Carbaminoemoglobina

La carbaminoemoglobina (detta anche carbo-emoglobina, o carbodiossi-emoglobina) è un composto che si forma normalmente nei globuli rossi a partire da emoglobina e CO₂.

Nonostante i termini sembrino molto simili, è importante non confondere la carbaminoemoglobina con la carbossiemoglobina, che è il composto formato dal legame tra emoglobina e CO, in cui il CO si lega con grande forza al gruppo eme e gli impedisce di trasportare l'ossigeno.

Struttura

Non è ancora chiaro dove esattamente la CO₂ si leghi alla molecola di emoglobina per formare la carbaminoemoglobina, esistono due principali ipotesi.

• Quando aumenta la CO₂ (a parità di O₂) l'emoglobina reagisce con la CO₂ formando carbaminoemoglobina e la sua capacità di trattenere l'ossigeno cala. Lo stesso risultato si ottiene osservando l'effetto opposto: la deossigenazione dell'emoglobina (a parità di CO₂) aumenta la sua capacità di formazione di carbaminoemoglobina (Effetto Haldane). Queste osservazioni hanno fatto sospettare che la CO₂ si potesse legare all'eme "cacciando" l'O₂, un po' come fa il CO, ma con molta meno forza.
• Si è anche scoperto che tutte le proteine sono in grado di trasportare CO₂ legandola ai gruppi amminici esposti (ad esempio l'N-terminale, o a catene laterali dell'amminoacido Lisina): le molecole risultanti sono spesso definite carbaminocomposti. Questo ha fatto immaginare che ciò sia vero anche per l'emoglobina (che è una proteina) ed è nata l'idea che quindi la CO₂ non si leghi all'eme ma ai gruppi amminici della parte proteica dell'emoglobina (le 2 catene α e le 2 β) formando dei gruppi carbaminici (—NHCOOH) (da qui il nome carbamino-emoglobina). La reazione di formazione di un carbaminocomposto a partire da una proteina e da CO₂ è:

(Proteina)—NH₃⁺ + CO₂ --> (Proteina)—NHCOOH + H⁺

Funzione

La carbaminoemoglobina è una delle molte forme di trasporto dell'anidride carbonica all'interno dell'organismo per mezzo del sangue. La CO₂ ha diversi metodi di trasporto nel sangue. La maggior parte di essi sono resi possibili dai globuli rossi:

• Il 73% va ad unirsi all'acqua, grazie all'azione dell'anidrasi carbonica, formando l'anione HCO₃-,che viene rilasciato nel sangue in cambio di dell'anione cloruro Cl- e dello ione H⁺, che invece si lega perifericamente all'emoglobina e se ne scinderà solamente quando l'ossigeno si legherà al ferro. La reazione chimica in questione è la seguente: CO₂ + H₂O --> H₂CO₃ --> HCO3^- + H⁺.
• Un'altra porzione pari al 5% rimane direttamente sciolta nel globulo rosso.
• Il rimanente 21% si lega sotto forma di COO- ad uno dei gruppi amminici dell'emoglobina (che infatti è una proteina, quindi avrà gruppi positivi e gruppi negativi), dando la carbaminoemoglobina; per mezzo della seguente reazione: CO2 + emoglobina-NH3+ --> carbaminoemoglobina-NH₂+ + H+).