Duża część społeczeństwa wychodzi z założenia, że im głębszy oddech, tym więcej tlenu trafia do organizmu, co jest według nich bardzo korzystne, bo dwutlenek węgla jest przecież szkodliwy. Takie myślenie jest oczywiście błędne. Już w XIX wieku dokonano przełomowego odkrycia, że zbyt niski poziom dwutlenku węgla we krwi ogranicza dopływ tlenu do komórek organizmu, w tym narządów takich jak mózg, serce, wątroba, nerki czy jelita. Ponadto to właśnie dwutlenek węgla jest odpowiedzialny za wiązanie tlenu z hemoglobiną. Okazuje się zatem, że głębokie oddychanie może być przyczyną nadciśnienia, cukrzycy, raka czy przedwczesnej śmierci. W przypadku każdej z wymienionych chorób obserwuje się zbyt niskie stężenie dwutlenku węgla we krwi, spowodowane właśnie zbyt głębokim oddychaniem. Zatem im mniej dwutlenku węgla w organizmie, tym mniej tlenu, a jak wiadomo tlen jest nam niezbędny do życia.
Z dalszej części artykułu dowiesz się, jakie właściwości ma dwutlenek węgla, czym grozi niedobór i nadmiar związku w organizmie, jakie konsekwencje niesie za sobą zatrucie dwutlenkiem węgla oraz jakie badanie służy ocenie poziomu dwutlenku węgla we krwi.
Czym jest dwutlenek węgla?
Dwutlenek węgla (CO2) jest bezbarwnym, bezzapachowym, niepalnym gazem. Jest nieorganicznym związkiem z grupy tlenków, w którym węgiel występuje na IV stopniu utlenienia. CO2 jest cięższy od powietrza i rozpuszcza się w wodzie. Dwutlenek węgla jest produktem spalania i oddychania. Rośliny wykorzystują go w procesie fotosyntezy. Ponadto dwutlenek węgla jest powszechnie wykorzystywany w wielu branżach do rozmaitych działań: w przemyśle spożywczym do gazowania napojów oraz pakowania zamrażania i schładzania, do usuwania zadziorów i szlifowania, w neutralizacji, w procesie obróbki metali, jako czynnik chłodniczy, w cukrownictwie, a także w medycynie do przeprowadzania procesów metabolicznych. Gaz może być pozyskiwany ze źródeł naturalnych, w tym z wapienników, z procesu fermentacji oraz ze strumieni gazów w zakładach chemicznych i petrochemicznych. W małych stężeniach nie jest groźny dla człowieka, w dużych natomiast stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia.
Nadmiar dwutlenku węgla w organizmie
Zbyt duża ilość dwutlenku węgla we krwi jest szkodliwa dla zdrowia, a przy wysokich stężeniach CO2 może stanowić zagrożenie dla życia człowieka. Jego nadmiar grozi zakwaszeniem organizmu i przyczynia się do rozwoju licznych chorób, w tym pochodzenia nowotworowego. Stan też może doprowadzić do trwałego uszkodzenia narządów wewnętrznych lub nawet do śmierci. Działanie dwutlenku węgla powoduje powstanie hiperkapnii, co u człowieka jest stanem nienormalnego podwyższenia ciśnienia parcjalnego dwutlenku węgla we krwi, co w efekcie może prowadzić do kwasicy oddechowej i w następstwie obrzęku mózgu. Hiperkapnia objawia się zwiększeniem czynności oddychania, mogą pojawić się również liczne zaczerwienienia skóry, szybszy puls, przyspieszony oddech, duszności, zawroty głowy, tiki mięśni, zwiększenie skurczu serca, podwyższenie ciśnienia tętniczego krwi oraz tendencje do zaburzeń pracy serca. Objawy zatruciem dwutlenkiem węgla mogą być podobne do wywołanych zatruciem tlenkiem węgla. Najczęstszą przyczyną nadmiaru dwutlenku węgla we krwi jest przyjmowanie niektórych leków, w tym tych o działaniu moczopędnym, sterydów oraz środków przeczyszczających.
Znaczne zwiększenie ilości dwutlenku węgla we krwi stanowi stan zagrożenia życia i może doprowadzić do tzw. śpiączki hiperkapniczej, czyli utraty przytomności. Wtedy konieczne jest zastosowanie intubacji dotchawiczej i wentylacji mechanicznej.
Dwutlenek węgla – niedobór
Okazuje się, że nie tylko nadmiar dwutlenku węgla we krwi jest groźny, również jego niedobór może wykazywać negatywny wpływ na zdrowie i samopoczucie. Zbyt niskie stężenie CO2 może prowadzić do hipokapnii. Hipokapnia jest to stan obniżonego ciśnienia parcjalnego dwutlenku węgla we krwi poniżej normy. Najczęściej przyczyną tego stanu jest hiperwentylacja płuc przy zwiększonym wydalaniu dwutlenku węgla przez płuca, do której prowadzić może niedotlenienie mózgu. Problem dotyczy osób z mózgowo-rdzeniową niewydolnością żylną, która zazwyczaj występuje u chorych na stwardnienie rozsiane. Skutkiem pozbycia się dwutlenku węgla z organizmu jest utrudnienie dostaw tlenu z krwi do komórek, w efekcie czego mózg pozostaje niedotleniony. Stan ten sprzyja rozwojowi nowotworów. Można go wyeliminować poprzez poddanie się zabiegowi angioplastyki balonowej żył szyjnych. W przypadkach, gdy usunięcie problemów żylnych nie jest możliwe, dwutlenek węgla organizmowi dostarcza się pracą mięśni. Systematyczna aktywność sprawi, że problemy ze zbyt niskim stężeniem dwutlenku węgla we krwi ustąpią jak ręką odjął.
