Fisiologia
Intercanvi de gas: Oxigen i diòxid de carboni
La sang és principalment aigua, i l’oxigen i el
diòxid de carboni per la seva natura no s’hi dissolen bé. A una pressió igual a
la que tenim a nivell de mar, només una petita quantitat d’oxigen es dissol en
el plasma sanguini (la part líquida de la sang). El problema del transport de
l’oxigen queda resolt mitjançant l’hemoglobina, una molècula que es troba en
l’interior dels glòbuls vermells. En cada molècula d’hemoglobina s’hi poden unir
fins a quatre molècules d'oxigen per formar l'oxihemoglobina. Per tant, a una
pressió igual a la que tenim a nivell del mar el 98% de l'oxigen present en la
sang es transporta dins de molècules d'hemoglobina.
Una molècula d'hemoglobina amb quatre molècules
d'oxigen en el seu interior presenta una coloració vermella brillant, mentre
que una molècula d'hemoglobina amb menys de quatre molècules d'oxigen presenta
una coloració vermella fosca, o blavosa contra menys molècules d'oxigen
contingui. Degut a això, una sang oxigenada (per exemple la que transporten les
arteries) es veu de color vermell i en canvi una sang amb poca quantitat
d'oxigen (la que es troba en l'interior de les venes) adquireix un color
blavós. En desordres en els quals es produeix una disminució de la quantitat d'oxigen
en la sang (respiració de gasos hipòxics, problemes en la difusió i transport
d'oxigen o patologies circulatòries) les mucoses de la persona afectada tenen
l’aparença morada o cianòtica (color blau).
El diòxid de carboni és més fàcil de transportar
a través de la sang que l'oxigen, ja que pot ser transportat en major quantitat
i de diferents maneres. El diòxid de carboni difon a través de els membranes
cel·lulars cap a la sang dels capil·lars. Una petita part d'aquest diòxid de
carboni es dissol en el plasma i arriba als pulmons. L'hemoglobina pot unir-se
també, en menor mesura que l'oxigen, al diòxid de carboni i formar
carbaminohemoglobina. Una altra petita part del diòxid de carboni alliberat per
les cèl·lules s'adhereix a diferents proteïnes que es troben presents en el
plasma. En conjunt, aquestes tres vies de transport de diòxid de carboni
esmentades, representen un percentatge molt baix respecte al total de diòxid de
carboni que s'ha d'eliminar a través dels pulmons.
Fig.1
Esquema del transport d'oxigen i diòxid de carboni des de l'interior de les
cèl·lules fins als alvèols
La majoria del diòxid de carboni (prop del 70%)
reacciona ràpidament amb l'aigua de l'interior dels glòbuls vermells per formar
una molècula inestable d'àcid carbònic que ràpidament perdrà ions d'hidrogen
per formar bicarbonat. Aquest bicarbonat difon cap al plasma i allà és
transportat cap als pulmons.
Quan els glòbuls vermells arriben als pulmons,
on la pressió parcial d'oxigen és més alta que als teixits, l'hemoglobina
tendeix a unir-se per formar oxihemoglobina. Aquesta nova molècula és àcida i
per tant alliberarà protons, aquests a la vegada reaccionaran amb el bicarbonat
(que arriba a través del plasma des de tots els teixits com a resultat de la
reacció del diòxid de carboni) i formaran de nou diòxid de carboni que serà
alliberat en forma de gas a través dels alvèols. Aquest conjunt de reaccions és
anomenat Efecte Haldane, en honor al
seu descobridor John Scott Haldane, qui va descriure més tard el primer
algoritme per estimar la quantitat de gas inert absorbit i alliberat pel cos.
Piantadosi, Claude A. (2008). Pulmonary gas exchange, oxygen transport, and tissue oxygenation. A: Physiology and Medicine of Hyperbaric Oxygen Therapy (1a edició). Philadelphia. Saunders Elsevier.133-158
Lumb, Andrew B. (2011). Oxygen. A: Nunn's Applied Respiratory Physiology (7a edició). Philadelphia. Saunders Elsevier. 179-215
Joiner, James T. (2001). Diving Physiology. A: NOAA Diving Manual (4a edició). Flagstaff. Best Publishing Company. 41-77
EYC
