Carbossiemoglobina
Che cos'è la carbossiemoglobina?
L'emoglobina (Hb), presente nei globuli rossi del sangue, è una molecola complessa, formata da quattro catene proteiche di globina e da altrettanti gruppi eme, pigmento responsabile del trasporto dell'ossigeno.
Il gruppo eme contiene Fe2+ che è capace di legare labilmente l'ossigeno molecolare (O2) in funzione della diversa pressione parziale del gas a livello dei diversi distretti anatomici (polmoni e tessuti periferici).
Tale processo è fondamentale in quanto permette il trasporto dell'ossigeno attraverso il sangue, raccogliendolo in prossimità dei polmoni e trasportandolo ai tessuti.
In prossimità dei tessuti, i globuli rossi rilasciano l'ossigeno, che va ad alimentare le cellule del tessuto stesso, e raccolgono l'anidride carbonica (CO2) prodotta come scarto dai tessuti stessi.
La carbossiemoglobina
La carbossiemoglobina, indicata brevemente come COHb, è un complesso stabile formato da monossido di carbonio (CO) ed emoglobina (Hb): si può formare nei globuli rossi quando l'emoglobina si lega, attraverso un complesso stabile, con il monossido di carbonio.
Il monossido di carbonio (o ossido di carbonio) è un gas incolore ed inodore, con formula chimica CO; è un gas estremamente velenoso: un uomo adulto trova la morte entro 30 minuti in un ambiente contenente lo 0,1% di CO.
Il monossido di carbonio si forma in seguito alla combustione del carbonio (o dei composti che lo contengono) fatta avvenire in difetto di ossigeno; ma non solo: si forma anche quando la combustione viene fatta avvenire in presenza di una sufficiente quantità di ossigeno ma ad altissime temperature (ed è per questo che è uno dei componenti dei gas di scarico delle autovetture).
Altresì, il monossido di carbonio viene prodotto nella combustione di tabacco di sigarette, di legna e di carbone.
Affinità dell'emoglobina al monossido di carbonio
Il monossido di carbonio ha un'affinità per l'emoglobina circa 250 volte più elevata rispetto all'ossigeno, quindi, anche a basse concentrazioni di monossido di carbonio, esso può legarsi in luogo dell'ossigeno (in questo modo l'emoglobina non è più in grado di captare e trasportare l'ossigeno): quando il monossido di carbonio si lega con l'emoglobina, si forma un complesso stabile che prende il nome di carbossiemoglobina.
In un individuo sano, meno dell'1% di emoglobina totale è presente in forma di carbossiemoglobina; in un fumatore, invece, la carbossiemoglobina rappresenta l'8-15% della proteina totale.
Perché il monossido di carbonio si lega saldamente all'emoglobina?
La stabilità della molecola di CO può essere attribuita ad un elevato valore dell'energia di risonanza tra forme covalenti e forme covalenti-polari:
Il monossido di carbonio, rispetto all'ossigeno, ha una maggiore affinità per l'emoglobina presente nel sangue: ciò è dovuto alla struttura dei suoi orbitali molecolari. A differenza dell'ossigeno, infatti, il monossido di carbonio:
- cede un doppietto di elettroni al Fe2+ del gruppo eme;
- riceve, per retrodonazione π, ulteriori elettroni dagli orbitali d del ferro; tali elettroni vengono accolti nei suoi orbitali π liberi.
Entrambi gli effetti tendono a stabilizzare il complesso emoglobina-monossido di carbonio.
Sintomi da avvelenamento da CO
I sintomi più comuni da avvelenamento da monossido di carbonio (CO) sono: mal di testa, nausea, capogiri, confusione, disorientamento, disturbi visivi (reversibili).
Ad alte concentrazioni di CoHb, la cute assume una colorazione rosso ciliegia: si può perdere conoscenza e andare in coma. Ci possono essere disfunzioni respiratorie e, per esposizioni prolungate al CO, i danni possono essere irreversibili.
La morte sopraggiunge quando il livello di carbossiemoglobina arriva al 60% dell'emoglobina totale.
Persone con patologie cardiache o polmonari o con malattie del sangue, che possono ridurre la disponibilità di ossigeno ai tessuti, sono maggiormente esposte al rischio da avvelenamento da CO.
Inoltre, visto che l'emoglobina fetale ha affinità maggiore per il monossido di carbonio rispetto all'emoglobina degli adulti, i feti soffrono particolarmente il monossido di carbonio,
Trattamento dell'intossicazione da monossido di carbonio
Il trattamento da intossicazione da monossido di carbonio prevede la somministrazione di ossigeno iperbarico.
Infatti, quando si respira aria ambiente, l'emivita di eliminazione del monossido di carbonio (CO) è di circa 4,5 ore; con concentrazioni molto alte di ossigeno, come avviene in una camera iperbarica, l'emivita della carbossiemoglobina, sia a livello ematico che a livello tissutale, si riduce invece a 20 minuti.
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