Dioxidul de carbon din sânge este un produs secundar al metabolismului, în care oxigenul inhalat din aer și livrat de sânge către țesuturile corpului este folosit pentru a descompune nutrienții precum zaharurile și grăsimile pentru energie. Acest proces, cunoscut sub numele de respirație celulară sau aerobă, explică modul în care energia sub formă de calorii din alimente este transformată în adenozin trifosfat (ATP), care transportă acea energie și o face disponibilă pentru utilizare de către celule, care apoi eliberează dioxid de carbon. înapoi în fluxul sanguin ca produs rezidual. Nivelurile excesive sau inadecvate de dioxid de carbon din sânge, cunoscute, respectiv, sub denumirea de hipercapnie și hipocapnie, pot indica probleme ale funcției pulmonare sau renale sau dezechilibre electrolitice.
Găsit în vene, vasele de sânge care returnează sângele dezoxigenat și bogat în dioxid de carbon către inimă și plămâni, dioxidul de carbon (CO₂) este stocat în mare parte sub formă de bicarbonat (HCO₃). Bicarbonatul este o substanță alcalină care ajută organismul să-și mențină nivelul pH-ului sau echilibrul dintre acid și alcalin. Un test de sânge cu dioxid de carbon poate determina cantitatea de bicarbonat din fluxul sanguin. Nivelurile normale de dioxid de carbon din sânge se încadrează între 20 și 29 mEq/L (miliechivalent pe litru); nivelurile prea mari sau prea scăzute pot indica o retenție de lichide și, prin urmare, un dezechilibru electrolitic, o funcție menținută de rinichi sau o perturbare a funcției pulmonare normale.
Hipercapnia, sau excesul de dioxid de carbon în sânge, poate fi cauzată temporar de vărsături, atunci când nivelurile de lichide din organism sunt prea scăzute, sau cronic de boli ale rinichilor precum sindromul Cushing. Cushing, care este o tulburare hormonală, poate provoca urinare excesivă și, ulterior, niveluri scăzute de potasiu și CO₂. De asemenea, hipocapnia este o stare de dioxid de carbon inadecvat în sângele unei persoane. Poate fi cauzată și de boli ale rinichilor, cum ar fi boala Addison. Dezechilibrele electrolitice cauzate de diaree sau de o afecțiune cum ar fi acidoza, acumularea de acid în sânge și alte fluide corporale pot duce, de asemenea, la hipocapnie.
Condițiile temporare sau cronice ale plămânilor pot duce, de asemenea, la modificări ale nivelului de dioxid de carbon din sânge. Hiper sau hipoventilație poate modifica viteza cu care dioxidul de carbon este eliberat din plămâni și, prin urmare, poate induce hipocapnie sau hipercapnie în fluxul sanguin. Activități precum scufundările, în care participanții inhalează aerul expirat anterior, pot modifica, de asemenea, nivelurile de CO₂. Bolile pulmonare care duc la tulburări de respirație pot, de asemenea, perturba cantitățile normale de dioxid de carbon din sânge.