Atmosfera, która nas otacza, zawiera 78% azotu (N) i 21% tlenu (O2). Dwutlenek węgla (CO2) to zaledwie 0,04%. Są jeszcze inne składniki i zanieczyszczenia powietrza – ok. 10 w ilościach śladowych i bardzo zmiennych. Niezwykle ważny dla naszego zdrowia tlenek azotu (NO) w atmosferze nie występuje. Bywa, że w niektórych miejscach globu pojawia się okresowo i w śladowych ilościach tlenek diazotu (N2O)
21% tlenu, to prawie dwa razy więcej niż potrzeba do prawidłowego funkcjonowania organizmu człowieka. Już 13% tego gazu wystarcza naszym komórkom. Za to do prawidłowej wymiany gazowej, nasze komórki potrzebują aż 6,5% dwutlenku węgla. Takie stężenie występuje jedynie w organizmie dzieci żyjących w łonie matki oraz wewnątrz komórek u zdrowych dorosłych ludzi. W przeciwieństwie do błędnej i niestety dość powszechnej wiedzy, CO2, które wydychamy z organizmu, nie znajduje się we wdychanym przez nas powietrzu, ale tworzy się wewnątrz organizmu. Zatem po co nam aż tyle CO2?
Dwutlenek węgla odpowiada za transport i uwalnianie tlenu.
Dwutlenek węgla powstaje głównie jako proces końcowy trawienia tłuszczów i węglowodanów oraz w wyniku pracy mięśni. Wraz z krwią wędruje żyłami do płuc, gdzie jego nadmiar jest wydychany. Jest niezbędny w wielu ważnych procesach, jednak najpotrzebniejszy jest w przekazywaniu cząsteczek tlenu z krwi do tkanek i komórek. Jest to zależność zwana „efektem Bohra” i znana w fizjologii od 1904 roku. Prof. Konstantin Buteyko poświęcił temu zagadnieniu uwagę, dokonując licznych odkryć, dotyczących funkcji, jakie dwutlenek węgla pełni w ludzkim organizmie.
Tlen jest dość trudno rozpuszczalny we krwi. Dlatego ok. 98% gazu jest transportowane przez hemoglobinę. Uwolnienie tlenu z hemoglobiny jest uzależnione od ilości dwutlenku węgla w pęcherzykach płucnych i krwi tętniczej. W razie braku odpowiedniej ilości CO2 – czyli poniżej 5%, tlen „klei się” do hemoglobiny i nie jest uwalniany do tkanek i narządów. Powstaje głód tlenowy, czyli (hipoksja). Mózg się “niepokoi” tym stanem rzeczy i wysyła liczne sygnały o zapotrzebowaniu na tlen do przepony i innych mięśni oddechowych. Człowiek zaczyna często i intensywnie oddychać. Niestety, im głębszy oddech, tym mniej tlenu jest dostarczane do komórek ciała. Oddychanie większą objętością powietrza niż normalna, wcale nie poprawia ilości tlenu we krwi. Jest ona już nasycona w 95-98%. Zamiast tego, nadmierna wentylacja obniża poziom CO2 najpierw w płucach, a następnie we krwi, tkankach i dalej w komórkach.
Dwutlenek węgla jest odpowiedzialny za rozkurcz mięśni gładkich.
