Въглеродният диоксид е открит в средата на XVIII век от шотландския химик Джоузеф Блек, който установил, че при термичното разлагане на калциевия карбонат и превръщането му в негасена вар се отделя някакъв тайнствен газ. Две десетилетия по-късно френският химик Антоан дьо Лавоазие установява, че този газ се образува и отделя от човешкото тяло. В наши дни е известно, че

 в спокойно състояние за час човешкото тяло вдишва 20-30 литра кислород и издишва 18-25 литра въглероден диоксид

Всъщност човешкият организъм утилизира едва около 6% от кислорода в атмосферния въздух, тъй като неговото съдържание в издишвания въздух съставлява 15%. Затова пък съдържанието на въглеродния диоксид в него е 4,5%, т.е. около 100 пъти по-високо от това в атмосферния въздух.

Въглеродният диоксид е „отпадъчен продукт“ от метаболизма на основните нутриенти – въглехидратите, протеините и липидите. Кислородът попада в белите дробове и през алвеолите попада в кръвта, откъдето се пренася и в тъканите на човешкото тяло. Въглеродният диоксид преминава по същата верига, само че в обратно направление – образува се в клетките на тъканите, откъдето преминава в кръвта и оттук, чрез белите дробове, се извежда от организма.

Дълги години въглеродният диоксид е считан за безинтересно, просто отпадъчно вещество в човешкия организъм. През втората половина на миналия век обаче настъпва драматичен обрат относно това схващане. В наши дни въглеродният диоксид се приема за

един от съществените фактори за поддържане на хомеостазата

– способността на човешкия организъм да поддържа на оптимално ниво своите жизненоважни функции.

През последните десетилетия, благодарение на създаването на високоточни и високочувствителни аналитични методи, става възможно да се проследи пътят на въглеродния диоксид в човешкото тяло и да се оцени влиянието му върху физиологичните процеси, протичащи в него. Резултатите от изследванията показват, че промените в съдържанието на въглеродния диоксид в кръвния ток оказват огромно влияние върху протичането на множество процеси във всички органи и системи на човешкия организъм. По безапелационен начин е доказано, че в здравия организъм съдържанието на артериалния въглероден диоксид се движи в изключително тесни граници – от 6 до 6,5%, и всяка промяна (дори и с 0,1%!) под или над тези гранични стойности предизвиква незабавна реакция, насочена към връщане към нормалните стойности.

И защо човешкият организъм „със зъби и нокти“ се стреми да поддържа това ниво на въглеродния диоксид в кръвния ток? Отговорът се дава от т.нар. ефект на Вериго-Бор, открит през двадесетте години на миналия век. Съгласно този ефект при по-ниско съдържание на въглероден диоксид от указаната норма сериозно се затруднява освобождаването на кислорода от хемоглобина, вследствие на което човешките клетки започват да изпитват сериозен кислороден глад. Особено пагубно това се отразява на клетките на главния мозък. Възниква парадокс, при който кръвта е наситена в достатъчна степен с кислород, но клетките „крещят“ за неговата липса. Съдържание на въглеродния диоксид в кръвния ток под 4% е гибелно за организма.

Ниското съдържание на въглероден диоксид в кръвта (хипокапнията) отключва развитието на около 150 тежки патологии, значителна част от които се отнасят към т.нар. болести на цивилизацията – есенциална хипертония, захарен диабет тип II, увеличено съдържание на липиди в кръвта (липидемия), активизиране на системата на кръвосъсирване (тромбозата) и т.н. Хипокапнията може да възникне при страхови, истерични и панически атаки. Изпитано средство за справяне с подобна ситуация е дишането в хартиена кесия или полиетиленов плик, което води до бързо вдигане на нивото на въглеродния диоксид в кръвта и нормализиране на снабдяването на клетките с кислород.

При огромната част от изследваните възрастни хора е установено, че съдържанието на въглероден диоксид в артериалната кръв е в границите 3,6-4,5%. Това по категоричен начин доказва, че много от хроничните заболявания, типични за възрастните хора, са свързани със загубата на организма на способността да поддържа в нормалните граници съдържанието на въглеродния диоксид в кръвта.

