Onko hiilidioksidi myrkyllinen?

Luultavasti tiedät, että hiilidioksidi on kaasu, jota on hengitetyssä ilmassa. Kasvit "hengittävät" sitä glukoosin valmistamiseksi. Hengität hiilidioksidikaasua hengityksen sivutuotteena. Hiilidioksidi ilmakehässä on yksi kasvihuonekaasut. Löydät sen lisättynä soodaan, jota esiintyy luonnollisesti oluessa, ja kiinteässä muodossaan kuivana jäänä. Luuletko sen perusteella, mitä tiedät, hiilidioksidi on myrkyllistä vai onko se myrkytön vai jossain niiden välissä?

Tavallisesti hiilidioksidi on ei Varo myrkyllistä. Se leviää soluistasi verenkiertoon ja sieltä ulos keuhkojen kautta, mutta sitä on aina läsnä koko kehossa.

Hiilidioksidi palvelee tärkeitä fysiologisia toimintoja. Kun sen taso nousee verenkiertoon, se stimuloi hengitysimpulssia. Jos hengitysnopeus ei ole riittävä CO: n optimaalisen tason ylläpitämiseen₂, hengityskeskus reagoi lisäämällä hengitysnopeutta. Matalat happea sen sijaan tekevät ei stimuloi lisääntynyttä hengityksen nopeutta tai syvyyttä.

Hiilidioksidi on välttämätöntä hemoglobiinin toiminnalle. Hiilidioksidi ja happi sitoutuvat eri kohdissa hemoglobiinimolekyyliin, mutta CO2: n sitoutuminen muuttaa hemoglobiinin konformaatiota. Haldane-ilmiö syntyy, kun hiilidioksidin sitoutuminen vähentää sidotun hapen määrää kaasun tietyssä osapaineessa. Bohr-ilmiö syntyy, kun CO-arvo nousee₂ osittainen paine tai laski pH: ta aiheuttaa hemoglobiinin poiston happea kudoksiin.

Vaikka hiilidioksidi on kaasu keuhkoissa, sitä esiintyy muissa muodoissa veressä. entsyymi hiilihappoanhydraasi muuntaa noin 70% - 80% hiilidioksidista bikarbonaatti-ioneiksi, HCO₃^-. 5-10% hiilidioksidista on liuennut kaasu plasmassa. Vielä 5-10% sitoutuu hemoglobiiniin punasolujen karbaminoyhdisteinä. Hiilidioksidin tarkka määrä vaihtelee sen mukaan, onko veri valtimo (happea) vai laskimo (hapetettu).

Jos hengität kuitenkin korkeita hiilidioksidipitoisuuksia tai hengitä uudelleen ilmaa (kuten muovipussista tai teltta), saatat olla vaarassa hiilidioksidimyrkytykseen tai jopa hiilidioksidimyrkytys. Hiilidioksidimyrkytys ja hiilidioksidi myrkytykset ovat riippumattomia happipitoisuudesta, joten sinulla voi olla tarpeeksi happea tukemaan elämää, mutta kärsivät silti veren hiilidioksidipitoisuuden nousun vaikutuksista kudoksia.

Ylivertaisen hiilidioksidipitoisuuden tilaa veressä kutsutaan hyperkapniaksi tai hyperkarbiaksi. Hiilidioksidimyrkyllisyyden oireita ovat korkea verenpaine, ihon punoitus, päänsärky ja nykimisen lihakset. Korkeammilla tasoilla voi kokea paniikkia, epäsäännöllistä sykettä, hallusinaatioita, oksentelua ja mahdollisesti tajuttomuutta tai jopa kuolemaa.

Mahdollisuuksia on useita syyt hyperkapnia. Se voi johtua hypoventilaatiosta, alentuneesta tajunnasta, keuhkosairauksista, hengittämästä ilmaa tai altistumisesta ympäristölle, jonka hiilidioksidipäästö on korkea₂ (esim. lähellä tulivuoria tai geotermistä tuuletusaukkoa tai joidenkin työpaikkojen alapuolella). Se voi tapahtua myös, kun ylimääräistä happea annetaan henkilölle, jolla on uniapnea.

Hyperkapnian diagnoosi tehdään mittaamalla veren hiilidioksidikaasun paine tai pH. Veren kaasupitoisuus yli 45 mmHg hiilidioksidia yhdistettynä alhaiseen seerumin pH-arvoon osoittaa hyperkarbiaa.

• Keskimääräinen aikuinen ihminen tuottaa noin 1 kg (2,3 lbs) hiilidioksidia päivässä. Toisin sanoen, henkilö vapauttaa noin 290 g (0,63 lbs) hiiltä päivässä.
• Liian nopea hengitys heikentää hiilidioksiditasoja aiheuttaen hyperventilaatiota. Hyperventilaatio puolestaan ​​voi johtaa hengitysteiden alkaloosiin. Sitä vastoin liian matala tai hitaasti hengittäminen aiheuttaa lopulta hypoventilaatiota ja hengitysteiden asidoosia.
• Voit pitää hengityksen pidempään hyperventiloinnin jälkeen kuin ennen sitä. Hyperventilaatio alentaa valtimoveren hiilidioksidipitoisuutta ilman, että sillä olisi merkittävää vaikutusta veren happitasoon. Hengitysvaimennus vähenee, joten hengityshukka vähenee. Tähän liittyy kuitenkin riski, koska on mahdollista menettää tietoisuus ennen kuin he tuntevat ylivoimaista halua hengittää.

• Glatte Jr H. A.; Motsay G. J.; Welch B. E. (1967). "Hiilidioksidin toleranssitutkimukset". Brooks AFB, TX, Ilmailualan lääketieteen koulun tekninen raportti. SAM-TR-67-77.
• Lambertsen, C. J. (1971). "Hiilidioksidin toleranssi ja toksisuus". Ympäristöbiolääketieteen stressistietokeskus, Ympäristölääketieteen instituutti, Pennsylvanian yliopiston lääketieteellinen keskus. IFEM. Philadelphia, PA. Raportti nro 2-71.