Углекислый газ (CO₂)

Углекислый газ — бесцветный газ без запаха, который образуется в клетках организма как конечный продукт окисления углеводов, жиров и белков и выводится из организма через лёгкие. Химическая формула — CO₂, другое название — диоксид углерода.

Для организма углекислый газ — не просто отход обмена веществ. Он главный химический регулятор дыхания, участвует в поддержании кислотно-щелочного равновесия крови и влияет на тонус сосудов. И недостаток, и избыток CO₂ в крови нарушают работу организма.

⚙️ Откуда берётся и как переносится

Углекислый газ образуется в митохондриях клеток в цикле лимонной кислоты, когда от питательных веществ отщепляется углерод. Чем интенсивнее работают ткани, например при физической нагрузке, тем больше CO₂ они выделяют. Из клеток газ переходит в кровь, а затем с ней поступает в лёгкие.

Формы переноса CO₂ в крови

В лёгких все эти реакции идут в обратную сторону. CO₂ выходит из крови в альвеолы и удаляется с выдохом. Этот процесс — часть газообмена. Отдавая кислород, гемоглобин легче связывает CO₂, а насыщаясь кислородом в лёгких — легче его отдаёт. Эту взаимосвязь называют эффектом Холдейна.

🫁 Регуляция дыхания

Дыхание у здорового человека управляется прежде всего уровнем углекислого газа, а не кислорода. Центральные хеморецепторы в продолговатом мозге реагируют на повышение кислотности спинномозговой жидкости, которое вызывает CO₂. Даже небольшой рост его содержания в крови заметно усиливает вентиляцию. Поэтому задержку дыхания прерывает прежде всего накопление CO₂, а не нехватка кислорода.

Кроме того, CO₂ влияет на сосуды: при его повышении сосуды мозга расширяются, при снижении — сужаются. С этим связаны головокружение и мелькание перед глазами при частом глубоком дыхании.

🧪 Содержание в крови и воздухе

Уровень CO₂ в артериальной крови оценивают по его парциальному давлению при анализе газов крови. В норме оно составляет 35–45 мм рт. ст. Во вдыхаемом атмосферном воздухе углекислого газа около 0,04%, в выдыхаемом — около 4%.

• Гиперкапния — избыток CO₂ в крови. Возникает при недостаточной вентиляции: обострении хронической обструктивной болезни лёгких, тяжёлой астме, угнетении дыхания лекарствами, слабости дыхательных мышц. Проявляется головной болью, сонливостью, спутанностью сознания, в тяжёлых случаях комой.
• Гипокапния — недостаток CO₂. Возникает при гипервентиляции, например при тревоге или панической атаке, а также как компенсация при кислотных нарушениях. Проявляется головокружением, покалыванием в пальцах и вокруг рта, судорожным сведением кистей.
• Повышение CO₂ сопровождается сдвигом крови в кислую сторону (дыхательный ацидоз), снижение — в щелочную (дыхательный алкалоз).

Гиперкапния — один из видов дыхательной недостаточности, при которой лёгкие не справляются с выведением газа. Её лечат, устраняя причину и при необходимости поддерживая вентиляцию с помощью аппаратов.

Важна и связь CO₂ с кислотностью крови. Бикарбонат и растворённый углекислый газ образуют главную буферную систему организма. Лёгкие быстро регулируют выведение CO₂, а почки медленно — выведение кислот и сохранение бикарбоната, и вместе они удерживают кислотность крови в узких пределах.

⚠️ Углекислый газ в окружающей среде

В плохо проветриваемых помещениях концентрация CO₂ растёт из-за дыхания людей: появляются духота, сонливость, снижается внимание. Высокие концентрации опасны для жизни. CO₂ тяжелее воздуха и скапливается в погребах, колодцах, ямах, силосных башнях, помещениях для брожения вина. Человек, спустившийся туда, может быстро потерять сознание.

ВАЖНО:

Не спускайтесь в погреб, колодец или яму, где мог скопиться газ, без проветривания и страховки. Если человек потерял сознание в таком месте, не спускайтесь за ним без защиты: вызовите спасателей и скорую помощь.

Миф

Углекислый газ — бесполезный отход, и чем меньше его в крови, тем лучше.

Факт

CO₂ необходим для регуляции дыхания, тонуса сосудов и кислотности крови. Его снижение при гипервентиляции вызывает головокружение, онемение и судороги.