ossigenazione

Il ossigenazione si riferisce al legame del pigmento rosso sangue alle molecole di ossigeno. L'opposto è anche chiamato deossigenazione e si verifica quando le concentrazioni di CO sono troppo alte o il valore del pH nel sangue è troppo basso. La progressiva deossigenazione mette in pericolo l'apporto di ossigeno degli organi in caso di intossicazione da monossido di carbonio.

Cos'è l'ossigenazione?

L'emoglobina del pigmento rosso del sangue conferisce ai globuli rossi il loro colore e svolge anche importanti funzioni nella catena respiratoria. L'emoglobina contiene anche un composto di ferro bivalente che può legarsi all'ossigeno. È quindi indicato anche come affine all'ossigeno. Il legame all'ossigeno del pigmento rosso sangue è chiamato ossigenazione nella terminologia medica.

Il sangue svolge così il compito di mezzo di trasporto durante la respirazione e porta l'ossigeno ai singoli organi e tessuti. L'ossigeno è presente nel sangue sia in forma legata che disciolta fisicamente. La forma disciolta gioca un ruolo in particolare per lo scambio di ossigeno tra gli alveoli polmonari e il plasma. Lo scambio di ossigeno tra il plasma sanguigno e l'interstizio dipende anche dall'ossigeno disciolto, poiché questo processo viene effettuato tramite diffusione.

Tuttavia, l'ossigeno ha solo una solubilità limitata. Il trasporto di ossigeno legato all'emoglobina mantiene l'approvvigionamento di ossigeno vitale delle cellule nonostante la solubilità limitata.

Funzione e compito

Durante l'ossigenazione, l'ossigeno si lega all'emoglobina. Di conseguenza, la molecola cambia la sua conformazione, cioè la disposizione spaziale. Durante questo processo, l'atomo di ferro centrale del pigmento del sangue cambia la sua posizione.In questo modo il legame raggiunge uno stato funzionale dinamico. Con l'ossigenazione, non c'è una vera ossidazione o una reazione chimicamente complessa.

L'emoglobina non legata è anche nota come deossiemoglobina e appare come una forma a T. Solo quando si lega agli atomi di ossigeno, il pigmento del sangue viene convertito nella forma R rilassata, nota anche come ossiemoglobina. L'affinità dell'emoglobina per l'ossigeno dipende, ad esempio, da fattori come la conformazione delle molecole. Nella forma R rilassata, il pigmento rosso sangue ha più affinità rispetto alla forma T tesa.

Anche il valore del pH gioca un ruolo da non sottovalutare per l'affinità di legame dell'ossigeno dell'emoglobina. All'aumentare del valore del pH, aumenta anche l'affinità di legame dell'emoglobina. La temperatura ha un'influenza altrettanto grande sull'affinità di legame del pigmento rosso sangue. L'affinità aumenta al diminuire delle temperature e, di conseguenza, si perde quando le temperature interne sono troppo elevate. Oltre a questi fattori, l'affinità di legame dell'emoglobina dipende anche dalla concentrazione di anidride carbonica.

La dipendenza dai fattori contenuto di anidride carbonica e pH del sangue è riassunta come il cosiddetto effetto Bohr. A pH elevato e bassi livelli di anidride carbonica, c'è un'elevata affinità. La concentrazione di ossiemoglobina aumenta di conseguenza in queste condizioni. Di conseguenza, l'affinità di legame diminuisce con un alto contenuto di anidride carbonica e un basso valore di pH.

Il flusso sanguigno del corpo tiene naturalmente conto di questi fattori durante il trasporto dell'ossigeno. Ad esempio, i capillari dei polmoni hanno un basso contenuto di anidride carbonica e un valore di pH relativamente alto. Di conseguenza, l'affinità di legame dell'emoglobina nei polmoni è elevata. Questo porta all'ossigenazione del pigmento rosso sangue. Al di fuori dei capillari polmonari, c'è un contenuto di CO2 relativamente alto con un valore di pH basso. L'affinità di legame dell'emoglobina diminuisce di conseguenza e rilascia gradualmente l'ossigeno, che viene poi assorbito dai tessuti e dagli organi.

Questa dissociazione dell'ossigeno dalle molecole di emoglobina è nota come deossigenazione ed è altrettanto importante per fornire ossigeno al corpo quanto l'ossigenazione.

Malattie e disturbi

In caso di intossicazione da monossido di carbonio, l'ossidazione dell'emoglobina è limitata o addirittura completamente disabilitata. Questo perché l'affinità di legame dell'emoglobina per il monossido di carbonio è circa 300 volte più alta dell'affinità di legame per l'ossigeno. In questo modo, in caso di inalazione di fumo, il monossido di carbonio si accumula nell'emoglobina in brevissimo tempo, creando così carbossiemoglobina. Questo crea un blocco per l'assorbimento di ossigeno e il contenuto di ossigeno nel sangue scende a poco a poco.

Un forte avvelenamento da CO quindi innesca l'ipossia, cioè una generale mancanza di ossigeno nei tessuti e negli organi del corpo. Se il livello di CO nel sangue raggiunge una certa percentuale, la persona interessata sviene a causa di questa fornitura insufficiente. Se il livello continua a salire dopo uno svenimento, la morte si verifica al di sopra di una certa concentrazione. In caso di insufficiente apporto di ossigeno, il tessuto corporeo muore irreversibilmente.

Sono disponibili ossigenoterapie per trattare la diminuzione delle concentrazioni di ossigeno nel sangue arterioso. Queste terapie sono utili anche per l'embolia polmonare. Lo stesso vale per attacchi di cuore, insufficienza respiratoria o insufficienza cardiaca. Molte malattie cardiopolmonari minacciano l'ipossia.

L'ipossia minaccia anche di anemia, poiché in questa malattia ci sono troppo pochi globuli rossi nel plasma. Meno emoglobina, meno ossigeno può essere trasportato negli organi nella forma legata. L'anemia può derivare dalla perdita di sangue, ma può anche essere causata da una mancanza di ferro o acido folico.

I disturbi della formazione del sangue possono anche portare a fenomeni anemici, che possono essere associati ad altri disturbi della formazione del sangue e altri sintomi di accompagnamento. L'anemia viene trattata a seconda della sua causa e regredisce nel contesto dei sintomi di carenza non appena la carenza causale è stata sanata.