La curva di dissociazione dell’emoglobina è stato una delle parti di fisiologia che ho dovuto studiare e capire meglio, anche solo per il fatto che è fondamentale per la nostra vita.
Purtroppo non tutti i libri la spiegano in maniera comprensibile e non tutti i professori hanno il tempo, la voglia (o la capacità) di spiegarla in modo adeguato agli alunni che si trovano di fronte: spesso infatti è data per scontata oppure trattata in modo frettoloso.
Ho deciso così di provare a scrivere un articolo che possa rendere la comprensione di questo aspetto della fisiologia, la curva di dissociazione dell’emoglobina, più facile e agevole.
Cos’è l’emoglobina?
L’emoglobina è una proteina tetramerica composta sostanzialmente da quattro molecole di mioglobina legate assieme (legandosi cambia la disposizione spaziale delle molecole): di conseguenza ognuna di queste quattro parti presenta al suo centro un gruppo eme, capace di legare l’ossigeno o l’anidride carbonica (nella quasi totalità dei casi).
Quasi la totalità dell’ossigeno nel sangue (98%) viene trasportato dall’emoglobina, mentre la minima percentuale restante è disciolta nel sangue secondo la legge di Henry.
Perché la emoglobina e non la mioglobina?
Questa è una delle classiche domande che potreste trovarvi davanti ad un esame, la cui risposta è abbastanza semplice.
L’emoglobina possiede una composizione particolare che la rende la molecola perfetta per regolare nel modo migliore gli scambi gassosi sia a livello polmonare che a livello periferico.
La differenza essenziale tra le due molecole è proprio un’aspetto funzionale:
- La mioglobina è un monomero capace anch’esso di legare l’ossigeno grazie al suo gruppo eme, ma le sue proprietà chimiche le donano un’affinità con l’ossigeno molto alta e stabile, permettendole di cedere ossigeno solo ad alte concentrazioni di anidride carbonica
- L’emoglobina invece è un tetramero che possiede proprietà differenti dalla semplice mioglobina (svolgendo una funzione analoga) che le permettono ci cambiare la sua affinità con l’ossigeno o con l’anidride carbonica in base alla pressione parziale dell’uno o dell’altro e in base alle caratteristiche dell’ambiente in cui si viene a trovare (ad esempio il ph)
La mioglobina in sostanza non riuscirebbe a gestire gli scambi gassosi di ossigeno e anidride carbonica in modo efficiente a causa della sua “avidità”.
Analisi della curva di dissociazione dell’emoglobina
Veniamo al dunque e analizziamo la curva di dissociazione dell’emoglobina.
Prima di tutto è importante considerare che stiamo parlando di ossiemoglobina, perché la relazione sulla curva riguarda l’ossigeno, mentre quando parliamo di anidride carbonica parleremo di cabossiemoglobina.
La forma che questa curva assume è quella classica a esse italica, che potete vedere nella figura a inizio articolo e rappresenta la relazione che intercorre tra la pressione parziale di ossigeno (asse x) e la saturazione di ossigeno dell’ossiemoglobina (asse y).
La cosa che si nota subito è come all’aumentare della pressione aumenti anche il livello di saturazione, ma non in modo regolare: abbiamo infatti una parte centrale in cui la pendenza è decisamente più alta rispetto alla prima parte o a quella conclusiva.
Nella zona centrale infatti a piccole variazioni di pressione si ottengono grandi variazioni in termini di saturazione.
Grazie a questa proprietà l’emoglobina ci permette di regolare in modo molto efficiente gli scambi gassosi: otteniamo infatti che dove la pressione è molto bassa l’emoglobina cede volentieri l’ossigeno (distretti periferici), mentre dove la pressione aumenta riesce a legarsi con facilità (distretto polmonare).
La forma particolare della curva di dissociazione dell’emoglobina è dovuta alla composizione chimica della molecola stessa: quando un ossigeno si lega ad uno dei quattro gruppi eme aumenta l’affinità per i seguenti legami e viceversa (il quarto legame avrà un’affinità molto più alta del primo e quindi avverrà in modo più agevole).
Nella figura notiamo inoltre che sono state disegnate 3 diversi tipi di curva: una a condizioni fisiologiche, una più spostata a destra e una più spostata a sinistra.
Quando si sposta a destra la curva di dissociazione dell’emoglobina vuol dire che si riduce l’affinità dell’emoglobina per l’ossigeno e aumenta la sua capacità di cederlo, quando si sposta a sinistra succede l’esatto contrario.
Cosa causa uno spostamento della curva?
Prendiamo ad esempio un tessuto periferico che sta consumando ossigeno, avremo: una discesa del ph con aumento della pressione di anidride carbonica, un aumento la temperatura e della concentrazione nei globuli rossi di 2,3 difosfoglicerato (un intermedio metabolico glicolitico capace di legarsi all’emoglobina e di abbassarne l’affinità per l’ossigeno): tutto ciò sposterà la curva verso destra.
Viceversa un aumento di ph, una diminuzione di anidride carbonica, di temperatura e di 2,3 difosfoglicerati sposterà la curva verso sinistra.
Si chiama effetto Bohr proprio lo spostamento a destra della curva causato dalla riduzione di ph e all’aumento di CO2.
