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Transporte de gas: oxígeno y hemoglobina

Publicado el 4 septiembre, 2020

Transporte de oxígeno

La mayoría de las personas son conscientes del hecho de que respiramos para llevar oxígeno a nuestro cuerpo. Sin embargo, lo que puede no estar tan claro es cómo se transporta el oxígeno a las diversas células de nuestro cuerpo, es decir, después de que lo inhalamos. Nuestras células necesitan oxígeno para producir la molécula que contiene energía que llamamos ATP. No hay un momento como el presente, así que echemos un vistazo a cómo se transporta el oxígeno en nuestros cuerpos.

En primer lugar, la sangre es la vía por la que se transporta el oxígeno a través del cuerpo. Verá, la sangre fluye a través de nuestros pulmones como un arroyo fluye a través de un campamento de verano. Al igual que los niños que saltan al arroyo, el oxígeno se difunde en la sangre a medida que fluye por nuestros pulmones. Se difunde suficiente oxígeno en nuestra sangre para cargar cada 100 ml de sangre con aproximadamente 20 ml de oxígeno. Eso es mucho oxígeno, y lo llamamos sangre rica en oxígeno . Necesitamos oxígeno para satisfacer nuestras necesidades metabólicas, y el transporte de oxígeno se refiere a las diferentes formas en que el oxígeno llega a nuestros tejidos metabolizadores.


El oxígeno se difunde en la sangre cuando fluye a través de los pulmones.
El oxígeno se difunde en la sangre

De acuerdo, hemos establecido que nuestra sangre transporta oxígeno, pero debemos examinar cómo se transporta el oxígeno en la sangre. Con mucho, la mayor parte del oxígeno del cuerpo se entrega en la sangre unido a la hemoglobina. Se libera relativamente poco oxígeno disuelto en el plasma. Permítanme señalar rápidamente que se disuelve muy poco oxígeno, porque su solubilidad en agua es baja. En esta lección, discutiremos la importancia de la hemoglobina y el oxígeno disuelto en términos de transporte de oxígeno.

Hemoglobina

Como acabo de decir, la sangre rica en oxígeno contiene 20 ml de oxígeno por cada 100 ml de volumen sanguíneo total. De esos 20 ml, solo 0,3 ml se disuelven en el plasma. Eso no es mucho, y surge la pregunta: ¿dónde está el resto del oxígeno? Bueno, los 19,7 ml restantes de oxígeno todavía están en la sangre, pero están unidos a la hemoglobina . La hemoglobina es una proteína compleja que está contenida en nuestros glóbulos rojos. Aproximadamente la mitad de nuestro volumen sanguíneo está compuesto por glóbulos rojos y tenemos entre 12 y 18 gramos de hemoglobina por cada 100 ml de sangre.

Es útil pensar en un glóbulo rojo como una bolsa de hemoglobina. Cada molécula de hemoglobina está formada por cuatro subunidades, cada una de las cuales contiene un grupo hemo que puede unirse a una molécula de oxígeno. Por tanto, una molécula de hemoglobina puede unir cuatro moléculas de oxígeno. La oxihemoglobina es la hemoglobina unida al oxígeno y le da a la sangre rica en oxígeno un color rojo. Por otro lado, la desoxihemoglobina es hemoglobina sin oxígeno unido a ella.


Una molécula de hemoglobina puede unirse a cuatro moléculas de oxígeno.
Una hemoglobina cuatro oxígeno

Carga de hemoglobina en los pulmones

La unión del oxígeno a la hemoglobina a medida que fluye a través de los pulmones se conoce como carga . Es útil pensar en la hemoglobina como si fueran botes microscópicos que recogen oxígeno en los pulmones como si fueran un muelle de carga. Los botes de hemoglobina luego entregan oxígeno a los tejidos metabolizadores, donde el oxígeno se usa para producir ATP.

