El dióxido de Carbono (CO2) es el principal producto de desecho de la respiración aeróbica. Demasiado o muy poco CO2 en la sangre puede llevar a consecuencias graves. Este artículo considerará el transporte de CO2 en la sangre, su papel en el mantenimiento del pH de la sangre y también lo que puede suceder cuando se deteriora el CO2.
Dióxido de Carbono en la Sangre
es importante destacar el papel del CO2 en la sangre., El papel principal del CO2 es regular el pH de la sangre – esto es mucho más importante que el transporte de CO2 a los pulmones para la exhalación.
La Figura 1 muestra cómo se disuelve el CO2 en la sangre. La conversión del ácido carbónico (H2CO3) a un ion hidrógeno y bicarbonato (H+ + HCO3 -) es casi instantánea. Una pequeña cantidad de CO2 disuelto produce un pequeño aumento en los iones de hidrógeno que es capaz de alterar el pH de la sangre. la proporción de CO2 a HCO3 – es crítica y explica por qué esto ocurre.
esta relación es aproximadamente 1: 20., Por lo tanto, un aumento de 1 CO2 requiere un aumento correspondiente de 20 HCO3, para evitar alteraciones en el pH sanguíneo al amortiguar el aumento de la acidez. Como se detalla en la reacción anterior, solo 1 HCO3-, se genera a partir de cada CO2, por lo tanto, el pH de la sangre se volverá más ácido debido al exceso de iones de hidrógeno. Por lo tanto, debe haber un método alternativo de transporte para prevenir la acidosis severa cada vez que respiramos y creamos CO2.
Métodos de transporte
el CO2 se transporta en la sangre de 3 maneras; como carbonato de hidrógeno (HCO3-), como compuestos de carbamino y como CO2 disuelto.,
compuestos de Carbamino
aproximadamente el 30% de todo el CO2 se transporta como compuestos de carbamino. A altas concentraciones, el dióxido de carbono se une directamente a los aminoácidos y a los grupos Aminos de hemoglobina para crear carbaminohemoglobina. La formación de Carbamino es más efectiva en la periferia donde la producción de CO2 es alta debido a la respiración celular.
el efecto Haldane también contribuye a la formación de compuestos de carbamino. Es decir, donde la concentración de O2 es menor (como en las periferias activas donde se consume O2) la capacidad de carga de CO2 de la sangre aumenta., Esto se debe a que la liberación de O2 del Hb promueve la Unión del CO2.
la formación de compuestos de carbamino logra 2 objetivos:
- estabilizando el pH – el CO2 no puede salir de la célula sanguínea para contribuir a los cambios en el pH
- Efecto Bohr – estabiliza el estado T de la hemoglobina, promoviendo la liberación de O2 de las otras subunidades de hemoglobina en los tejidos que son más activos, experimentando la mayor respiración y produciendo la mayor cantidad de CO2
cuando la célula sanguínea alcanza pulmones), se une preferentemente de nuevo al O2., Esto estabiliza el estado R, promoviendo la liberación de CO2 (efecto Haldane) permitiendo que más O2 sea recogido y transportado en la sangre.
iones de HCO3
el 60% de todo el CO2 se transporta a través de la producción de iones de HCO3 en los glóbulos rojos. Esto se explica en el diagrama siguiente (figura 2). El CO2 se difunde en los glóbulos rojos y se convierte en H+ y HCO3 – por una enzima llamada anhidrasa carbónica. Este HCO3 – es transportado de vuelta a la sangre a través de un intercambiador de cloruro-bicarbonato (también conocido como intercambiador de aniones/AE). El HCO3 – ahora puede actuar como un amortiguador contra cualquier hidrógeno en el plasma sanguíneo.,
El H + creado por la reacción de anhidrasa carbónica en los glóbulos rojos se une a la hemoglobina para producir desoxihemoglobina. Esto contribuye al efecto Bohr, ya que se promueve la liberación de O2 a partir de la hemoglobina en los tejidos activos donde la concentración de H+ es mayor. También impide que el hidrógeno entre en la sangre para bajar el pH, estabilizando el pH.
cuando los glóbulos rojos llegan a los pulmones, el oxígeno se une a la hemoglobina y promueve el estado R, permitiendo la liberación de iones H+. Estos iones de hidrógeno se vuelven libres para reaccionar con iones de bicarbonato para producir CO2 y H2O, donde el CO2 se exhala., Por lo tanto, las altas concentraciones de O2 reducen la capacidad de carga de CO2 de la sangre, de acuerdo con el efecto Haldane.
disuelto en Plasma
aproximadamente el 10% de todo el CO2 se transporta disuelto en plasma. La cantidad de gas disuelto en un líquido depende de su solubilidad y la presión parcial del gas. El CO2 es muy soluble en agua (23 veces más soluble que el O2) y la presión parcial del CO2 inspirado es de ~40 mmHg. A pesar de su solubilidad, solo una minoría del CO2 total en la sangre se transporta disuelto en el plasma.,
la presión parcial, sin embargo, es mayor en la periferia donde los tejidos producen CO2 y menor en los alvéolos donde se libera CO2. Esto permite que se disuelva más CO2 en la periferia mientras se libera en la fase gaseosa en los alvéolos donde las presiones parciales son más bajas.
relevancia clínica-Acidosis metabólica
la Acidosis ocurre cuando el pH de la sangre cae por debajo de 7,35 y puede clasificarse ampliamente en acidosis metabólica y respiratoria.
la acidosis metabólica puede ser el resultado de un exceso de producción de H+ o una reducción en el tampón HCO3., Una afección como la cetoacidosis diabética puede aumentar la producción de ácido, mientras que un trastorno de los riñones en sí, como en la enfermedad renal crónica, puede reducir la producción de HCO3.
en tales casos, el sistema respiratorio intenta compensar aumentando la tasa de respiración (hiperventilación). Esto permite «soplar» algo de CO2 reduciendo la acidez de la sangre. Sin embargo, la corrección principal se debe lograr por los riñones que pueden aumentar la excreción de hidrógeno para reducir la acidez de la sangre y aumentar la reabsorción de bicarbonato para permitir un mayor tampón de la acidez de la sangre.,
Los síntomas de acidosis incluyen respiración rápida (para eliminar el CO2), confusión, fatiga y dolor de cabeza. Es importante identificarlo, ya que puede confundirse con intoxicación.