Човешкият организъм болезнено реагира и на повишаване на нивото на въглеродния диоксид в кръвта над горната граница – 6,5%. Хиперкапнията (повишеното ниво на въглероден диоксид) води до нарастване на киселинността в организма (ацидоза), което завихря организма в лабиринт от редица патологии. При умерена ацидоза се наблюдава превъзбуждане и леко повишение на артериалното налягане. Със задълбочаването на ацидозата следват оплаквания като общ дискомфорт, раздразнителност, слабост, главоболие, затруднено дишане, суха кашлица, понижена концентрация и т.н. Тези ефекти се наблюдават при кратко (няколко часа) пребиваване в атмосфера, в която съдържанието на въглеродния диоксид е около два пъти по-високо от нормалното в атмосферата, т.е. 0,06-0,08%. Продължителното или постоянното пребиваване при указаните нива на въглероден диоксид има за последствие отслабване на имунитета, диабет, увреждане на сърдечно-съдовата система, чупливост на костите, понижение на репродуктивните функции и дори промени в молекулата на ДНК.

Допустимото съдържание на въглероден диоксид в закрити помещения
е 0,1-0,15%

През последните години се наблюдава масова тенденция за уплътняването на помещенията в детските градини, училищата, висшите учебни заведения, болниците, офисите и жилищата с т.нар. PVC дограма, с оглед съхраняване на безценните калории топлина. Това превръща помещенията в херметични кутии, в които съдържанието на въглероден диоксид може да достигне критични стойности. Това отключва редица патологии като затруднено дишане, суха кашлица, понижена работоспособност, слаба концентрация и ниска успеваемост на учащите се. Едно от решенията е периодично и достатъчно продължително проветряване на помещенията. По категоричен начин е доказано, че за добрия сън е необходимо съдържанието на въглероден диоксид в спалнята и детските стаи да не превишава 0,08%.

Въглеродният диоксид е физиологическия стимулатор на дишането. При повишаване на неговото ниво съответни рецептори изпращат сигнал в главния мозък, откъдето следва командата за начало на дихателния акт. Т.е. сигнал за поредното вдишване не е недостигът на кислород, а излишъкът на въглероден диоксид. Вазодилатационното (съдоразширяващото) действие на въглеродния диоксид е установено в средата на миналия век. Ниското му съдържание в кръвния ток има за последствие спазъм на кръвоносните съдове и повишение на артериалното налягане. Всъщност свиването на кръвоносните съдове е неизбежна реакция на организма за намаление на загубите на скъпоценния въглероден диоксид, с оглед осигуряване на снабдяването на клетките с живителния кислород. Многобройни наблюдения доказват, че у страдащите от артериална хипертония съдържанието на въглероден диоксид е понижено до критични стойности – до 4,5%.

Въглеродният диоксид е един от газовете, причиняващи т.нар.

парников ефект на планетата

Без този ефект средната температура на повърхността й би била -18⁰С, вместо сегашните 15⁰С. Отсъствието на парниковия ефект би направило невъзможно наличието на вода в течно състояние, което прави немислимо съществуването на живот на земята. Друг е въпросът, че в резултат на безконтролното използване на фосилни горива, съществуването на всевъзможни транспортни средства с двигатели с вътрешно горене и многобройни фабрики и заводи, нивото на въглероден диоксид в атмосферата значително се повиши, което има за последствие значително усилване на парниковия ефект с всички негативни последствия от това.

По всичко личи, че въглеродният диоксид е вълшебният и дълбоко закодиран ключ, който отключва вратата към бленуваното здраве. Но и ключ, който отваря вратата към благоденствието или многобройните трудности на планетата ни. Как ще се възползваме от този ключ зависи от нас... Това е ключ-реликва, спомен от онези безкрайно далечни години, когато земята се е къпела във въглероден диоксид.

 Доц. д-р Димитър ПОПОВ