CO2 niezbędny dla ludzi

O tym jakie CO2 ma dla roslin opisałam w dziale fizjologia roslin, teraz kolej na zwierzęta i ludzi. Hemoglobina to białko, odpowiadające za transport tlenu do tkanek, tylko w 15% transportuje CO2. Jego większość transportowana jest w postaci wodorwęglanów Hemoglobina zbudowana jest z 4 podjednostek (tetramerów), każda podjednostka ma pierścień hemowy z atomem żelaza Fe2+ w środku, może więc wiązać 4 cząsteczki O2, przyłączenie jednej ułatwia przyłączenie następnej. CO2 wiąże się z grupami aminowymi tworząc karbaminowe -NHCOO-. Jednak wiekszość przemieszcza się w postaci wodorowęglanu. Przyłączenie tlenu w płucach do żelaza powoduje uwolnienie z hemoglobiny kationu wodoru, łączy się on z jonem wodorowęglanu, powstaje woda i uwalniany jest CO2 wydychany do powietrza. Gdy w tkankach uwalnia się O2, H+ przyłącza się do uwalnianego z komórek CO2 powstaje HCO3-, który odpowiada za równowagę kwasowo-zasadową krwi. Niedotlenienie uniemozliwia całkowite utlenienie glukozy, powstaje 2,3-bisfosfoglicerynian łączący sie z hemoglobiną, skutek to spadek jej powinowactwa do tlenu i uwolnienie go do tkanek.
Efekt Bohra to spadek pH Hb, czyli zwiększenie stężenia jonów H+, dzieki anhydrazie węglanowej, która rozkłada H2CO3 do H+ i HCO3-, skutek to uwalnianie O2 z Hb do tkanek. Niedobór tlenu lub zwiekszone ciśnienie parcjalne CO2 powoduje zakwaszenie krwi, dzieki czemu zwieksza się uwalnainie O2 z Hb oraz rośnie tempo oddychania, za to spadek cisnienia parcjalnego CO2 powoduje hipokapnię (hipokarbię), która powoduje zasadowice oddechową, alkalozę oddechową, która powstaje w wyniku hiperwentylacji lub spadku stęzenia CO2 w powietrzu, skutkiem może być nawet zanik oddychania. Przeciwnym skutkiem jest hiperkapnia czyli wzrost cisnienia parcjalnego CO2, skutek spadku stężenia O2 lub zwrostu stężenia CO2 w atmosferze, choroby utrudniające oddychanie.
We krwi jest zawsze stężenie HCO3-, niezależnie czy jesteśmy w zamkniętym pomieszczeniu 9m2 czy w lesie lisciastym, stężenie CO2 w krwi żylnej wynosi 6,5%, czyli 45 mmHg, całkowita ilość CO2 w naszym ciele wynosi 120 litrów, jeśli stężenie rośnie np. w czasie wysiłku, lub gdy spimy przykryci na głowę to przyspieszamy wydalanie CO2 szybciej oddychając. Gdy w zamkniętym pomieszczeniu stężenie CO2 wynosi 0,15% to powietrze odczuwamy jako nieświeże i duszne (50% populacji, nie każdy), 0,2% jest może spowodowac omdlenie osób np. serca, płuc lub starszych (1 osoba mdleje, reszta ok. 10, 30, 50 zależnie co to za miejsce nic nie czuje), 1% atmosfery następuje, 1,5% to wzrost częstotliwości oddechów, 1,5% czyli na oketach podwodnych, stacjach kosmicznych, busach z miejscami dla 30 osób wożacymi 100 osób, zamkniętej sypialni, gdzie spi kilka osób np. w schronisku, na obozie itd., zamknięte sale gdzie przebywa wiele osób przez dłuższy czas, Można całkiem normalnie tak funkcjonować, 2% powoduje wzrost częstości oddechów, również takie stężenie bywa w przeładowanych autobusach, zamknietych pomieszczeniach, gdzie jest wiele osób np. klasach, nie zawsze mozna otworzyć okno wiele osób dobrze reaguje na większe stężenie CO2 niż na zbyt niską temperaturę np. w zimie.
Płyny ustrojowe zawierają mniej CO2 niz cały organizm, na litr krwi opuszczającej płuca przypada 500 cm3 CO2, czyli 40 mmHg, krew wpływająca do płuc ma w litrze 550 cm3, czyli 46 mmHg. Takie stężenie jest konieczne do utrzymania rónowagi kwasowo-zasadowej krwi.
Większe stężęnie CO2 we krwi zwiększa pobudliwośc osrodka oddechowego-kurczą się mięśnie oddechowe, zwiększa się wdech i ośrodka pneumotaksycznego-rośnie liczba oddechów, więc więcej CO2 zimą oraz większe śtężenie tlenu powolepsza dotlenienie tkanek. Za to czysty tlen wstrzymuje pracę osrodka oddechowego. Nadmierny wysiłek, czy spadek cisnienia parcjalnego tlenu wzmagaja oddychanie nie po to by wydalić CO2, ale by dostarczyć O2, którym oddychamy, wiemy, że cżłowiek w zamkniętym pomieszczeniu zuzywa tlen, gdy rośnie stężenie CO2 rośnie częstośc oddechów, ale gdy CO2 jest neutralizowany częstość oddechów tylko nieznacznie wzrasta (częstość czyli ilość, częstotliwość czyli ilośc oddechów w czasie używam zamiennie), czyli to CO2 jest czynnikiem regulującym oddychanie, O2 jest potrzebny do oddychania komórkowego, czyli wytwarzania energii potrzebnej do zachowania procesów zyciowych, ale CO2 jest czynnikiem potrzebnym do pobierania tlenu. Zatoki szyjne leżące u podstaw tętnic szyjnych mają receptory chemiczne reagujące na wzrost stężenia hCO3- lub spadek O2 i wysyłają sygnał do ośrodka oddechowego wzmagający jego pracę, jednak CO2 to najwazniejszy czynnik regulujący oddychanie (wymianę gazową).