Wissenschaft

Ist Kohlendioxid giftig?

Sie wissen wahrscheinlich, dass Kohlendioxid ein Gas ist, das in der Luft vorhanden ist, die Sie atmen. Pflanzen „atmen“ es. um Glukose zu produzieren. Sie atmen Kohlendioxidgas als Nebenprodukt der Atmung aus. Kohlendioxid in der Atmosphäre ist eines der Treibhausgase. Sie finden es zu Soda hinzugefügt, natürlich in Bier und in seiner festen Form als Trockeneis. Denken Sie, basierend auf dem, was Sie wissen, dass Kohlendioxid giftig oder ungiftig ist oder irgendwo dazwischen?

Sie brauchen Kohlendioxid, um zu leben

Normalerweise ist Kohlendioxid nicht giftig. Es diffundiert von Ihren Zellen in Ihren Blutkreislauf und von dort über Ihre Lunge, ist jedoch immer in Ihrem Körper vorhanden.

Kohlendioxid erfüllt wichtige physiologische Funktionen. Wenn sein Spiegel im Blutkreislauf steigt, regt es den Impuls zum Atmen an. Wenn die Atemfrequenz nicht ausreicht, um das optimale CO 2 -Niveau aufrechtzuerhalten , reagiert das Atemzentrum mit einer Erhöhung der Atemfrequenz. Im Gegensatz dazu  stimulieren niedrige Sauerstoffwerte  keine erhöhte Atemfrequenz oder Atemtiefe.

Kohlendioxid ist für die Hämoglobinfunktion essentiell. Kohlendioxid und Sauerstoff binden an verschiedenen Stellen des Hämoglobinmoleküls, aber die Bindung von CO2 verändert die Hämoglobinkonformation. Der Haldane-Effekt tritt auf, wenn die Bindung von Kohlendioxid die Menge an Sauerstoff verringert, die für einen bestimmten Partialdruck des Gases gebunden ist. Der Bohr-Effekt tritt auf, wenn ein steigender CO 2 -Partialdruck oder ein verringerter pH-Wert dazu führen, dass Hämoglobin Sauerstoff in das Gewebe abgibt.

Während Kohlendioxid ein Gas in der Lunge ist, existiert es in anderen Formen im Blut. Das Enzym Carboanhydrase wandelt etwa 70% bis 80% Kohlendioxid in Bicarbonationen, HCO 3 – um . Zwischen 5% und 10% Kohlendioxid ist ein im Plasma gelöstes Gas. Weitere 5% bis 10% sind als Carbaminoverbindungen in roten Blutkörperchen an Hämoglobin gebunden. Die genaue Menge an Kohlendioxid hängt davon ab, ob das Blut arteriell (sauerstoffhaltig) oder venös (sauerstoffarm) ist.

Zu viel Kohlendioxid ist giftig

Wenn Sie jedoch hohe Konzentrationen an Kohlendioxid einatmen oder Luft erneut einatmen (z. B. aus einer Plastiktüte oder einem Zelt), besteht möglicherweise das Risiko einer Kohlendioxidvergiftung oder sogar einer Kohlendioxidvergiftung. Eine Kohlendioxidvergiftung und eine Kohlendioxidvergiftung sind unabhängig von der Sauerstoffkonzentration, sodass möglicherweise genügend Sauerstoff vorhanden ist, um das Leben zu unterstützen, und dennoch unter den Auswirkungen einer steigenden Kohlendioxidkonzentration in Ihrem Blut und Gewebe leiden.

Der Zustand einer übermäßigen Kohlendioxidkonzentration im Blut wird als Hyperkapnie oder Hyperkarbie bezeichnet. Zu den Symptomen einer Kohlendioxid-Toxizität gehören Bluthochdruck, gerötete Haut, Kopfschmerzen und zuckende Muskeln. Auf höheren Ebenen können Panik, unregelmäßiger Herzschlag, Halluzinationen, Erbrechen und möglicherweise Bewusstlosigkeit oder sogar der Tod auftreten.

Es gibt mehrere mögliche Ursachen für Hyperkapnie. Dies kann auf Hypoventilation, Bewusstseinsstörungen, Lungenerkrankungen, Rückatmungsluft oder die Exposition gegenüber einer Umgebung mit hohem CO 2 -Gehalt zurückzuführen sein (z. B. in der Nähe eines Vulkans oder einer geothermischen Entlüftung oder an einigen Arbeitsplätzen darunter). Es kann auch auftreten, wenn einer Person mit Schlafapnoe zusätzlicher Sauerstoff verabreicht wird.

Die Diagnose einer Hyperkapnie wird durch Messen des Kohlendioxidgasdrucks oder des pH-Werts im Blut gestellt. Eine Blutgaskonzentration über 45 mmHg Kohlendioxid in Kombination mit einem niedrigen pH-Wert im Serum weist auf eine Hyperkarbie hin.

Wissenswertes

  • Der durchschnittliche erwachsene Mensch produziert ungefähr 1 kg Kohlendioxid pro Tag. Mit anderen Worten, eine Person setzt jeden Tag etwa 290 g Kohlenstoff frei.
  • Zu schnelles Atmen verringert den Kohlendioxidgehalt und führt zu Hyperventilation. Hyperventilation kann wiederum zu Atemalkalose führen. Im Gegensatz dazu führt zu flaches oder langsames Atmen schließlich zu Hypoventilation und respiratorischer Azidose.
  • Sie können Ihren Atem nach dem Hyperventilieren länger anhalten als zuvor. Hyperventilation senkt die Kohlendioxidkonzentration von arteriellem Blut, ohne einen signifikanten Einfluss auf den Blutsauerstoffgehalt zu haben. Der Atemantrieb nimmt ab, so dass der Drang zum Atmen verringert wird. Dies birgt jedoch ein Risiko, da es möglich ist, das Bewusstsein zu verlieren, bevor ein überwältigender Drang zum Atmen verspürt wird.

Quellen

  • Glatte Jr HA; Motsay GJ; Welch BE (1967). “ Kohlendioxid-Toleranzstudien „. Technischer Bericht der Brooks AFB, TX School of Aerospace Medicine . SAM-TR-67-77.
  • Lambertsen, CJ (1971). “ Kohlendioxid-Toleranz und Toxizität „. Datenzentrum für biomedizinischen Umweltstress, Institut für Umweltmedizin, Medizinisches Zentrum der Universität von Pennsylvania . IFEM. Philadelphia, PA. Bericht Nr. 2-71.

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