Concetti Chiave
- Il diossido di carbonio viene trasportato nel sangue disciolto nel plasma, legato all'emoglobina e principalmente sotto forma di ioni bicarbonato.
- Gli ioni bicarbonato si formano rapidamente nei globuli rossi grazie all'enzima anidrasi carbonica e poi diffondono nel plasma.
- L'acido carbonico e il bicarbonato nel plasma aiutano a tamponare i cambiamenti di pH, mantenendo l'omeostasi intorno a 7,4.
- Il legame degli ioni H+ all'emoglobina stimola il rilascio di ossigeno, facilitando la fornitura di ossigeno nei tessuti periferici.
- Un aumento della concentrazione di CO2 nei tessuti porta a un incremento degli ioni bicarbonato e H+, favorendo il rilascio di ossigeno da parte dell'emoglobina.
Modalità di trasporto del diossido
Il trasporto del diossido di carbonio avviene in 3 modi diversi:
- una parte di esso è disciolto nel plasma, dal momento che questa molecola è più solubile nell’acqua rispetto all’ossigeno.
- una parte di esso lega la proteina dell’emoglobina, ma ciò non impedisce il legame con l’ossigeno (come invece fa il monossido di carbonio).
- La maggior parte della quantità di CO2 presente nel sangue (70%) è in forma di ioni bicarbonato (HCO3-), che sono prodotti da una specifica reazione.
Ruolo degli ioni bicarbonato
Gli ioni bicarbonato si formano più velocemente all’interno dei globuli rossi, dove l’anidrasi carbonica, ovvero un enzima, accelera la prima reazione. Gran parte degli ioni bicarbonato poi diffonde nel plasma. Per quanto riguarda i polmoni, gli ioni rientrano nei globuli rossi e la reazioni si ripetono, però inversamente: liberano CO2 nell’aria che sarà in seguito espirata.
Regolazione del pH e omeostasi
L’acido carbonico e il bicarbonato che sono disciolti nel plasma vengono usati dal sangue per tamponare i cambiamenti di pH e mantenere l’omeostasi. Solitamente, l’apparato respiratorio ed escretore collaborano per mantenere l’omeostasi intono a 7,4. Succede però che alcuni processi metabolici rilascino H+ nel sangue (come, per esempio, la produzione di acido lattico nei muscoli che sono sottoposti a uno sforzo fisico). Se il pH del sangue scende, gli H+ in eccesso si combinano con ioni bicarbonato, formano così acido carbonico e rialzano il pH.
Affinità dell'emoglobina per l'ossigeno
Lo ione bicarbonato si occupa anche di regolare l’affinità dell’emoglobina per l’ossigeno. Infatti, gli ioni H+, quando si legano all’emoglobina, la stimolano a rilasciare ossigeno. Questo processo è molto importante nei tessuti periferici, dove un’alta concentrazione di CO2 (prodotto dalle cellule come scarto metabolico) determina un aumento della concentrazione di ione bicarbonato, e di conseguenza di ioni H+ nel sangue. Nella circolazione sistemica, l’aumento dell’acidità nel sangue provoca un maggiore rilascio di ossigeno da parte dell’emoglobina.
Domande da interrogazione
- Quali sono i principali modi di trasporto del diossido di carbonio nel sangue?
- Come contribuiscono gli ioni bicarbonato alla regolazione del pH nel sangue?
- In che modo gli ioni bicarbonato influenzano l'affinità dell'emoglobina per l'ossigeno?
Il diossido di carbonio viene trasportato nel sangue in tre modi: disciolto nel plasma, legato all'emoglobina e, per la maggior parte (70%), sotto forma di ioni bicarbonato (HCO3-), prodotti da una reazione catalizzata dall'anidrasi carbonica.
Gli ioni bicarbonato e l'acido carbonico disciolti nel plasma tamponano i cambiamenti di pH, mantenendo l'omeostasi intorno a 7,4. In caso di aumento degli H+ nel sangue, questi si combinano con gli ioni bicarbonato per formare acido carbonico, contribuendo a rialzare il pH.
Gli ioni H+ legati all'emoglobina stimolano il rilascio di ossigeno, un processo cruciale nei tessuti periferici dove l'alta concentrazione di CO2 aumenta la produzione di ioni bicarbonato e H+, favorendo così il rilascio di ossigeno da parte dell'emoglobina.
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