Trasporto di ossigeno

Del Trasporto di ossigeno rappresenta un processo fisiologico nell'organismo in cui l'ossigeno viene trasportato dagli alveoli a tutte le cellule del corpo. Ciò comporta processi fisici e chimici complessi che sono strettamente collegati tra loro. Se questi processi sono disturbati, il corpo potrebbe non essere sufficientemente rifornito di ossigeno.

Cos'è il trasporto di ossigeno?

I carboidrati, i grassi e le proteine ​​vengono ossidati per generare energia nell'organismo. Questa ossidazione è anche nota come combustione e richiede ossigeno come reagente. Tuttavia, le ossidazioni devono avvenire in tutte le cellule del corpo per generare energia, quindi è necessario trasportare l'ossigeno nell'aria necessario per questo dagli alveoli polmonari in modo uniforme a tutte le aree del corpo. Questo può essere fatto solo trasportando ossigeno.

Il trasporto dell'ossigeno dipende da determinate variabili e fattori di influenza fisica e chimica. Esistono, tra le altre cose, due possibili forme di trasporto. La maggior parte dell'ossigeno è legata in modo reversibile a un atomo di ferro nell'emoglobina tramite un legame complesso. In misura minore, l'ossigeno può anche essere sciolto direttamente nel plasma sanguigno.

L'ossigeno si diffonde dagli alveoli polmonari (alveoli) nel plasma sanguigno. Maggiore è la pressione parziale negli alveoli, più ossigeno entra nel sangue. Il sangue ricco di ossigeno fluisce prima nel ventricolo sinistro e da lì viene trasportato come sangue arterioso attraverso le arterie agli organi bersaglio e alle cellule bersaglio.

Sia il legame reversibile con l'emoglobina che l'ossigeno liberamente disciolto nel plasma sanguigno vengono rilasciati lì e raggiungono le singole cellule. È qui che si crea l'anidride carbonica prodotto della combustione che, insieme all'ossigeno inutilizzato, ritorna nell'arteria polmonare attraverso il flusso sanguigno venoso. Nei polmoni, l'anidride carbonica viene rilasciata ed espirata e, allo stesso tempo, nuovo ossigeno viene assorbito nel sangue attraverso gli alveoli.

Funzione e compito

La funzione più importante del trasporto dell'ossigeno è distribuire uniformemente l'ossigeno inalato a tutte le cellule del corpo. Questa rappresenta la più grande sfida del trasporto di ossigeno.

Nelle cellule del corpo, le fonti di energia carboidrati, grassi e proteine ​​vengono ossidate con il rilascio di energia. L'energia sostiene tutti i processi vitali. Se la fornitura di ossigeno venisse interrotta, le cellule colpite morirebbero. Quando c'è un maggiore bisogno di ossigeno, come durante il lavoro fisico, deve essere trasportato più ossigeno che durante le fasi di riposo.

In tal caso è necessario che la differenza nella concentrazione di ossigeno tra gli alveoli polmonari e il plasma sanguigno sia maggiore rispetto a quando la richiesta è inferiore. La respirazione e la frequenza cardiaca aumentano di conseguenza. La pressione parziale dell'ossigeno aumenta. In questo modo, più ossigeno viene disciolto nel plasma sanguigno o legato all'emoglobina.

L'emoglobina forma composti complessi con il ferro, che dopo aver assorbito la prima molecola di ossigeno può legare ancora più molecole di ossigeno. L'unità di base dell'emoglobina, l'eme, è un complesso di ferro (II) con quattro molecole globiniche L'atomo di ferro dell'eme può legare fino a quattro molecole di ossigeno. Quando la prima molecola di ossigeno viene legata, la conformazione dell'eme viene modificata in modo tale da rendere ancora più facile l'ulteriore assorbimento di ossigeno. Il colore dell'emoglobina cambia da rosso scuro a rosso chiaro.

Il carico di emoglobina dipende da diversi fattori fisici e chimici strettamente correlati. Esiste un effetto cooperativo, che si manifesta in una crescente affinità dell'ossigeno dell'emoglobina con il suo carico più elevato.

Un valore di pH basso con una pressione parziale di anidride carbonica elevata, invece, favorisce un completo rilascio dell'ossigeno dall'emoglobina. Lo stesso vale per un aumento della temperatura. I cambiamenti in queste condizioni fisiche avvengono nell'ambito di diversi stati di attività del corpo, in modo che l'apporto di ossigeno dell'organismo sia coordinato in modo ottimale con un trasporto di ossigeno normalmente funzionante.

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Malattie e disturbi

Se il corpo non riceve più ossigeno in modo ottimale, può portare a restrizioni funzionali e al fallimento degli organi interessati. L'ossigeno non può essere immagazzinato nel corpo. Pertanto, il trasporto di ossigeno attivo deve essere costantemente mantenuto per tutti i processi vitali. Tuttavia, se l'apporto di ossigeno viene interrotto solo per pochi minuti, spesso il risultato è un danno irreversibile agli organi o addirittura un guasto d'organo.

Una circolazione sanguigna funzionante in modo ottimale è un prerequisito per il trasporto regolare di ossigeno. Disturbi del sistema circolatorio dovuti a cambiamenti vascolari arteriosclerotici, coaguli di sangue o blocchi possono compromettere in modo significativo l'apporto di ossigeno al corpo.

Se i vasi sanguigni si restringono, la pressione sanguigna aumenta per continuare a fornire ossigeno agli organi. In caso di infarto, ictus o embolia polmonare, l'afflusso di sangue e quindi l'apporto di ossigeno possono essere completamente bloccati.

Altre cause di un insufficiente apporto di ossigeno al corpo sono varie malattie cardiache associate a una riduzione della capacità di pompaggio. Questi includono insufficienza cardiaca generale, aritmie cardiache o malattie cardiache infiammatorie. Alla fine, non causano più abbastanza sangue per raggiungere gli organi bersaglio rilevanti.

Una fornitura insufficiente di ossigeno all'organismo può anche derivare da malattie del sangue o alcuni tipi di avvelenamento. Ad esempio, la molecola di monossido di carbonio compete con la molecola di ossigeno per i siti di legame nell'emoglobina a causa di una struttura molecolare simile. L'avvelenamento da monossido di carbonio non è quindi altro che un insufficiente apporto di ossigeno, che può portare alla morte per soffocamento.

Inoltre, ci sono varie malattie genetiche del sangue che influenzano la struttura dell'emoglobina e causano una carenza cronica di ossigeno. L'anemia falciforme può essere menzionata qui come esempio. Altre forme di anemia (anemia) provocano anche una costante mancanza di ossigeno.