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Trasporto CO2
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Di cosa parla
- Il trasporto di CO2 nel sangue avviene attraverso tre principali meccanismi:
- CO2 fisicamente disciolta: Costituisce il 5-7% del trasporto totale. Circa 0.06 ml di CO2 per 100 ml di sangue per ogni mmHg di PCO2. Il sangue arterioso (PCO2 40mmHg) trasporta circa 2.4 ml/100 ml, mentre il sangue venoso (PCO2 46mmHg) trasporta 2.7 ml/100 ml.
- CO2 legata alle proteine: Rappresenta circa il 20% del trasporto. La CO2 si lega ai gruppi amminici delle proteine plasmatiche e dell'emoglobina, formando composti carbaminici (es. carbaminoemoglobina Hb-CO2).
- Ione bicarbonato (HCO3-): Costituisce la maggior parte (circa il 70%) del trasporto di CO2. Questa reazione avviene principalmente all'interno dei globuli rossi: CO2 si combina con H2O per formare acido carbonico (H2CO3), grazie all'enzima anidrasi carbonica. H2CO3 si dissocia rapidamente in H+ e HCO3-.
- Trasporto di CO2 a livello tissutale:
- A livello dei tessuti, la PCO2 è più alta (≥46 mmHg) rispetto al sangue arterioso (40 mmHg), quindi la CO2 diffonde dalle cellule al plasma e poi nei globuli rossi.
- All'interno dei globuli rossi, la CO2 è convertita in HCO3- o legata all'emoglobina (Hb-CO2). Gli ioni H+ prodotti dalla dissociazione dell'H2CO3 vengono tamponati dall'emoglobina (Hb-H).
- Gli ioni HCO3- diffondono fuori dai globuli rossi nel plasma, e per mantenere l'equilibrio elettrico, gli ioni Cl- entrano nei globuli rossi (spostamento del cloruro o "chloride shift").
- Trasporto di CO2 a livello polmonare:
- Negli alveoli polmonari, la PCO2 è molto bassa (0.25 mmHg), mentre nel sangue venoso che arriva ai polmoni è più alta (46 mmHg). Questo gradiente favorisce la diffusione di CO2 dal sangue agli alveoli.
- Nel globulo rosso, i processi a livello tissutale si invertono: l'emoglobina ossigenata rilascia H+, che si combina con HCO3- (proveniente dal plasma tramite il chloride shift inverso) per riformare H2CO3, che poi si scinde in H2O e CO2.
- La CO2 disciolta e quella rilasciata dall'Hb-CO2 e dall'HCO3- diffondono nel plasma e poi negli alveoli per essere espirata.
- Effetto Haldane:
- Il legame dell'ossigeno (O2) all'emoglobina (Hb) favorisce il rilascio e l'eliminazione della CO2. Questo fenomeno è dovuto al fatto che l'emoglobina ossigenata diventa più acida.
- Una maggiore acidità dell'emoglobina porta a due effetti:
- Diminuisce la sua affinità per la CO2, quindi meno CO2 si lega come carbaminoemoglobina.
- Rilascia più ioni H+, che si combinano con gli ioni HCO3- per riformare CO2, che può essere quindi espulsa.
- Graficamente, l'effetto Haldane si manifesta come uno spostamento verso il basso della curva di dissociazione della CO2 per il sangue arterioso (più ossigenato) rispetto al sangue venoso (meno ossigenato), indicando una minore capacità del sangue ossigenato di trasportare CO2 per una data PCO2.