이산화탄소가 필요한 10가지 이유

[국제과학명상센터]

 
 
CO2가 필요한 10가지 이유

 
CO2는 신체에서 많은 중요한 기능을 가지고 있습니다.
이는 세포에 산소를 전달하고 혈액 pH를 유지하는 데 필수적입니다.
오늘날 대부분의 사람들은 활동하지 않는 동안 과호흡으로 인해 체내 CO2 수준이 매우 낮아 
혈액에서 CO2가 불필요하고 과도하게 제거 됩니다 .
이러한 CO2 부족은 필수적인 신체 과정에 심각한 영향을 미치고 장기적으로 만성 질환을 유발합니다.
신체 내 적절한 수준의 CO2를 유지해야 하는 10가지 이유는 다음과 같습니다.
 
 

1. 산소분배

CO2는 산소와 헤모글로빈 사이의 결합 강도를 결정합니다.
CO2 함량이 낮으면 헤모글로빈과 산소 사이의 결합이 강화되어 산소가 혈액을 떠나 이를 필요로 하는 신체 세포로 이동하는 것이 더 어려워집니다.
이 원리는 보어 효과로 알려져 있으며 1904년 덴마크 과학자 크리스티안 보어에 의해 처음 발견되었습니다.
이 원리는 휴식 상태에 있을 때 호흡을 더 많이 하여 더 많은 산소를 얻으려고 노력할 수 있지만 ,
CO2 함량이 낮아 혈액의 산소 방출이 감소한다는 의미입니다.
 

2. 보상 메커니즘

신체는 혈압과 심장 박동을 높여 낮은 CO2로 인한 사용 가능한 산소 부족을 보상할 수 있습니다. 혈압이 높을수록 혈액에서 더 많은 산소를 내보내는 데 도움이 되고, 심장 박동이 높을수록 혈액을 더 빠르게 펌프질하여 더 많은 산소를 전달하는 데 도움이 됩니다. 분명히 이 두 가지 보상 메커니즘은 장기적으로 다른 문제를 야기합니다.
 

3. 균형 잡힌 혈액 pH

혈액의 CO2 함량이 떨어지면 즉시 혈액 pH가 더욱 알칼리성으로 변합니다. 혈액 pH의 이러한 변화는 1000개 이상의 모든 효소와 비타민의 활동에 부정적인 영향을 미칩니다. 혈액 pH가 8 이상에 도달하면 유기체가 죽습니다. 혈액의 중탄산염 완충 시스템을 사용하여 혈액 pH의 균형을 유지하려면 CO2가 필요합니다
 

4. 통로의 수축

CO2가 낮으면 기도와 혈관이 수축되고 좁아집니다. CO2 함량이 높을수록 이러한 통로가 이완되고 직경이 증가하여 공기와 혈액의 흐름이 개선됩니다. CO2는 기도(기관지)와 혈관의 평활근을 이완시키는 역할을 합니다.
 

5. 대사 과정

CO2 부족은 CO2에 의존하는 중요한 대사 과정에 부정적인 영향을 미칩니다. 예를 들어, 포도당신생합성과 지방생성의 대사 경로에서 피루브산과 아세틸의 카르복실화에는 CO2가 필요합니다. 또한 필수 아미노산인 글루카민(및 비필수 아스파라긴)의 합성에는 CO2 분자가 필요합니다. 다른 많은 생합성 반응에는 CO2 분자가 필요하며 CO2 수준이 낮으면 이러한 반응이 일어나기가 더 어려워집니다.
 

6. 신경계의 흥분성

낮은 CO2 수준은 신경계 흥분성을 증가시킵니다. 그러면 작은 자극이 쉽게 큰 반응을 일으켜 신경계가 높은 스트레스, 낮은 이완 및 낮은 집중력(ADHD)을 특징으로 하는 영구적인 흥분 상태에 들어갈 수 있습니다.
 

7. 뇌세포 사이의 무질서한 시냅스

CO2가 부족하면 모든 뇌 기능과 지능에 부정적인 영향을 미칩니다. 뉴런이 뇌세포와 질서있고 효율적으로 시냅스하려면 이상적인 수준의 CO2가 필요합니다. 낮은 CO2 수준은 뇌 세포 간의 통신을 더욱 불규칙하고 불안정하며 예측 불가능하게 만들어 IQ를 낮추고 감정 균형에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
 

8. 호흡중추의 흥분성

낮은 CO2 수준은 호흡 중추의 흥분성을 증가시킵니다. 이는 신체 활동이 조금만 증가해도 호흡이 매우 빠르고 강력하게 반응하여 금방 지치고 숨이 차게 된다는 것을 의미합니다. CO2 수준이 높으면 호흡 센터는 운동 중에도 호흡이 더 정상적으로 유지되도록 허용하므로 숨이 차는 느낌 없이 훨씬 더 많은 운동을 더 강렬하게 할 수 있습니다.
 

