Tres formas de transporte de dióxido de carbono
El proceso de transporte comienza después de que el dióxido de carbono abandona las células tisulares. En el torrente sanguíneo, se distribuye y transporta en tres formas principales:
- Disolución física. Una parte del gas se encuentra en el plasma en estado libre y disuelto. Esta fracción es relativamente pequeña y representa alrededor de 3 vol.%.
- Compuestos químicos en el plasma. Es la principal vía de transporte, representando el 50 vol.% del volumen total. El gas se transporta en forma de hidrogenocarbonatos (bicarbonatos), en particular, bicarbonato de potasio (KHCO3) y bicarbonato de sodio (NaHCO3).
- Compuestos químicos en los eritrocitos. Dentro de los eritrocitos, el dióxido de carbono forma un complejo con la hemoglobina: carboventilhemoglobina (carbaminohemoglobina). Esta forma representa el 5 vol.%. Además, una parte del gas se transporta en el eritrocito como bicarbonato de potasio (KHCO3).
Cabe destacar que en el proceso de transformaciones posteriores del ácido hemoglobínico (HHb), la carbaminohemoglobina resultante es capaz de transportar en total alrededor del 15% de todo el dióxido de carbono.
Intercambio gaseoso tisular y fenómeno de Hamburger
En los capilares sistémicos de los tejidos, la dirección del movimiento del dióxido de carbono está estrictamente determinada: difunde desde las células hacia el plasma y luego penetra en el eritrocito. Dentro de la célula se desarrolla una cascada de reacciones bioquímicas:
- La enzima anhidrasa carbónica cataliza la reacción de hidratación: el dióxido de carbono se une al agua formando ácido carbónico (H2CO3).
- El ácido carbónico se disocia rápidamente en iones de hidrógeno (H+) e iones bicarbonato (HCO3-).
- Paralelamente se produce la formación de ácido carbamínico (HHbCO2), una forma de unión del gas con la hemoglobina.
Bajo estas condiciones se manifiesta claramente el efecto Haldane: la oxihemoglobina (KHbO2) en un medio con alto contenido de dióxido de carbono cede oxígeno a los tejidos con mayor facilidad. Tras ceder el oxígeno, se une al ácido carbónico convirtiéndose en ácido hemoglobínico (HHb). En esencia, este mecanismo se relaciona con el efecto Bohr.
La dinámica iónica está acompañada por el desplazamiento de cloruros (fenómeno de Hamburger). Los iones HCO3- salen del eritrocito hacia el plasma según el gradiente de concentración, donde se combinan con iones de sodio para formar NaHCO3. Para mantener la electroneutralidad del eritrocito, entran al interior de la célula iones de cloro (Cl-) desde el plasma. Los iones de potasio liberados dentro de la célula se unen al bicarbonato restante.
Intercambio gaseoso en los capilares pulmonares
Cuando la sangre venosa llega a los pulmones, los procesos fisiológicos se activan en dirección opuesta. El dióxido de carbono pasa del eritrocito al plasma y luego al aire alveolar, mientras que el oxígeno de los alvéolos se precipita hacia el eritrocito.
El proceso se debe a dos factores principales:
- Gradiente de presión. La presión parcial de dióxido de carbono (pCO2) en los alvéolos es significativamente menor que en el plasma de la sangre venosa. Además, el aumento de pO2 en los pulmones facilita la liberación de dióxido de carbono.
- Oxigenación de la hemoglobina. Al ingresar al eritrocito, el oxígeno convierte la hemoglobina reducida en oxihemoglobina (HbO2). La adición de oxígeno aumenta drásticamente las propiedades ácidas de la hemoglobina. Al ser un ácido más fuerte, la oxihemoglobina desplaza activamente a los iones de hidrógeno, así como a los iones de potasio de los bicarbonatos.
Los iones de hidrógeno liberados interactúan con el bicarbonato, y la anhidrasa carbónica desencadena la reacción de deshidratación. El ácido carbónico se descompone en agua y dióxido de carbono, el cual abandona la célula. Simultáneamente se produce el desplazamiento inverso de cloruros: los iones bicarbonato regresan a los eritrocitos desde el plasma y los iones de cloro salen al exterior. Regla importante: la entrada de oxígeno en los tejidos ayuda a la sangre a fijar el dióxido de carbono, mientras que la oxigenación en los pulmones estimula su liberación.
Curva de disociación del dióxido de carbono
La dependencia del contenido de dióxido de carbono en la sangre respecto a su presión parcial (pCO2) se representa gráficamente mediante la curva de disociación.
En este gráfico se presentan dos líneas: la roja para la sangre arterial y la azul para la venosa. La línea que une el punto calculado de la sangre arterial con el punto de la venosa demuestra claramente el intercambio gaseoso real: el volumen real y la dinámica de la transición del dióxido de carbono.
Preguntas de clases y exámenes
¿En qué formas se transporta el dióxido de carbono en la sangre?
El dióxido de carbono se transporta en tres formas: físicamente disuelto en el plasma, en forma de compuestos químicos en el plasma (bicarbonatos de sodio y potasio) y en forma de compuestos químicos dentro de los eritrocitos (carboventilhemoglobina y bicarbonato de potasio).
¿Qué es el fenómeno de Hamburger (desplazamiento de cloruros)?
Es un proceso de intercambio iónico en el cual la salida de iones bicarbonato del eritrocito hacia el plasma sanguíneo es estrictamente compensada por la entrada de iones de cloro al interior del eritrocito. El mecanismo es necesario para mantener la electroneutralidad de la célula.
¿Cuál es la función de la enzima anhidrasa carbónica?
En los capilares tisulares, la anhidrasa carbónica cataliza la hidratación del dióxido de carbono con la formación de ácido carbónico. En los capilares pulmonares, esta misma enzima asegura la deshidratación: la descomposición del ácido carbónico en agua y dióxido de carbono libre para su exhalación.
¿En qué consiste el efecto Haldane?
El efecto Haldane describe la propiedad de la oxihemoglobina de ceder oxígeno a los tejidos más fácilmente cuando se encuentra en un medio con alta concentración de dióxido de carbono.
Qué más repasar sobre el tema
- Análisis detallado del efecto Bohr y su relación fisiológica con el efecto Haldane
- Propiedades y transformaciones de los ácidos hemoglobínico y carbamínico en el eritrocito
- Mecanismos de mantenimiento del equilibrio ácido-base del plasma sanguíneo
- Análisis detallado de los gráficos de la curva de disociación del dióxido de carbono
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