Badanie poziomu dwutlenku węgla we krwi
Badaniem służącym ocenie wydolności oddechowej, tj. wykryciu niewydolności oddechowej i ocenie skuteczności jej leczenia jest gazometria. Mówiąc najprościej, gazometria to ocena prężności gazów oddechowych (tlenku i dwutlenku węgla) we krwi. Badanie wykonuje się z krwi tętniczej, jednak często u pacjentów nie ma możliwości pobrania krwi z tętnicy, wtedy też pobiera się krew z opuszka palca. Wynik zazwyczaj otrzymuje się jeszcze tego samego dnia (lub dnia następnego) i ocenie podlegają takie parametry jak: odczyn krwi (pH), stężenie parcjalne tlenu i dwutlenku węgla, zawartość wodorowęglanów i tzw. nadmiar zasad.
Badanie gazometryczne uwzględniające obraz kliniczny umożliwia pełną diagnostykę zaburzeń równowagi kwasowo-zasadowych w organizmie człowieka. Na podstawie jego wyniku może zostać rozpoznana: kwasica oddechowa,, zasadowica oddechowa, kwasica metaboliczna, zasadowica metaboliczna, a także zaburzenia mieszane.
Zatrucie dwutlenkiem węgla
Zatrucia CO2 najczęściej zdarzają się w różnego rodzaju zakładach przemysłowych, ale są one również możliwe w zamkniętych, rzadko wietrzonych pomieszczeniach, gdzie wydzielany na skutek fermentacji dwutlenek węgla zwiększa stężenie tego gazu w powietrzu wdechowym. Przed wejściem do takiego pomieszczenia powinno się sprawdzić skład powietrza lub skorzystać z aparatu powietrznego, w przeciwnym razie grozi nam zatrucie, a nawet śmierć.
W przypadku zatrucia dwutlenkiem węgla dochodzi do połączenia niedotlenienia (hipoksji) i hiperkapnii, czego skutkiem jest kwasica oddechowa. Jeśli hiperkapnia jest znaczna, to może dodatkowo dojść do obrzęku mózgu i porażenia ośrodka oddechowego. Jeśli podejrzewasz, że dana osoba mogła zatruć się dwutlenkiem węgla, w pierwszej kolejności przenieś ją z miejsca o dużym stężeniu związku do miejsca bezpieczniejszego, bez narażania osób ratujących na utratę zdrowia. Następnie ułóż chorego w pozycji bezpiecznej – bocznej ustalonej i wezwij pogotowie. Pamiętaj, że w ratowaniu osób zatrutych dwutlenkiem węgla najważniejszy jest czas. Niedotlenienie i obrzęk mózgu mogą przyczynić się do powstania nieodwracalnych zmian w mózgu, pomimo uratowania życia zatrutej osoby.
Zbyt wysokie stężenie CO2 w powietrzu
Zapewne zdajesz sobie sprawę z tego, że dwutlenek węgla jest przez nas wdychany z powietrza. Pewnie też miałeś okazję przebywać w zamkniętym pomieszczeniu, w dużej grupie osób, gdzie po jakimś czasie zacząłeś odczuwać senność, zmęczenie i trudno było Ci na czymkolwiek na dłużej skupić uwagę. Z pewnością nie było to przyczyną nudnego wywodu prelegenta, lecz zbyt wysokiego stężenia dwutlenku węgla w powietrzu. Jeśli pomieszczenie jest małe i w tym samym czasie przebywa w nim duża grupa osób, a przy tym nie jest ono odpowiednio wentylowane, to ilość CO2 w powietrzu rośnie. Wdychając powietrze przesycone dwutlenkiem węgla dochodzi do rozpuszczenia związku we krwi, który reaguje z wodą i tworzy kwas węglowy. Potem z kolei ten rozkłada się na jony wodorowe i wodorowęglanowe. Te pierwsze przyczyniają się do zakwaszenia krwi i zaburzenia równowagi elektrolitów, co prowadzi do pogorszenia samopoczucia i obniżenia sprawności intelektualnej. Przebywając w niewietrzonym pomieszczeniu szybko stajemy się senni, otępiali, trudno jest nam się skupić i zmusić do wysiłku psychicznego. Widzisz zatem jak ważne jest, by regularnie wietrzyć pomieszczenie, w którym się siedzi.
Źródło:
https://pl.wikipedia.org/wiki/Hiperkapnia
http://multiplexsclerosis.blogspot.com/2012/02/zasadowica-czyli-odtleniajace-skutki.html
https://pochp.mp.pl/badania/54225,gazometria-i-pulsoksymetria
http://sekrety-zdrowia.org/oddychaj-mniej-zyc-dluzej/
http://naukaoklimacie.pl/aktualnosci/homo-sapiens-w-swiecie-wysokich-stezen-co2-57
https://pl.wikipedia.org/wiki/Gazometria
https://pl.wikipedia.org/wiki/Dwutlenek_węgla
