Comprendere l'acidità del sangue e i livelli di anidride carbonica
L'anidride carbonica (CO₂) è trasportata nel sangue in tre modi principali: disciolta nel sangue, sotto forma di ioni bicarbonato e idrogeno, e combinata con proteine ed emoglobina per formare carbaminoemoglobina. Circa il 70% di tutta l'anidride carbonica è trasportata nel flusso sanguigno usando il sistema tampone acido del bicarbonato e degli ioni idrogeno. Questo sistema permette di trasportare grandi quantità di CO₂ con aumenti relativamente piccoli del pH o dell'acidità del sangue. Tuttavia, man mano che la concentrazione di ioni idrogeno continua ad aumentare, si raggiunge la capacità tampone del sistema bicarbonato. Quando questa soglia è superata, il livello di acidità del sangue sale.
Sistema tampone dell'anidride carbonica
- Quando la CO₂ entra nel sangue, viene scomposta dall'enzima anidrasi carbonica in acido carbonico. L'acido carbonico si dissocia immediatamente in bicarbonato e ioni idrogeno. Il sangue trasporta queste molecole ai polmoni dove la CO₂ viene riformata ed espirata.
Livello di acidità nel sangue
- Il livello di acidità del sangue è determinato misurando il pH. Il pH è un logaritmo inverso della concentrazione di ioni idrogeno. Maggiore è il numero di ioni idrogeno, più basso è il pH e il livello di acidità del sangue. Secondo il "Textbook of Medical Physiology" di Guyton, il pH ematico normale è nell'intervallo 7,3-7,5.
Sistemi tampone aggiuntivi
- L'equilibrio acido-base nell'organismo è regolato dal sistema tampone. Oltre al bicarbonato, "Exercise Physiology" di McKardle, Katch e Katch identifica ulteriori sistemi tampone per la CO₂: fosfati e proteine del sangue, nonché l'aumentata funzione renale. Tuttavia, la respirazione è un potente motore del tampone della CO₂: all'aumentare dell'anidride carbonica, aumenta anche la frequenza respiratoria per eliminare l'eccesso di CO₂.
Aumenti di anidride carbonica durante l'esercizio
- Durante l'esercizio, il metabolismo aumenta per soddisfare le richieste dell'attività. Un sottoprodotto di questo metabolismo più elevato è la CO₂. L'organismo normalmente elimina senza problemi la CO₂ prodotta durante l'esercizio. Tuttavia, se l'intensità continua ad aumentare, il sangue diventa acido e subentra l'esaurimento da esercizio.
Stati patologici che aumentano l'anidride carbonica
- Oltre a esercizio e iperventilazione autoindotta, diversi stati patologici aumentano i livelli di CO₂ nel sangue: diarrea, vomito, uremia da insufficienza renale e diabete mellito. Tutte queste condizioni possono portare a quella che viene chiamata acidosi metabolica.
Effetti dell'allenamento sul trasporto e tampone della CO₂
- L'allenamento sembra conferire una maggiore capacità tampone nell'atleta allenato. Hug et al. hanno riscontrato un tasso più elevato di ritorno del pH a livelli normali in ciclisti professionisti altamente allenati. Tuttavia, McKardle et al. ritengono che la maggiore capacità negli individui allenati possa essere dovuta anche a fattori motivazionali e a una maggiore tolleranza per il disagio associato a livelli di pH ematico acidi.