Kohlendioxid im Blut ist ein Nebenprodukt des Stoffwechsels, bei dem Sauerstoff aus der Luft eingeatmet und vom Blut an das Körpergewebe abgegeben wird, um Nährstoffe wie Zucker und Fette zur Energiegewinnung abzubauen. Dieser Prozess, der als zelluläre oder aerobe Atmung bekannt ist, erklärt, wie Energie in Form von Kalorien aus der Nahrung in Adenosintriphosphat (ATP) umgewandelt wird, das diese Energie transportiert und den Zellen zur Verfügung stellt, die dann Kohlendioxid freisetzen als Abfallprodukt in den Blutkreislauf zurück. Überhöhte oder unzureichende Kohlendioxidwerte im Blut, die als Hyperkapnie bzw. Hypokapnie bekannt sind, können auf Probleme mit der Lungen- oder Nierenfunktion oder auf Elektrolytstörungen hinweisen.
In den Venen, den Blutgefäßen, die sauerstoffarmes und kohlendioxidreiches Blut zu Herz und Lunge zurückführen, wird Kohlendioxid (CO₂) hauptsächlich als Bicarbonat (HCO₃) gespeichert. Bicarbonat ist eine alkalische Substanz, die dem Körper hilft, seinen pH-Wert oder das Gleichgewicht zwischen Säure und Alkali aufrechtzuerhalten. Ein Kohlendioxid-Bluttest kann die Menge an Bicarbonat im Blutkreislauf bestimmen. Der normale Kohlendioxidspiegel im Blut liegt zwischen 20 und 29 mEq/L (Milliäquivalent pro Liter); zu hohe oder zu niedrige Werte können auf eine Flüssigkeitsretention und damit ein Elektrolytungleichgewicht, eine aufrechterhaltene Nierenfunktion oder eine Störung der normalen Lungenfunktion hinweisen.
Hyperkapnie oder zu viel Kohlendioxid im Blut kann vorübergehend durch Erbrechen, einen zu niedrigen Flüssigkeitsspiegel im Körper oder chronisch durch Nierenerkrankungen wie das Cushing-Syndrom verursacht werden. Cushing, eine Hormonstörung, kann zu übermäßigem Wasserlassen und in der Folge zu niedrigen Kalium- und CO₂-Werten führen. Ebenso ist Hypokapnie ein Zustand von unzureichendem Kohlendioxid im Blut einer Person. Es kann auch durch Erkrankungen der Nieren wie Morbus Addison verursacht werden. Elektrolytstörungen, die durch Durchfall oder eine Erkrankung wie Azidose, eine Ansammlung von Säure im Blut und anderen Körperflüssigkeiten verursacht werden, können ebenfalls zu Hypokapnie führen.
Vorübergehende oder chronische Erkrankungen der Lunge können auch zu Veränderungen des Kohlendioxidspiegels im Blut führen. Hyper- oder Hypoventilation kann die Freisetzungsrate von Kohlendioxid aus der Lunge verändern und dadurch Hypokapnie oder Hyperkapnie im Blutkreislauf induzieren. Auch Aktivitäten wie Gerätetauchen, bei denen die Teilnehmer zuvor ausgeatmete Luft einatmen, können den CO₂-Gehalt verändern. Lungenerkrankungen, die zu Atemstörungen führen, können auch die normalen Kohlendioxidmengen im Blut beeinträchtigen.