Salute e malattia

Pigmento Respiratorio ed Eritrociti: Struttura e Funzione dell'Emoglobina

Il Pigmento Respiratorio

L'ossigeno viaggia dai polmoni ai tessuti tramite l'emoglobina, proteina dei globuli rossi. L'emoglobina contiene ferro, che conferisce al sangue il colore rosso; per questo è chiamata pigmento respiratorio.

Struttura dell'Emoglobina

L'emoglobina è una proteina eme tetramerica: quattro catene polipeptidiche ripiegate in quattro strutture globulari (monomeri). Ogni monomero contiene un gruppo prostetico eme con un atomo di ferro al centro. Nello stato Fe2+ ossidato, il ferro lega l'ossigeno nell'ambiente ricco di O2 dei polmoni. Ogni atomo di ferro lega una molecola di O2; ogni emoglobina ne trasporta quattro. Ogni globulo rosso contiene circa 250 milioni di molecole di emoglobina, aumentando enormemente la capacità di trasporto dell'ossigeno.

Funzione dell'Emoglobina

L'emoglobina cattura l'ossigeno nei polmoni e lo rilascia nei tessuti grazie alla differenza di pH: i tessuti sono più acidi (pH più basso), il che riduce l'affinità dell'emoglobina per l'O2 e aumenta quella per ioni H+. Gli ioni H+ abbondano nei tessuti per la reazione tra CO2 (prodotto nei tessuti) e acqua che forma bicarbonato, quando la CO2 diffonde nei globuli rossi.

Tutte e quattro le molecole di O2 vengono rilasciate nei tessuti e sostituite da ioni H+. Quando l'emoglobina torna ai polmoni, il pH più alto fa sì che gli ioni H+ siano più attratti dall'ambiente che dall'eme: lasciano l'emoglobina, sostituiti da O2, e il ciclo ricomincia.

Questo sistema permette anche il trasporto della CO2 ai polmoni per l'eliminazione. La CO2 è insolubile in acqua, ma l'ione bicarbonato è solubile e viaggia nel sangue ai polmoni, dove reagisce con gli ioni H+ rilasciati tornando CO2 gassosa, esalata col respiro successivo.

Monossido di Carbonio

Il monossido di carbonio ha affinità per l'emoglobina molto superiore all'ossigeno. Nell'intossicazione da CO, questo legame preferenziale impedisce il trasporto e il rilascio di O2 ai tessuti, causando asfissia e morte.