Es importante tener en cuenta que antes de que el oxígeno pueda unirse a la hemoglobina en los glóbulos rojos, primero debe disolverse en el plasma. Por lo tanto, aunque la cantidad de oxígeno disuelto puede ser baja en comparación con la cantidad unida a la hemoglobina, el oxígeno disuelto es esencial para el transporte de oxígeno. Verá, el oxígeno disuelto se difunde primero en el plasma y luego en los glóbulos rojos.

Entonces, en cierto sentido, cada molécula de oxígeno hace un viaje. Se difunde a través de la membrana respiratoria, se disuelve en la sangre y luego ingresa al glóbulo rojo, donde se une a la hemoglobina. Una vez en el glóbulo rojo, el oxígeno se elimina del plasma. Esto deja efectivamente un espacio vacío, por así decirlo, en el plasma, en el que se puede disolver otra molécula de oxígeno.

Descarga de hemoglobina en el tejido metabolizador

Ahora que entendemos la carga de hemoglobina con oxígeno en los pulmones, podemos hablar de la descarga de hemoglobina a medida que ocurre en los tejidos. La descarga se refiere a la eliminación de oxígeno de la oxihemoglobina. A medida que la sangre fluye a través de los capilares en nuestros tejidos metabolizadores, el oxígeno se difunde fuera de los glóbulos rojos. El oxígeno se libera de la oxihemoglobina, se difunde fuera de los glóbulos rojos y se disuelve en el plasma. El oxígeno disuelto puede luego difundirse en los tejidos, donde es necesario para producir ATP.

Ecuación de carga / descarga

Es útil observar la ecuación para la carga y descarga de oxígeno, para que podamos comprender mejor cómo funcionan estos procesos. ¡Asi que aqui esta!

Hgb + 4 O2 <–> 4 HgbO2

Entonces, ¿qué significan esos términos? Hgb se refiere a desoxihemoglobina, es decir, hemoglobina sin oxígeno. El O2 es, obviamente, oxígeno molecular. Y, HgbO2 se refiere a oxihemoglobina.


La ecuación para cargar y descargar oxígeno de la hemoglobina.
Ecuación de descarga de carga de oxígeno

Ahora, observe la flecha en el medio. Es bidireccional. Las flechas bidireccionales indican que esta reacción puede ocurrir en cualquier dirección. La carga se realiza a la derecha y la descarga a la izquierda. La dirección general de la reacción está determinada por, y esto es importante, la concentración relativa de oxígeno.

Bueno, qué significa eso? Vamos a ver. La alta concentración de oxígeno que existe en nuestros pulmones empuja la reacción hacia la derecha, favoreciendo así la carga y la formación de oxihemoglobina. Por el contrario, la baja concentración de oxígeno en los tejidos empuja la reacción hacia la izquierda, favoreciendo así la descarga de oxígeno.

Resumen de la lección

En resumen, el transporte de oxígeno se refiere a las diferentes formas en que se transporta el oxígeno desde los pulmones a los tejidos metabolizadores. Casi todo este oxígeno se transporta por todo el cuerpo en nuestros glóbulos rojos en forma de oxihemoglobina . Se transporta relativamente poco oxígeno disuelto en el plasma; sin embargo, el oxígeno debe disolverse primero en el plasma antes de que pueda ingresar a los glóbulos rojos.

El proceso por el cual la hemoglobina se une al oxígeno para formar oxihemoglobina se llama carga . Eso es lo que pasa en los pulmones. Una vez en los tejidos metabolizadores, la oxihemoglobina se descarga a medida que se libera oxígeno y se difunde en el plasma y finalmente en nuestras células.

La ecuación de carga y descarga es Hgb + O2 <–> HgbO2 , donde Hgb es hemoglobina, O2 es oxígeno y HgbO2 es oxihemoglobina. Una vez más, la dirección general de la reacción está determinada por la concentración relativa de oxígeno.

Los resultados del aprendizaje

Después de ver este video, podrá:

  • Describir cómo se transporta el oxígeno desde los pulmones a los tejidos.
  • Diseccionar la ecuación para la carga y descarga de oxígeno.
  • Explica por qué esta ecuación es bidireccional.

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