CO2

L’ossigeno viene fornito dall’aria che respiriamo.
L’aria è una miscela di diversi gas: per il 78% di azoto) e per il 21 % da ossigeno O2 ) e il restante 1 % è formato da argon (Ar ), da anidride carbonicaC O2 ) da vapore acqueo (H2 O).
L’azoto N è importante per la vita perché è un componente delle proteine, ma il nostro organismo non lo assume dall’aria con la respirazione ma tramite l’alimentazione.

L’ossigeno è il gas che respiriamo e che fa funzionare le nostre cellule. Alle cellule questo gas serve per innescare le reazioni di ossidazione della respirazione cellulare con cui esse estraggono dagli alimenti l’energia necessaria per il metabolismo. L’OSSIGENO viene prodotto dalle piante durante la fotosintesi clorofilliana e viene utilizzato da tutti gli esseri viventi nella respirazione; inoltre alimenta i processi di combustione.

Anche gli altri gas presenti nell’aria sono essenziali per la vita: l ‘anidride carbonica nome corrente dei biossidi di carbonio, è un gas incolore e inodore; non è tossico in dosi minime ma può provocare asfissia se presente nell’aria atmosferica in quantità superiori al 10% circa.
E’ formata da un atomo di carbonio e due atomi di ossigeno, la sua formula chimica è CO2 L’anidride carbonica atmosferica ha un ruolo fondamentale nell’ecosfera, rappresentando la forma inorganica di carbonio cui attingono i vegetali per svolgere la fotosintesi e che gli organismi eterotrofi restituiscono come prodotto finale della respirazione ed è il prodotto principale dei processi di combustione.
Pur presente in piccolissime quantità l’anidride carbonica ostacola la dispersione del calore della Terra verso lo spazio contribuendo cosi a mantenere una temperatura adatta alla vita. Il fenomeno è conosciuto come EFFETTO SERRA

Fatta questa premessa andiamo ad occuparci della CO2 prodotta dal nostro organismo.
La CO2 – anidride carbonica – è un prodotto di scarto del catabolismo (insieme delle reazioni di degradazione delle cellule).

Il metabolismo agisce complessivamente mediante quattro funzioni principali.
La prima di queste è il catabolismo, mediante il quale si ricava energia chimica dalla demolizione delle sostanze nutritive ricche di energia (organismi eterotrofi) o dall’energia solare (organismi autotrofi). I
l catabolismo è, dunque, una fase metabolica nella quale molecole grandi e complesse (carboidrati, lipidi e proteine) sono trasformate in composti più semplici (per es., acido lattico, anidride carbonica, ammoniaca), scindendo legami chimici tramite reazioni di ossidazione che liberano energia, conservata come ATP (per es., glicolisi, ossidazione degli acidi grassi).
Il catabolismo comprende processi quali: l’idrolisi delle macromolecole; la glicolisi; la β-ossidazione degli acidi grassi; il ciclo dell’urea.
Un esempio di catabolismo è la respirazione cellulare, cioè il complesso di reazioni che si svolgono nell’interno delle cellule, mediante le quali l’ossigeno viene utilizzato per l’ossidazione dei metaboliti cellulari con conseguente produzione di CO2 e formazione di composti ad alta energia come l’ATP (adenosintrifosfato).
I prodotti finali del catabolismo sono detti cataboliti; questi o non contengono affatto più energia chimica perché sono stati completamente ossidati, o ne contengono ancora, ma in una forma che l’organismo che li produce non è capace di liberare.
Essi vengono eliminati con gli escreti.
Fonte Treccani


La funzione primaria dell’apparato respiratorio consiste nel trasferire i due gas: l’ossigeno e l’anidride carbonica tra i milioni di alveoli polmonari e i capillari che li circondano. L’ossigeno inalato entra nei polmoni e raggiunge gli alveoli. Gli strati cellulari che rivestono gli alveoli e i capillari circostanti presentano ciascuno uno spessore pari alle dimensioni di una singola cellula e sono in stretto contatto reciproco. Lo spessore di questa barriera fra aria e sangue è mediamente pari a 1 micron (1/10.000 di centimetro). L’ossigeno passa rapidamente attraverso questa barriera di aria-sangue nel sangue capillare.
Allo stesso modo, l’anidride carbonica passa dal sangue agli alveoli e viene quindi espirata.
La produzione di CO2 nell’organismo è più elevata rispetto alla quantità di ossigeno che viene inspirato.

