Oxid uhličitý (CO₂) je primárně produkován v mitochondriích a je jedním z hlavních konečných produktů metabolismu. Parciální tlak oxidu uhličitého (p_aCO₂) v arteriální krvi je dán vztahem mezi tvorbou oxidu uhličitého ve tkáních (VCO₂) a eliminací oxidu uhličitého alveolární ventilací. Arteriální parciální tlak oxidu uhličitého je indikátorem ventilační odpovědi organismu na stav metabolismu a produkci oxidu uhličitého, jestliže produkce oxidu uhličitého je konstantní a pacient nevdechuje směs plynů obsahující oxid uhličitý.

Klinické stavy, které významně ovlivňují produkci CO₂ jsou :

fyzická aktivita (třesavka),
snížení nebo zvýšení tělesné teploty způsobuje snížení nebo zvýšení produkce oxidu uhličitého přibližně o 7 % na 1 °C změny tělesné teploty (ovlivněním metabolického obratu)
hormonální faktory - např. katecholaminy, hormony thyreoidey (schopné zvýšit produkci oxidu uhličitého o 40 - 60 % při nekomplikovaném hyperthyreoidismu nebo až o 100 % při thyreotoxické krizi)
iatrogenní nutriční manipulace (parenterální výživa s vyšším obsahem glukózy může významně zvýšit produkci oxidu uhličitého a současně respirační kvocient)
maligní hypertermie je klinickou jednotkou, která dokáže zvýšit produkci CO₂ tak, že není možná jeho eliminace ani intaktním respiračním traktem.

Aby mohl být oxid uhličitý eliminován plícemi, musí být transportován z buněk, ve kterých je produkován do plicního oběhu. Transport se děje v následujících formách:

rozpuštěný oxid uhličitý v plazmě
jako kyselina uhličitá nebo disociovaný bikarbonátový anion
jako karbaminosloučeniny

Rozpuštěný oxid uhličitý sice představuje jen 10 % celkem transportovaného množství, ale tato forma transportu je významná, protože buněčné membrány jsou nejvíce permeabilní právě pro tuto formu CO₂. Dalším důvodem je, že právě v této formě nejvíce CO₂ vstoupí do krve a krev opustí. Nezanedbatelným důvodem je rovněž to, že pouze tato forma oxidu uhličitého je rutinně přímo měřena. Kyselina uhličitá a bikarbonátový anion představují 80 - 90 % transportovaného CO₂. Pouze malá část tohoto množství se však aktuálně vyskytuje jako kyselina uhličitá. Karbaminosloučeniny jsou sloučeniny oxidu uhličitého s různými proteiny. Plazmatické proteiny zajišťují jen malou část tohoto transportu, avšak značná množství oxidu uhličitého je schopen transportovat hemoglobin. Celkem tvoří tento způsob transportu méně než 10 % celkového množství. Po transportu do plic a konverzi do plynné fáze může být CO₂ eliminován pouze funkčními alveoly.

Mrtvý prostor

Tzv. přívodné dýchací cesty - od nosní dutiny až po terminální bronchioly neslouží pro vlastní výměnu plynů. Z každých 500 ml vzduchu jen prvních 350 ml se dostává do plicních alveolů. Zbytek zůstává v dýchacích cestách a při následném exspiriu se vydechne jako první. Tento objem se označuje jako anatomický mrtvý prostor a jeho objem je u dospělého člověka 150 ml. Celkový (funkční, fyziologický) mrtvý prostor zahrnuje kromě anatomického mrtvého prostoru i objem těch alveolů, které z jakýchkoliv příčin neslouží výměně plynů. Za fyziologických okolností je objem anatomického a celkového mrtvého prostoru prakticky stejný, za patologických okolností se však může významně lišit (hyperventilované alveoly, neperfundované alveoly, porucha výměny plynů přes alveolokapilární membránu).

Poznámky k interpretaci hodnot p_aCO₂

Normální hodnota p_aCO₂ je okolo 5,3 kPa, u zdravých subjektů může dojít během spánku k fyziologickému zvýšení až na hodnoty přes 6 kPa. Vzestup p_aCO₂ na tyto hodnoty u bdělých subjektů zpravidla znamená přítomnost plicního onemocnění. Důsledkem plicní dysfunkce bývá zpravidla vzestup p_aCO₂ avšak i jeho pokles může být výsledkem plicní patologie. Pokles nebo vzestup p_aCO₂ může být dále zaznamenán při kompenzaci metabolických poruch acidobazické rovnováhy. U pacientů s chronickým plicním onemocněním (např. chronická obstrukční choroba plicní), kteří běžně udržují p_aCO₂ v normálních hodnotách, může být zvýšení p_aCO₂ důsledkem přídatné patologie.

Další informace

Acidobazická rovnováha

Indikace k ventilaci a oxygenoterapii

Vladimír Palička, Pavel Živný