L’ossigeno entra nel corpo attraverso le vie aeree, passando lungo l’albero bronchiale e nel sacco alveolare. Attraversa quindi la membrana alveolare e l’endotelio capillare per entrare nel flusso sanguigno. Una volta nel sangue, l’ossigeno deve essere trasportato ai vari tessuti del corpo. Tuttavia, l’ossigeno è scarsamente solubile nel sangue. Di conseguenza, ha bisogno di un sistema di consegna che assicuri abbastanza ossigeno è consegnato ai tessuti, ma inoltre permette che l’ossigeno sia liberato dove è richiesto.,

In questo articolo, esamineremo quel sistema di trasporto, i suoi componenti, i fattori che possono alterarlo e considereremo alcuni esempi di quando va storto.

Trasporto di ossigeno

Ogni tessuto attivo nel corpo ha un requisito assoluto di ossigeno. Per la stragrande maggioranza di questi tessuti, l’ossigeno viene consegnato dal sangue ai tessuti, anche se ci sono alcune eccezioni notevoli (ad esempio, la cornea ottiene il suo ossigeno direttamente dall’atmosfera).

Una volta che l’ossigeno è entrato nel sangue dai polmoni, viene assorbito dall’emoglobina (Hb) nei globuli rossi., L ‘ emoglobina è una proteina costituita da quattro gruppi eme, che contengono ioni ferro. Questi ioni di ferro (Fe2+) associati alle molecole di emoglobina reagiscono chimicamente con l’ossigeno per formare ossiemoglobina.

Ogni molecola di emoglobina può contenere quattro molecole di ossigeno. È l’emoglobina che trasporta l’ossigeno mentre viene trasportato intorno al corpo nel sangue. L’ossigeno è scarsamente solubile nel sangue, e quindi solo una piccola quantità di ossigeno (1.,5% nel sangue arterioso) è disciolto nel plasma-la stragrande maggioranza è legata all’emoglobina e dipende da questa per raggiungere i tessuti in volumi adeguati.

Pertanto, nella stragrande maggioranza dei casi, è la concentrazione di emoglobina il fattore limitante per la somministrazione di ossigeno ai tessuti.

Legame dell ‘ossigeno con l’ Emoglobina

L ‘ emoglobina è un tetramero, costituito da quattro sottounità proteiche. Di conseguenza cambia forma in base a quante molecole di ossigeno sono legate ad esso., Il cambiamento di forma provoca anche un cambiamento di affinità per l’ossigeno; più ossigeno è legato, maggiore è l’affinità della molecola per l’ossigeno diventa. Questo è noto come associazione cooperativa.

Quando l’ossigeno non è legato, si dice che l’emoglobina sia nello stato di Tensione (stato T), con una bassa affinità per l’ossigeno. Nel punto in cui l’ossigeno si lega per la prima volta, l’emoglobina altera la sua forma nello stato rilassato (stato R), che ha una maggiore affinità per l’ossigeno. Possiamo tracciare questo cambiamento su un grafico di saturazione di ossigeno su pressione parziale di ossigeno.,

Erogazione di ossigeno ai tessuti

Come mostrato nel diagramma sopra, la percentuale di ossigeno legata all ‘emoglobina è correlata alla pressione parziale dell’ ossigeno (pO2) in un dato sito. Spiega come quando l’ossiemoglobina raggiunge un tessuto che sta consumando ossigeno (ad esempio muscolo scheletrico), l’ossigeno si dissocierà a causa del pO2 locale inferiore. Questo sistema consente all’ossigeno di essere consegnato alle aree che ne hanno più bisogno.

Il legame cooperativo è vantaggioso perché funziona agli estremi: quando c’è ossigeno basso localmente, non vogliamo che l’emoglobina mantenga il suo ossigeno strettamente legato., Allo stesso modo, quando c’è ossigeno elevato (ad esempio nella circolazione polmonare), vogliamo che l’emoglobina assuma quanto più ossigeno possibile.

Fattori che influenzano l’affinità dell’ossigeno

Come menzionato sopra, l’emoglobina ha una certa affinità per l’ossigeno – chimicamente, l’emoglobina vuole legarsi con l’ossigeno. Come abbiamo già esplorato, la quantità di affinità che l’emoglobina ha per l’ossigeno può cambiare. Vari altri fattori possono avere un impatto significativo sull’affinità dell’ossigeno:

• pH – La concentrazione di ioni idrogeno può alterare l’affinità dell’emoglobina con l’ossigeno., Questo perché l’emoglobina nello stato T ha una maggiore affinità per gli ioni idrogeno rispetto all’ossigeno. Quando il pH scende (quindi sale), l’Hb entra nello stato T e la sua affinità per l’ossigeno diminuisce. Pertanto, è necessario più ossigeno per ottenere la massima saturazione percentuale. Questo è noto come effetto Bohr. Permette all’ossigeno di dissociarsi nei tessuti con un pH inferiore: un buon indicatore del tasso di respirazione cellulare. Più basso è il pH, più la curva di dissociazione si sposta a destra.,
• Il 2,3-difosfoglicerato (2,3 – DPG)-2,3-DPG, a volte indicato come 2,3-BPG, è una sostanza chimica presente nei globuli rossi. È un prodotto dalla via metabolica del glucosio. 2,3-DPG diminuisce l ‘affinità dell’ emoglobina per l ‘ ossigeno. I livelli di 2,3-DPG aumenteranno mentre alle altitudini elevate per regolare all’ossigeno atmosferico relativamente basso; l’affinità riduce in modo da più ossigeno è liberato ai tessuti. Più alto è, più la curva di dissociazione si sposta a destra.
• Temperatura-La temperatura agisce sull’affinità dell’emoglobina per l’ossigeno influenzando l’energia cinetica di Hb e ossigeno., Temperature più elevate significano che l’ossigeno ha più energia cinetica, rendendo più probabile la dissociazione. Più ossigeno è liberato da Hb ai tessuti respiranti poichè tendono a generare più calore. Più alta è la temperatura, più la curva di dissociazione si sposta a destra.

Rilevanza clinica – Avvelenamento da monossido di carbonio

Il monossido di carbonio (CO) è un gas incolore e inodore che può essere rilasciato da caldaie o motori a combustione difettosi. L’avvelenamento da monossido di carbonio si verifica quando CO reagisce con l’emoglobina nel sito di legame dell’ossigeno., L’emoglobina ha un’affinità per il CO che è 210 volte maggiore della sua affinità per l’ossigeno. Ciò significa che una volta che il monossido di carbonio si lega all’emoglobina, è irreversibile.

I sintomi dell’avvelenamento da CO sono mal di testa, nausea e stanchezza, ma è interessante notare che la frequenza respiratoria viene solitamente risparmiata poiché la pressione parziale dell’ossigeno disciolto nel sangue viene mantenuta a livelli normali. L ‘ emoglobina legata con CO ha un colore rosso ciliegia che può essere visibile nei letti delle unghie e nelle mucose dei pazienti con avvelenamento da Co. Il trattamento è con ossigeno al 100% e rinvio per il trattamento dell’ossigeno iperbarico., L’avvelenamento da CO è fatale quando il 70-80% dell’emoglobina è legato al monossido di carbonio.