Является ли углекислый газ ядовитым?

Вы, вероятно, знаете, что углекислый газ - это газ, который присутствует в воздухе, которым вы дышите. Растения "дышат" этим для того, чтобы сделать глюкозу. Вы выдыхаете углекислый газ как побочный продукт дыхания. Углекислый газ в атмосфере является одним из парниковые газы. Вы обнаружите, что он добавлен в соду, естественно встречающуюся в пиве, и в твердой форме в виде сухого льда. Исходя из того, что вы знаете, вы думаете, что углекислый газ является ядовитым или нетоксичным или где-то посередине?

Обычно углекислый газ является не ядовиты. Он диффундирует из ваших клеток в ваш кровоток и оттуда через ваши легкие, но всегда присутствует в вашем теле.

Углекислый газ выполняет важные физиологические функции. Когда его уровень в крови повышается, он стимулирует импульс к дыханию. Если частота дыхания недостаточна для поддержания оптимального уровня СО₂дыхательный центр реагирует на это увеличением частоты дыхания. Низкие уровни кислорода, напротив, делают не стимулировать увеличение частоты или глубины дыхания.

Углекислый газ необходим для функции гемоглобина. Углекислый газ и кислород связываются в разных местах молекулы гемоглобина, но связывание CO2 изменяет конформацию гемоглобина. Эффект Холдейна возникает, когда связывание диоксида углерода уменьшает количество кислорода, связанного для определенного парциального давления газа. Эффект Бора возникает при повышении СО₂ парциальное давление или пониженный pH заставляет гемоглобин разряжать кислород к тканям.

В то время как углекислый газ является газом в легких, он существует в других формах в крови. фермент Карбоангидраза превращает около 70-80% диоксида углерода в бикарбонат-ионы, HCO₃^-. От 5 до 10% углекислого газа является растворенным газом в плазме. Еще 5-10% связаны с гемоглобином в виде карбаминовых соединений в эритроцитах. Точное содержание углекислого газа зависит от того, является ли кровь артериальной (оксигенированной) или венозной (деоксигенированной).

Однако, если вы вдыхаете высокие концентрации углекислого газа или повторно дышите воздухом (например, из полиэтиленового пакета или палатка), вы можете быть в опасности для углекислого газа или даже отравление углекислым газом. Отравление углекислым газом и углекислый газ отравление не зависит от концентрации кислорода, поэтому у вас может быть достаточно кислорода, чтобы поддержать жизнь, но все же страдают от последствий повышения концентрации углекислого газа в вашей крови и ткани.

Состояние избыточной концентрации углекислого газа в крови называется гиперкапния или гиперкарбия. Симптомы токсичности углекислого газа включают высокое кровяное давление, покраснение кожи, головную боль и подергивание мышц. На более высоких уровнях вы можете испытывать панику, нерегулярное сердцебиение, галлюцинации, рвоту и, возможно, потерю сознания или даже смерть.

Есть несколько потенциальных причины гиперкапнии. Это может быть связано с гиповентиляцией, снижением сознания, болезнями легких, дыханием воздухом или воздействием окружающей среды с высоким содержанием СО₂ (например, вблизи вулкана или геотермального вентиляционного канала или под ним на некоторых рабочих местах). Это может также произойти, когда дополнительный кислород вводится человеку с апноэ во сне.

Диагностика гиперкапнии производится путем измерения давления углекислого газа в крови или pH. Концентрация газа в крови свыше 45 мм рт. Ст. В сочетании с низким уровнем pH в сыворотке крови указывает на гиперкарбию.

• Средний взрослый человек производит около 1 кг (2,3 фунта) углекислого газа в день. Другими словами, человек выпускает около 290 г (0,63 фунта) углерода каждый день.
• Слишком быстрое дыхание снижает уровень углекислого газа, вызывая гипервентиляцию. Гипервентиляция, в свою очередь, может привести к респираторному алкалозу. Напротив, дыхание слишком мелкое или медленное в конечном итоге вызывает гиповентиляцию и респираторный ацидоз.
• Вы можете задержать дыхание после гипервентиляции, чем до него. Гипервентиляция снижает концентрацию углекислого газа в артериальной крови, не оказывая существенного влияния на уровень кислорода в крови. Дыхательный ритм уменьшается, поэтому желание дышать уменьшается. Однако это сопряжено с риском, поскольку можно потерять сознание, прежде чем почувствовать непреодолимое желание дышать.

• Глатте младший Х. A.; Моцай Г. J.; Уэлч Б. E. (1967). "Исследования толерантности к двуокиси углерода". Брукс AFB, Технический отчет Школы аэрокосмической медицины TX. SAM-TR-67-77.
• Ламбертсен, C. J. (1971). "Допуск и токсичность углекислого газа". Экологический биомедицинский центр данных о стрессе, Институт экологической медицины, Медицинский центр Пенсильванского университета. IFEM. Филадельфия, Пенсильвания. Отчет № 2-71.