Emoglobina e Trasporto dei gas

Il trasporto di ossigeno

L'ossigeno nel sangue è trasportato principalmente dall'emoglobina, contenuta in grande quantità nei globuli rossi.

L'emoglobina è una proteina a struttura globulare, formata da quattro subunità a due a due uguali, ognuna costituita da una catena polipeptidica (α o ß) e da un gruppo eme, cioè una molecola non proteica contenente ferro, a cui si può legare una molecola di O2. Ogni subunità emoglobinica è molto simile alla mioglobina, proteina di trasporto di O2 presente nel muscolo; contenendo però quattro gruppi eme (anziché uno solo come la mioglobina), ogni molecola di emoglobina può legare quattro molecole di O2.

L'emoglobina, deve la sua funzionalità all'esistenza di un meccanismo di regolazione in base al quale questa sostanza manifesta maggior affinità per O2 quando questo è più abbondante, cioè quando la pressione parziale di O2 (pO2) è più elevata, mentre l'affinità è minore quando la pO2 è più bassa; il grafico a lato mostra la percentuale di saturazione dell'emoglobina (sO2) in funzione della pO2. Questo comportamento fa sì che l'O2 venga rilasciato nei capillari periferici, dove la pO2 è bassa (<40 mmHg) e venga legato alla proteina nei capillari alveolari, dove la pO2, è particolarmente elevata (circa 100 mmHg).

L'affinità dell'emoglobina per ossigeno varia anche in funzione del pH: una diminuzione del pH la fa diminuire. Nei tessuti, dove è presente un'elevata quantità di CO2, il pH si abbassa el'emoglobina rilascia O2: negli alveoli polmonari, dove la pCO2 è bassa, il pH è più elevato e l'emoglobina tende a legare una maggior quantità di O2.

Il gruppo eme dell'emoglobina, oltre all'ossigeno, può legare anche altre sostanze che, avendo affinità maggiore dell'O, per i siti destinati al trasporto di questo gas, agiscono come veleni. Tali composti sono il monossido di carbonio CO, che porta alla formazione di carbossiemoglobina e il cianuro (CN-).

Il trasporto di anidride carbonica

Il trasporto dell'anidride carbonica viene effettuato dal sangue con tre meccanismi diversi:
1. una piccola quantità di CO2, (il 7 - 10%) viene trasportata in forma disciolta nel plasma;
2. il 20% entra nei globuli rossi e si lega all'emoglobina in siti diversi da quelli in cui si lega l'O2;
3. la maggior parte (circa il 70%) è trasportata nel plasma, sotto forma di ione bicarbonato. Poiché la pCO2, nei liquidi interstiziali è maggiore di quella del sangue presente nei capillari, questo gas passa per diffusione dai tessuti al sangue e penetra negli eritrociti, dove si combina con l'acqua e forma acido carbonico (H2CO3). L'acido carbonico si dissocia in ione idrogeno (H+) e ione bicarbonato, che diffonde nel plasma.

Sia la formazione che la dissociazione dell'acido carbonico sono catalizzate da un enzima, l'anidrasi carbonica, che è presente nei globuli rossi.