Kohlendioxid: CO2-Kreislauf in der Natur.
© Urban & Fischer 2003 – Roche Lexikon Medizin, 5. Aufl.


weit verbreitetes, farb- u. geruchloses, in Wasser unter Bildung von Kohlensäure (H2CO3) leicht lösliches Gas. Es ist schwerer als Luft und erstarrt unter Druck zu festem Kohlensäureschnee (Trockeneis). Stoffwechsel: CO2 ist eine für die meisten Lebewesen essentielle Verbindung („Fixierung“ durch Pflanzen in der Photosynthese; s. Abb.). Beim Menschen ist CO2 das Endprodukt vieler Abbauwege (z.B. im Citratzyklus; bei Decarboxylierung von Ketosäuren), das zum überwiegenden Teil durch die Lungen abgeatmet wird. Gelangt aus den Zellen über die interstitielle Körperflüssigkeit in die Blutkapillaren, wo ein kleiner Teil (10%) zu Kohlensäure hydratisiert wird, die in Bicarbonat u. Protonen dissoziiert (HCO3– u. H+; Letztere werden von Puffern des Plasmas abgefangen). Der Rest wird nach Diffusion in die roten Blutkörperchen z.T. an Aminogruppen des Hämoglobins (Carbaminobindung) gebunden, zum größten Teil aber durch Carbonat-dehydratase in Kohlensäure hydratisiert, die – wie oben beschrieben – zu Bicarbonat wird, das im Austausch gegen Chloridionen des Plasmas (Chloridverschiebung) in das Plasma gelangt (ca. 75–80% des CO2-Transportes). In der Lunge, wo über die atemanregende Wirkung des CO2 auf das Atemzentrum durch einen Reglerkreis der CO2-Partialdruck selbst auf ca. 40 mmHg eingestellt ist, wird – bis zum Ausgleich der Partialdrücke – CO2 vom Blut an die Atemluft abgegeben. Dies erfolgt durch Freisetzung des in roten Blutkörperchen (u. z.T. in Plasmaeiweißkörpern) gebundenen CO2, v.a. aber durch – Carboanhydrase-beschleunigte – CO2-Bildung (in Umkehr der CO2-Einschleusung) aus dem im Blut vorhandenen Bicarbonat u. aus Protonen, die bei der Bildung sauerstoffbeladenen Hämoglobins (Oxyhämoglobin) freigesetzt werden. Giftigkeit: In unnatürlicher Konzentration ist K. giftig; Vergiftungen treten akut, z.B. in Gärkellern, Silos, Schiffsräumen auf oder chronisch bei Bronchialasthma, Emphysem, pulmonaler Globalinsuffizienz. Sie äußern sich in Kopfschmerzen, Herzklopfen, Blutdruckanstieg, Erregung; ab 6 Vol.-% in Atemnot, Tachykardie, Taumeln, Krämpfen, Bewusstlosigkeit („Kohlensäurenarkose“), Atemstillstand (bei 12% sofortiger Tod). Anw.: K. wurde früher wegen seiner atemanregenden Wirkung als Zusatz zu Narkosegas (Carbogen), ferner als Kältemittel u. in Bädern eingesetzt. S.a. Kohlensäure..., Carbonat...