9. 포도당 섭취

CO2 함량이 낮으면 혈액에서 포도당 흡수가 감소하고 혈당 수치가 높아집니다. 포도당이 세포막을 통과하여 세포로 전달되는 속도와 효율성은 이산화탄소 수준에 따라 조절됩니다. CO2 수준이 최적이면 설탕이 더 빨리 연소되고 혈당 수준이 더 안정적입니다.
 

10. 면역체계

CO2 수준이 낮으면 항체-항원 친화력이 낮아져 면역체계가 약화됩니다. 이는 항체가 바이러스와 박테리아에 부착되어 비활성화되는 것이 더 어려워진다는 것을 의미합니다.
 
"이산화탄소는 몸 전체의 주요 호르몬입니다.
모든 조직에서 생성되고 아마도 모든 기관에 작용하는 유일한 호르몬입니다."
얀델 헨더슨 박사 - 의학백과사전(1940)
 
출처 부테이코 박사 요점 정리
 

 
 
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PaCO2와 PaO2의 변화에 따른 뇌혈류의 변화
 
이산화탄소는 뇌혈관저항과 뇌혈류에 강력한 영향을 미치는 요소이다.
동맥혈 과탄산혈증이 발생하면 뇌혈관이 확장되며, 뇌혈관저항을 감소시키고,
따라서 뇌혈류가 증가한다.
반대로 동맥혈 저탄산혈증에서는 뇌혈관이 수축하며,
뇌혈관저항이 증가하고 뇌혈류가 감소한다
 
동맥혈 이산화탄소분압(PaCO2)의 변화에 따른 뇌혈류의 변화는 뇌혈액량의 비선형적인 변화와 연관되어 있다.
뇌혈관의 직경은 피질이나 조직을 관통하는 작은 동맥이나 소동맥 수준에서 동적으로 변화하지만
큰 동맥도 뇌혈관저항을 조절하는데 관여를 하고 있다.
 
산화대사에서 가장 중요한 부산물이 이산화탄소이므로,
뇌혈관의 이산화탄소반응도가 혈류-대사 연관관계의 가장 중요한 기전이라고 전통적으로 인식되어 왔다.
뇌혈관의 이산화탄소반응도는 PaCO2의 단위변화에 따른 뇌혈류의 변화로 정의된다.
 
혈압이 정상인 사람에서는 PaCO2가 20-75 mmHg 사이에서 뇌혈류가 거의 이산화탄소분압에 비례한다.
이러한 비례부분에서는 PaCO2 1 mmHg 변화에 뇌혈류가 약 3-5% 변화한다.
 

PaCO2의 변화와 동맥혈압의 변화에 따른 이산화탄소반응도의 변화
 
극도의 과환기는 뇌혈류를 감소시켜 뇌허혈을 일으킬 정도까지 혈류가 감소할 수 있다.
연구에서 PaCO2를 25 mmHg 이하로 감소시키면 뇌정맥혈 산소포화도가 감소하고 뇌산소추출율이 증가하며,
뇌조직과 뇌척수액에 유산이 증가하는 것을 알 수 있었다.
 
 
이러한 연구결과로 보아 이산화탄소는 혈관평활근 주위의 세포외 혹은 세포내 산도를 변화시킴으로써
뇌혈관저항을 변화시키는 것으로 보인다.
이산화탄소 분자와 중탄산염 이온은 자체로는 혈관에 대한 영향력이 없는 것으로 보인다.
 
이산화탄소는 확산성 분자로서 쉽게 혈뇌장벽을 통과하여 혈관평활근세포로 침투한다.
간질액과 뇌척수액의 수소이온농도가 증가하면 혈관확장을 일으키지만
동맥혈 수소이온농도가 증가할 경우에는 뇌혈관저항이 거의 변화하지 않는다.
 
 
출처 <정익수 성균관의대 교수/마취과학. 2판 2009. 대한마취과학회 편저>요약정리

[쎄라노]

이번에 체험한 수미산숨 이 이러한 신체변화에 적극적인 재활을 돕는 물질이군요.
스승님께 감사드립니다 ()()()