O dióxido de carbono no sangue é um subproduto do metabolismo, no qual o oxigênio inalado do ar e entregue pelo sangue aos tecidos do corpo é usado para quebrar nutrientes como açúcares e gorduras para obter energia. Esse processo, conhecido como respiração celular ou aeróbia, explica como a energia na forma de calorias dos alimentos é convertida em trifosfato de adenosina (ATP), que transporta essa energia e a disponibiliza para uso pelas células, que então liberam dióxido de carbono de volta à corrente sanguínea como um produto residual. Níveis excessivos ou inadequados de dióxido de carbono no sangue, conhecidos respectivamente como hipercapnia e hipocapnia, podem ser indicativos de problemas com a função pulmonar ou renal ou de desequilíbrios eletrolíticos.
Encontrado nas veias, os vasos sanguíneos que devolvem sangue desoxigenado e rico em dióxido de carbono para o coração e os pulmões, o dióxido de carbono (CO₂) é armazenado principalmente como bicarbonato (HCO₃). O bicarbonato é uma substância alcalina que ajuda o corpo a manter os níveis de pH, ou o equilíbrio entre ácido e alcalino. Um exame de sangue com dióxido de carbono pode determinar a quantidade de bicarbonato na corrente sanguínea. Os níveis normais de dióxido de carbono no sangue caem entre 20 e 29 mEq / L (miliequivalente por litro); níveis muito altos ou muito baixos podem ser indicativos de retenção de líquidos e, portanto, de desequilíbrio eletrolítico, de uma função mantida pelos rins ou de uma interrupção da função pulmonar normal.
A hipercapnia, ou dióxido de carbono excessivo no sangue, pode ser causada temporariamente por vômitos, quando os níveis de fluidos do corpo estão muito baixos, ou cronicamente por doenças renais como a síndrome de Cushing. Cushing, que é um distúrbio hormonal, pode causar micção excessiva e, consequentemente, níveis baixos de potássio e CO₂. Da mesma forma, a hipocapnia é um estado de dióxido de carbono inadequado no sangue de uma pessoa. Também pode ser causado por doenças renais, como a doença de Addison. Os desequilíbrios eletrolíticos causados por diarreia ou uma condição como acidose, um aumento de ácido no sangue e outros fluidos corporais, também podem levar à hipocapnia.
Condições temporárias ou crônicas dos pulmões também podem levar a alterações nos níveis de dióxido de carbono no sangue. A hiper ou hipoventilação pode alterar a taxa na qual o dióxido de carbono é liberado dos pulmões e, assim, induzir hipocapnia ou hipercapnia na corrente sanguínea. Atividades como mergulho, em que os participantes inalam o ar previamente exalado, também podem alterar os níveis de CO₂. As doenças pulmonares que resultam em distúrbios respiratórios também podem interromper as quantidades normais de dióxido de carbono no sangue.