Trasporto di ossigeno da parte del sangue

A riposo, le cellule del nostro corpo consumano circa 300 litri di ossigeno al giorno, ovvero 250 ml al minuto. Durante l'attività fisica o il lavoro, la necessità può aumentare di 10-15 volte. Se l’ossigeno trasportato dal sangue ai tessuti fosse semplicemente disciolto nel plasma, il sangue avrebbe bisogno di circolare nell’organismo, anche a riposo, ad una velocità di 180 litri al minuto per fornire alle cellule una quantità sufficiente di questo gas, poiché l'ossigeno non è particolarmente solubile nel plasma.

Quando una persona riposa, infatti, il sangue circola ad una velocità di circa 5 litri al minuto e trasporta tutto l'ossigeno necessario alle cellule. La differenza tra 180 e 5 litri al minuto è dovuta alla funzione dell'emoglobina. L’emoglobina è il pigmento dei globuli rossi che trasporta quasi tutto l’ossigeno e la maggior parte dell’anidride carbonica.

Il sangue in equilibrio con l'aria alveolare può contenere in soluzione solo 0,25 ml di ossigeno e 2,7 dl di anidride carbonica per 100 ml, ma grazie all'emoglobina 100 ml di sangue possono trasportare circa 20 ml di ossigeno e 50-60 ml di anidride carbonica. Circa il 2% dell'ossigeno nel sangue è disciolto nel plasma, il resto è combinato con l'emoglobina. Dopo che l'ossigeno è entrato nel sangue dei capillari polmonari, si diffonde dal plasma nei globuli rossi e si combina con l'emoglobina: una molecola di ossigeno si combina con una molecola di emoglobina per formare una molecola di ossiemoglobina.

Emoglobina + O2 → Ossiemoglobina

Le frecce indicano che questa reazione è reversibile, cioè può andare in qualsiasi direzione a seconda delle condizioni. L'emoglobina, ovviamente, apporterebbe pochi benefici al corpo se potesse accettare solo ossigeno, ma non lo fornisse dove è necessario.

Nei polmoni, la reazione procede da sinistra a destra con la formazione di ossiemoglobina e nei tessuti - da destra a sinistra con il rilascio di ossigeno. I diversi colori del sangue arterioso e venoso sono dovuti al fatto che l'ossiemoglobina è rosso vivo e l'emoglobina è viola. La combinazione dell'ossigeno con l'emoglobina e la degradazione dell'ossiemoglobina è regolata da due fattori: principalmente la quantità di ossigeno presente e, in misura minore, la quantità di anidride carbonica.

Nei polmoni, la concentrazione di ossigeno è relativamente alta e lì si forma l'ossiemoglobina. Dopo aver lasciato i polmoni, il sangue passa attraverso il cuore e le arterie, dove la concentrazione di ossigeno rimane pressoché invariata, verso i tessuti poveri di ossigeno. Qui, l’ossiemoglobina viene scomposta, rilasciando ossigeno, che si diffonde nelle cellule dei tessuti.

Pertanto, grazie alla capacità dell'emoglobina di legare e rilasciare ossigeno, il sangue lo trasferisce efficacemente dai polmoni ai tessuti e fornisce alle cellule l'ossigeno necessario per la respirazione.