W ciele człowieka znajduje się gęsta sieć mięśni gładkich, które w przeciwieństwie do mięśni szkieletowych są niezależne od świadomej woli człowieka. Sieć jest tak rozległa, że gdyby stworzyć z niej pojedynczą nić, można by nią opasać kulę ziemską ok. 8 razy – to aż ponad 300.000 km. Jest to niezwykle ważne, ponieważ mięśnie gładkie wyścielają naczynia włosowate, tętnice, ściany przewodu pokarmowego, dróg oddechowych, pęcherza moczowego oraz dróg rodnych. Każdy nadmierny spadek poziomu dwutlenku węgla, powoduje dotkliwy głód tlenowy i wspomniane narządy są w stanie podrażnienia, a zlokalizowane w nich mięśnie gładkie reagują na taki stan skurczem. Ten skurcz jest jedną z głównych przyczyn chorób układu oddechowego (np. skurcz oskrzeli i pęcherzyków płucnych w astmie), krwionośnego (nadciśnienie) czy pokarmowego (kolka jelitowa). Norma ciśnienia CO2 w tętnicach wynosi 40 mmHg. Spadek o każdy 1 mm Hg zmniejsza dopływ krwi do mózgu o 2%, a w efekcie przy ciężkim oddychaniu dotlenienie mózgu znacznie się zmniejsza. Doświadczamy wtedy m.in. bólów i zawrotów głowy, zmęczenia, niepokoju. Po nadmiernej utracie dwutlenku węgla, uruchamia się szereg mechanizmów obronnych, które niesłusznie mylimy z pojawieniem się chorób. Zaczynamy je zwalczać – często farmakologicznie. Niestety koncentrujemy się na objawach, zamiast skupić się na rzeczywistej przyczynie, czyli braku równowagi i nadmiernej utracie CO2.
Dwutlenek węgla stymuluje ośrodek oddechowy w rdzeniu przedłużonym.
Stężenie dwutlenku węgla we krwi to podstawowy parametr regulujący pracę układu oddechowego. Informacje do ośrodka oddechowego wysyłane są przez chemoreceptory, które są zlokalizowane w pniu mózgu. Są one wrażliwe na zmiany pH i ciśnienia parcjalnego dwutlenku węgla. Drugi mechanizm tworzą kłębki szyjne i aortalne – receptory wrażliwe na ciśnienie parcjalne tlenu. Są zlokalizowane w okolicy rozgałęzienia tętnicy szyjnej i w łuku aorty. To stężenie dwutlenku węgla, a nie tlenu, jest czynnikiem kontrolującym oddychanie. Jeśli obwodowe chemoreceptory wykryją mało tlenu, lecz stężenie dwutlenku węgla jest w normie, ośrodek oddechowy może nie stymulować wykonania wdechu (niski poziom tlenu zauważymy dopiero przy jego spadku poniżej 15% jak to ma miejsce na dużych wysokościach). Z drugiej strony, nawet przy normalnym poziomie tlenu we krwi, nawet lekko podwyższona ilość dwutlenku węgla zacznie stymulować ośrodek oddechowy do przyspieszonych oddechów. Wystarczy hiperwentylować przez 24 godziny by przestawić parametry ośrodka oddechowego i zmniejszyć jego tolerancję na stężenie dwutlenku węgla we krwi. Obniżenie tolerancji na dwutlenek węgla wywołuje potrzebę głębszego oddychania i powstaje błędne koło hiperwentylacji.
Dwutlenek węgla odpowiada za równowagę kwasowo-zasadową krwi.
Równowaga kwasowo- zasadowa krwi jest ściśle regulowana przez system buforów, które utrzymują ją w obszarze między 7,36 – 7,45. Organizm toleruje tylko niewielkie zmiany pH. Jeśli pH spadnie poniżej 7, może to doprowadzić do śpiączki, a nawet śmierci z powodu poważnej kwasicy. Wysokie pH powyżej 7.45 wywołuję zasadowicę. Organizm umiera przy pH powyżej 7,8, co często ma miejsce podczas ostatnich dni lub godzin życia osób chronicznie chorych. Hiperwentylacja jest najczęstszą przyczyną alkalozy oddechowej. Wiele osób uważa, że pH krwi jest regulowane dietą. Badania wykazały, że to oddychanie, regulujące poziom dwutlenku węgla i jonów wodorowęglanowych, ma główne znaczenie w kontrolowaniu pH krwi.
Więcej na temat roli dwutlenku węgla w organizmie dowiesz się tutaj:
“Zamknij usta” – autor Patrick McKeown
J. Stark, ‘The Carbon Dioxide Syndrome’
Dodaj komentarz