Το CO2 παράγεται σταθερά κατά τις διεργασίες του οξειδωτικού μεταβολισμού υπό ρυθμό περίπου 10 mmol/min και εκπνέεται από τους πνεύμονες, υπό την ίδια ταχύτητα, έτσι, που η PaCO2 παραμένει σταθερή (≈40 mmHg), ανεξαρτήτως ηλικίας, με εξαίρεση τις δύο πρώτες ημέρες της ζωής.
Η μερική πίεση διοξειδίου του άνθρακος στο αρτηριακό αίμα, αντανακλά τη σχέση μεταξύ του παραγομένου CO2 και του αποβαλλομένου με την αναπνοή. Η σχέση αποδίδεται από τη εξίσωση:
ΡaCO2 = 0.863 X V̇CO2/V̇A à ΡaCO2= , εξίσωση κυψελιδικού αερισμού {1}
Όπου, V̇CO2, η παραγωγή διοξειδίου του άνθρακος ανά λεπτό, k συντελεστής εξομοιώσεως των μονάδων μετρήσεων και V̇A, ο κυψελιδικός αερισμός
Από την εξίσωση (1) προκύπτει ότι η ΡaCO2 είναι αντιστρόφως ανάλογη με τον V̇A
Η φυσιολογική τιμή της είναι 40 mmHg, αν και μερικοί συγγραφείς επιλέγουν ένα εύρος τιμών τιμών στο διάστημα 95% CL: 40 ±3 mmHg (δηλαδή 37…43 mmHg). Στην κλινική πράξη, ορίζεται αυθαίρετα ως υποκαπνία, η τιμή ΡaCO2 στο διάστημα, από 38-30 mmHg, σημαντική υποκαπνία, από 29-26 mmHg και σοβαρή υποκαπνία, κάτω από 25 mmHg. Αντίθετα, ορίζεται ήπια υπερκαπνία, όταν η τιμή ΡaCO2 κυμαίνεται μεταξύ 41-50 mmHg, σημαντική υπερκαπνία, στο διάστημα 51-60 mmHg, και σοβαρή υπερκαπνία, επί τιμών μεγαλυτέρων των 60 mmHg.
Είναι σημαντικό να διακρίνουμε την υπερκαπνία επί φυσιολογικού ή αυξημένου αερισμού, όπως συμβαίνει επί χρόνιας αποφρακτικής πνευμονοπάθειας, από την υπερκαπνία, επί μειωμένου αερισμού, όπως συμβαίνει επί χορηγήσεως καταστολής ή νευρομυΐκών παθήσεων.
Σύμφωνα με έναν εμπειρικό κανόνα, ευρείας κλινικής αποδοχής, το άθροισμα της ΡaO2 και της ΡaCO2 πρέπει να παραμένει χαμηλότερο των 140 mmΗg, εάν ο ασθενής αναπνέει αέρα περιβάλλοντος, στο επίπεδο της θάλασσας. Μεγαλύτερο άθροισμα, είναι δηλωτικό εργαστηριακού σφάλματος ή ότι ο ασθενής λαμβάνει συμπληρωματικό Ο2.
Μερική πέιση Οξυγόνου και μερική πίεση διοξειδίου στο αρτηριακό αίμα
Ο οργανισμός ούτε παράγει ούτε καταναλώνει Ν2. Επομένως, η ΡΝ2 παραμένει σταθερή, στην ατμόσφαιρα, την τραχεία, τις κυψελίδες και το αίμα (~540 mmHg). Η μερική πίεση των υδρατμών, επίσης, παραμένει σταθερή, περίπου 47 mmHg. Επομένως, το άθροισμα της ΡaO2 και της ΡaCO2 πρέπει να καταλαμβάνουν τον εναπομείναντα χώρο, που είναι ίσος, με ακριβείς μετρήσεις και φυσιολογική αναπνευστική λετουργία, περίπου 140 mmHg.
Για μεγαλύτερη ακρίβεια, ισχύει η σχέση:
PaO2 + [PaCO2 / RQ] = 150 mmHg {1}