Anidride carbonica nel sangue

Circa il 7% dell’anidride carbonica presente in circolo si trova disciolta nel sangue venoso;
il rimenente 93% diffonde nei globuli rossi;
in questa sede il 70% è convertito in ione bicarbonato ed il restante 23% si lega all’emoglobina
La CO2 è un prodotto di scarto ed un suo eccesso in circolo abbassa il pH del sanguein misura sensibile, provocando un disturbo noto come acidosi.
Valori estremamente alti di CO2 nel sangue interferiscono con i legami idrogeno delle molecole e possono denaturare le proteine. 
A livello polmonare, l’anidride carbonica viene allontanata dal sangue, poiché la PCO2 dell’aria atmosferica (pressione parziale di CO2) è assai inferiore a quella venosa, per cui si assiste a un passaggio del gas dal punto a maggior concentrazione (sangue venoso) al compartimento più povero di CO2 (l’aria ambientale presente negli alveoli polmonari).
Fonte MyPersonal Trainer

L’anidride carbonica (CO2) viene prodotta nei tessuti in rapporto all’entità di attività metabolica dei tessuti stessi: più c’è attività metabolica più viene consumato ossigeno (O2) e più CO2 viene prodotta.
Il tessuto più soggetto a grandi variazioni di attività metabolica è il tessuto muscolare.
Quando i muscoli entrano in attività, soprattutto nel movimento e quindi nello sforzo fisico, hanno bisogno di più ossigeno e producono più anidride carbonica.
Per compensare il bisogno di ossigeno aumenta l’attività del respiro: più intensa è l’attività muscolare, più profondi e più frequenti si fanno gli atti respiratori per consentire un grande ricambio di aria e quindi un maggior passaggio di ossigeno attraverso gli alveoli polmonari. Questa maggiore attività respiratoria serve anche a eliminare la maggiore quantità di anidride carbonica che si forma nello sforzo muscolare. In condizioni normali c’è un equilibrio tra O2 e CO2 sia nel sangue circolante che nei tessuti, in rapporto sempre all’entità di attività metabolica dei tessuti.

In alcuni stati di malattia questo equilibrio può alterarsi: ad esempio nelle malattie polmonari che comportano difetto di trasporto dei gas a livello degli alveoli si può avere un difetto di passaggio di ossigeno al sangue (ipossiemia), mentre la CO2, che è 20 volte più solubile dell’O2, riesce comunque a lasciare il sangue diffondendo negli alveoli, mantenendo quindi stabile il suo livello nel sangue stesso (insufficienza respiratoria ipossiemica normocapnica);
quando l’ostacolo polmonare è molto avanzato anche la CO2 fa fatica ad essere eliminata.
Si ha allora l’insufficienza respiratoria ipercapnica, in cui sia l’ossigeno che l’anidride carbonica non riescono a mantenere il giusto ricambio nel sangue e nei tessuti:
nel sangue diminuisce di molto l’ossigeno circolante
e aumenta la CO2;
i tessuti soffrono per lo scarso apporto di O2 e per l’accumulo in essi di CO2 e dell’acido carbonico che dalla CO2 deriva
.
In queste condizioni di patologia, anche a riposo c’è un alto consumo di O2 e un’alta produzione di CO2, anche a causa della notevole attività dei muscoli respiratori, nello sforzo di far fronte ad una situazione critica.