Θεματολόγιο Πνευμονολογίας

Η απαγωγή του CO₂ μπορεί να διαταραχθεί σε πολλές παθολογικές καταστάσεις. Εν τούτοις, η διαταραχή αυτή σπάνια είναι αποτέλεσμα παθολογικής μεταγωγής αλλά, συνήθως, είναι αποτέλεσμα μειωμένου αερισμού ή διαταραχής της σχέσως V̇/Q̇ στους πνεύμονες. Γενετικές διαταραραχές της καρβονικής ανυδράσης ΙΙ συνοδεύονται από νεφρική σωληναριακή οξέωση, οστεπόρωση, και εγκεφαλική εναπόθεση ασβεστίου. Δεν αναγνωρίζονται διαταραχές στην ανταλλαγή CO₂ σε ασθενείς σε ηρεμία, κυρίως επειδή η καρβονική ανυδράση Ι που είναι παρούσα στα ερυθροκύτταρα είναι ικανή να υποστηρίξει πλήρως την ανταλλαγή CO₂. Δεν είναι γνωστή η έκβαση της ανταλλαγής CO₂ σε συνθήκες καταπονήσεως/ασκήσεως, όταν η παραγωγή CO₂ αυξάνεται σημαντικά και οι υποκείμενες διαταραχές είναι πλέον έκδηλες. Σε πρόσφατες μελέτες έχει δειχθεί ότι ακόμη και σε συνθήκες ηρεμίας, η ανταλλαγή CO₂ δεν είναι πλήρης σε ασθενείς με ανεπάρκεια καρβονικής ανυδράσης. Η διαφορά μεταξύ του τελοεκπνευστικού PCO₂ και αρτηριακού PaCO₂, ευρίσκετσαι αυξημένη, γεγονός που υποδηλώνει ότι η ανταλλαγή CO₂ δεν εξισορροπείται κατά τη διέλευσή του από τα τριχοειδή του πνεύμονος. 

Στην εικόνα σχηματοποιείται η ανταλλαγή CO₂ στους πνεύμονες. Οι συνεχείς γραμμές απεικονίζουν αντιδράσεις που εξελίσσονται ταχέως. Οι διακεκομμένες γραμμές, αντίθετα, αναπαριστούν βραδείες αντιδράσεις παραγωγής CO₂, από το H₂CO₃  που καταλύεται από την καρβονική ανυδράση (CA), που εντοπίζεται στο ενδοθήλιο. Οι στικτές γραμμές αναπαριστούν τις ρυθμιστικές αντιδράσεις μέσω της Hb.

Η καμπύλη διαστάσεως αιμοσφαιρίνης-CO₂ στο αίμα επηρεάζεται από μεταβολές της οξεοβασικής ισορροπίας. Διαταραχές στις οποίες αυξάνεται η συγκέντρωση διττανθρακικών, όπως επί μεταβολικής αλκαλώσεως και αντιρροπισμένης αναπνευστικής οξεώσεως, συνεπάγονται αύξηση της ολικής ποσότητας CO₂ σε όλες του τις μορφές με τις οποίες μεταφέρεται στο αίμα υπό δεδομένη μερική πίεση CO₂. Το αντίθετο συμβαίνει επί μεταβολικής οξεώσεως που χαρακτηρίζεται από εκσημασμένη μείωση των διττανθρακικών, και, επομένως, ολικής συγκεντρώσεως CO₂ υπό οποιαδήποτε μερική πίεση CO₂. Η σχέση της αρτηριοφλεβικής διαφοράς περιεκτικότητας CO₂ διαιρούμενης με την αρτηριοφλεβική διαφορά της PCO₂ αποτελεί ένα δείκτη της αποτελεσματικότητας της μεταγωγής CO₂. Αν και η σχέση αυτή ποικίλλει σε ασθενείς με μεταβολικές διαταραχές μειώνεται σημαντικά μόνο επί μεταβολικής οξεώσεως. Η μειωμένη αποτελεσματικότητα της μεταγωγής CO₂ οφείλεται σε άμβλυνση του φαινομένου Haldane, επί μεταβολικής οξεώσεως που συνεπάγεται αύξηση στη φλεβική, και άρα στην ιστική συγκέντρωση CO₂. Πρέπει να υπογραμμιστεί, όμως, ότι γενικά, η έρευνα υπολείπεται σε αυτόν τον τομέα. Η κοινή αυτή παθολογική κατάσταση παρατηρείται, συχνότερα, επί διαταραχών της οξειδώσεως της γλυκόζης οπότε παράγεται ενέργεια μέσω βιοχημικών οδών που απολήγουν στην παραγωγή ισχυρών οξέων. Καταστάσεις περιορισμένης αποδόσεως Ο₂ στους ιστούς ή διαβητικής κετοξέωσεως, απολήγουν στην παραγωγή ακετοξεικού οξέος και β-υδροξυβουτυρικού οξέος. Και στις δύο συνηθισμένες καταστάσεις τα ισχυρά οξέα ιονίζονται πλήρως και απελευθερώνουν μεγάλα ποσά Η⁺. Με αύξηση των υδογονιόντων, τα διττανθρακικά συνδέουν Η⁺ προς σχηματισμό ανθρακικού οξέος, που αμέσως υδρολύεται σε CO₂ και νερό. Το παραγόμενο CO₂ εκπνέεται στους πνεύμονες. Έτσι, οι αντιδράσεις του CO₂ διαδραματίζουν κεντρικό ρόλο στην ομοιοστασία του οργανισμού, στις προαναφερόμενες καταστάσεις.