Углекислый газ в организме: зачем нужен CO2 

Почему CO2 нельзя считать только отходом

Углекислый газ часто воспринимают только как вещество, которое нужно как можно быстрее удалить из организма. Такое представление слишком упрощённо. CO2 действительно является конечным продуктом многих обменных процессов, но одновременно участвует в поддержании постоянства внутренней среды. Он связан с регуляцией дыхания, кислотно-щелочного равновесия, сосудистого тонуса и отдачи кислорода тканям.

Поэтому задача организма заключается не в полном удалении углекислого газа и не в его бесконтрольном накоплении, а в поддержании физиологического диапазона. И недостаток, и избыток CO2 могут нарушать нормальную работу систем организма.

Где образуется углекислый газ

Основная часть CO2 образуется в клетках при окислении питательных веществ. Когда мышцы, мозг и другие органы используют кислород для получения энергии, одним из конечных продуктов становится углекислый газ. Чем интенсивнее обмен веществ, тем больше CO2 образуется. Именно поэтому при физической нагрузке его продукция возрастает.

Из клеток CO2 переходит в тканевую жидкость и кровь. Небольшая часть переносится в растворённом виде, часть связывается с белками крови, а основная доля превращается в бикарбонат. Эти превращения позволяют эффективно доставлять углекислый газ от тканей к лёгким.

Как CO2 удаляется из организма

В лёгочных капиллярах реакции идут в обратном направлении: из бикарбоната снова образуется CO2, который переходит в альвеолы и удаляется с выдохом. Скорость удаления зависит прежде всего от альвеолярной вентиляции — количества свежего воздуха, которое за минуту достигает участков лёгких, участвующих в газообмене.

Если вентиляция соответствует текущему обмену веществ, содержание CO2 поддерживается в рабочем диапазоне. Если вентиляция становится избыточной относительно его образования, CO2 снижается. Если вентиляции недостаточно, он может повышаться.

Основные функции углекислого газа

CO2 участвует в работе бикарбонатной буферной системы и поэтому тесно связан с pH крови. Изменение вентиляции способно довольно быстро изменить количество углекислого газа и сдвинуть кислотно-щелочное состояние.

Углекислый газ также влияет на гладкую мускулатуру сосудов. Особенно чувствительны к нему сосуды головного мозга: снижение артериального CO2 обычно уменьшает мозговой кровоток, а повышение — увеличивает его в определённых физиологических пределах.

Ещё одна важная связь — эффект Бора
В активно работающих тканях больше CO2 и ионов водорода. В этих условиях сродство гемоглобина к кислороду уменьшается, и кислород легче отдаётся клеткам. Но этот механизм нельзя превращать в формулу «чем больше CO2, тем лучше»: доставка кислорода зависит также от работы лёгких и сердца, кровотока, количества гемоглобина и потребностей тканей.

CO2 и регуляция дыхания

Организм постоянно получает информацию о химическом составе внутренней среды. Центральные и периферические хеморецепторы участвуют в оценке изменений CO2, pH и кислорода. Для здорового человека в обычных условиях CO2 является одним из важнейших стимулов, влияющих на вентиляцию.

Эта система работает автоматически, но дыхание одновременно может изменяться при речи, движении, эмоциях и сознательном контроле. Поэтому дыхательный рисунок — результат взаимодействия обмена веществ, нервной регуляции и поведения.

Как тема CO2 связана с методом Бутейко

В методической позиции школы Бутейко цель практики — нормализация дыхания и газовых показателей, а не уменьшение дыхания любой ценой. Если вентиляция избыточна относительно потребностей организма, работа направлена на постепенное уменьшение её избыточной части преимущественно за счёт расслабления и устранения раздышивающих факторов.

Информационная статья не позволяет определить уровень CO2 у конкретного человека. Для точной оценки газов крови используются медицинские методы, а любые выраженные или новые симптомы требуют обычной клинической диагностики.

Краткий вывод

Углекислый газ — не только продукт обмена, но и важный участник физиологической регуляции. Здоровая система дыхания поддерживает его в подходящем диапазоне, согласуя вентиляцию с обменом веществ.

Источники

• Уэст Дж. Физиология дыхания. Основы. М.: Мир, 1988. Гл. 2 «Вентиляция» и гл. 6 «Перенос газов кровью и тканями».

• Методическая база школы Алика Муллахметова.