deossigenazione

Il deossigenazione è la dissociazione delle molecole di ossigeno dalle molecole di emoglobina nel sangue umano. L'apporto di ossigeno al corpo si basa su un ciclo di ossigenazione e deossigenazione. Questo ciclo è disturbato da fenomeni come l'avvelenamento da fumo.

Cos'è la deossigenazione?

Nella deossigenazione chimica, gli atomi di ossigeno vengono rilasciati da un legame atomico. La medicina si riferisce al termine alla rottura dei legami dell'ossigeno sull'emoglobina. L'emoglobina è il pigmento rosso sangue che contiene atomi di ferro bivalenti. Nella respirazione umana, l'emoglobina funge da mezzo di trasporto grazie a questo legame di ferro con un'affinità per l'ossigeno.

Tutti gli organi e i tessuti del corpo hanno bisogno di ossigeno. Il sangue trasporta gli atomi di ossigeno ai rami più sottili del flusso sanguigno e quindi fornisce tutti i tessuti.

L'ossigeno ha solo una solubilità limitata. Pertanto, non è presente solo nel plasma sanguigno in forma libera, ma anche in forma legata all'emoglobina. Questo legame è anche chiamato ossigenazione ed è l'opposto della deossigenazione.

L'affinità di legame dell'emoglobina per l'ossigeno cambia nei diversi ambienti del corpo. Quando l'affinità diminuisce, avviene la deossigenazione. Gli atomi di ossigeno vengono rilasciati ai singoli tessuti e organi del corpo. L'emoglobina legante è anche chiamata deossiemoglobina. Allo stesso modo, l'emoglobina legata all'ossigeno è chiamata ossiemoglobina.

Funzione e compito

Ossigenazione e deossigenazione lavorano insieme nell'organismo umano per fornire ai tessuti ossigeno vitale. L'ossigeno disciolto fisicamente gioca un ruolo, ad esempio, nello scambio tra il plasma sanguigno e gli alveoli dei polmoni. Lo scambio di ossigeno avviene tra il plasma e l'interstizio per diffusione. Anche l'ossigeno disciolto fisicamente gioca un ruolo in questo processo.

Al fine di mantenere l'apporto di ossigeno a tutte le cellule, tuttavia, a causa della limitata solubilità, anche il legame all'emoglobina è un processo vitale. Quando l'emoglobina viene ossigenata, la sua conformazione cambia. Con questo cambiamento di posizione, l'atomo di ferro centrale viene riorganizzato spazialmente nel pigmento rosso sangue e l'emoglobina assume uno stato funzionale dinamico.

Senza legame con l'ossigeno, l'emoglobina è in realtà deossiemoglobina e quindi ha una forma a T. Con l'ossigenazione, la forma dell'emoglobina cambia in una forma R rilassata. Stiamo quindi parlando di ossiemoglobina. L'affinità dell'emoglobina per l'ossigeno cambia con la rispettiva forma e disposizione spaziale delle molecole. Nella sua forma rilassata, il pigmento rosso sangue ha una maggiore affinità per l'ossigeno rispetto alla sua forma tesa.

Il valore del pH ha anche un'influenza sull'affinità. Maggiore è il valore del pH nel rispettivo ambiente corporeo, maggiore è l'affinità di legame dell'ossigeno dell'emoglobina. Inoltre, le temperature influenzano le proprietà di adesione. Ad esempio, l'affinità di legame per l'ossigeno aumenta al diminuire della temperatura.

Inoltre, l'affinità di legame dell'ossigeno dipende dal contenuto di anidride carbonica. Questa dipendenza dalla concentrazione di anidride carbonica è indicata insieme alla dipendenza dal pH come effetto Bohr. L'affinità di legame dell'emoglobina per l'ossigeno diminuisce con l'aumento dei livelli di anidride carbonica e un basso valore di pH. Con un basso livello di anidride carbonica e un alto valore di pH, l'affinità aumenta. Per questo motivo l'emoglobina si ossigena nei capillari alveolari dei polmoni durante la respirazione, perché il contenuto di anidride carbonica diminuisce e il pH del sangue aumenta.

Nel sistema sanguigno del resto del corpo, tuttavia, ci sono concentrazioni di CO2 relativamente elevate a bassi valori di pH. L'affinità di legame del pigmento rosso sangue diminuisce. L'ossigeno si dissocia dalle molecole di emoglobina e ha luogo la deossigenazione.

Senza la deossigenazione, il sangue non sarebbe quindi un mezzo di trasporto efficace per l'ossigeno. Se le molecole di ossigeno rimanessero permanentemente legate al ferro nell'emoglobina, né i tessuti del corpo né gli organi trarrebbero beneficio dal trasporto.

Malattie e disturbi

In caso di avvelenamento da monossido di carbonio, la funzione di legare l'ossigeno dell'emoglobina è compromessa. Se, ad esempio, un paziente ha inalato troppo gas di fumo in uno scenario di incendio, il monossido di carbonio si deposita sulle molecole di ferro dell'emoglobina invece dell'ossigeno. Di conseguenza, c'è meno ossiemoglobina nel plasma. Non c'è quasi nessuna ossigenazione nel corpo, perché l'affinità dell'ossigeno del pigmento rosso sangue diminuisce con la concentrazione di CO. La deossigenazione dell'emoglobina è favorita con l'affinità decrescente. Si verifica ipossia. Il corpo non viene quindi più adeguatamente rifornito di ossigeno.

In caso di avvelenamento grave si parla di anossia. Uno di questi fenomeni è la completa mancanza di ossigeno nei tessuti del corpo. Mentre l'anossia è quasi sempre correlata all'inalazione di fumo, la causa dell'ipossia può essere anche anemia o embolia. Ad esempio, i pazienti con anemia falciforme soffrono di anemia cronica. La tua emoglobina anormale tende a raggrupparsi, ostruendo i vasi sanguigni e non ossigenandosi più correttamente. Pertanto, l'anemia falciforme può anche causare ipossia. Lo stesso vale per la cosiddetta talassemia alfa, in cui la sintesi delle catene alfa nella componente proteica dell'emoglobina è disturbata.

Nel contesto dell'ipossia c'è sempre un metabolismo cellulare disturbato nel corpo. Le cellule del corpo sono sempre danneggiate dall'insufficiente apporto di ossigeno. La gravità delle conseguenze di un'offerta inadeguata dipende, ad esempio, dalla rapidità con cui è possibile porvi rimedio. La somministrazione di ossigeno è un passo importante nel trattamento della maggior parte delle carenze. Le trasfusioni di sangue sono generalmente essenziali in caso di malattie della formazione del sangue o disturbi dell'emoglobina.