani või geotermilise ventilatsiooni läheduses või mõnes töökohas all). See võib ilmneda ka siis, kui uneapnoega inimesele manustatakse täiendavat hapnikku.

Hüperkapnia diagnoosimiseks kasutatakse vere süsinikdioksiidi rõhu või pH mõõtmist. Veregaasi kontsentratsioon üle 45 mmHg süsinikdioksiidi koos madala seerumi pH-ga näitab hüperkarbiat.

• Keskmine täiskasvanud inimene toodab päevas umbes 1 kg (2,3 naela) süsinikdioksiidi. Teisisõnu eraldab inimene päevas umbes 290 g (0,63 naela) süsinikku.
• Liiga kiiresti hingamine kahandab süsihappegaasi taset, põhjustades hüperventilatsiooni. Hüperventilatsioon võib omakorda põhjustada hingamisteede alkaloosi. Liiga madalal või aeglaselt hingamine põhjustab seevastu lõpuks hüpoventilatsiooni ja hingamisteede atsidoosi.
• Pärast hüperventilatsiooni saate hingata kauem kui enne seda. Hüperventilatsioon alandab arteriaalse vere süsinikdioksiidi kontsentratsiooni, ilma et see mõjutaks märkimisväärselt vere hapnikusisaldust. Hingamisteede seisund väheneb, seetõttu väheneb tung hingata. Sellega kaasneb siiski oht, kuna on võimalik kaotada teadvus enne, kui tunnete suurt rõhku hingamisele.

• Glatte Jr H A.; Motsay G. J.; Welch B E. (1967). "Süsinikdioksiidi taluvuse uuringud". Brooks AFB, TX, lennundusmeditsiini kooli tehniline aruanne. SAM-TR-67-77.
• Lambertsen, C J. (1971). "Süsinikdioksiidi taluvus ja toksilisus". Pennsylvania ülikooli meditsiinikeskuse keskkonnameditsiini stressikeskuste keskkond. IFEM. Philadelphia, PA. Aruanne nr 2-71.