高濃度の二酸化炭素が毒性を示すメカニスム

質問

例えば一酸化炭素ならば、血液中の酸素を奪って人体に酸素欠乏を起し、有害性に繋がるのだと理解できますが、二酸化炭素も７％以上になるとCO2ナルコーシスと呼ばれる一種の麻酔状態に陥るなどの毒性が指摘されています。
しかし、窒素やアルゴンでは高濃度でも毒性はありません。

高濃度のCO2の場合、体内ではどのような化学変化が起きて毒性に発展するのでしょうか？

回答No.1

USB99 · ベストアンサー

１．二酸化炭素分圧が増加すると酸素分圧が減少→酸素の欠乏
２．二酸化炭素６％だと約４０mmHgと動脈中の二酸化炭素濃度と同程度になる。二酸化炭素の肺胞での移動は単純に濃度勾配に従う。したがって、６％を超すと息をすればするほど二酸化炭素を排出するどころか取り込んでしまうのでCO2ナルコーシスになる。
というのが二酸化炭素中毒の主な機序。
窒素でどうしてならないかというと、溶解度が二酸化炭素と全く違う。酸素や窒素の溶解度は0.229、0.113と低いので高圧下でないと血液にとりこめない（だから、ヘモグロビンが必要）。しかし、CO2は6.10と桁違いに大きいのですぐ吸収されてしまう。しかも、緩衝系があっても[H+]＝24X[PCO2]／[HCO3]と血中のpHはもろにPCO2と関係するので体への影響は大きい。

お礼

ご回答ありがとうございます。

なるほど、溶解度が関係しているということでしたか。納得です。
その後は、解けた血中の炭酸イオンや濃度の高い水素イオンが神経組織と結びついたり、酸素の供給を阻害したりして体内に悪影響を与えるといった感じなのでしょうか。