Effetto Hamburger

L'effetto Hamburger consiste nel movimento di ioni cloruro (Cl⁻) e bicarbonato (HCO−3) attraverso lo scambiatore cloruro-bicarbonato posto sulla membrana plasmatica dell'eritrocita, denominato banda III. Fu descritto dal fisiologo danese Jakob Hamburger nel 1892.

Funzionamento

L'anidride carbonica prodotta dal metabolismo a livello dei capillari tissutali deve essere trasportata, tramite il flusso sanguigno, a livello polmonare per essere espulsa. Della CO₂ prodotta, l'11% rimane nel plasma, mentre 89% entra nei globuli rossi: di questa il 5% rimane in forma disciolta nel citoplasma, il 21% si lega a residui di istidina dell'emoglobina (presente all'interno del globulo rosso) mentre il 63% forma prima acido carbonico (H₂CO₃) poi ione bicarbonato (HCO−3) nella reazione di idratazione catalizzata dall'enzima anidrasi carbonica.

   CO2 + H2O $\rightleftharpoons$ H2CO3 $\rightleftharpoons$ HCO−3 + H+ 

Il bicarbonato viene espulso dal globulo rosso attraverso lo scambiatore cotrasporto antiporto cloruro-bicarbonato, che immette nel globulo rosso ioni cloruro ed emette ioni bicarbonato. Nel sangue venoso la quantità di CO₂ che circola sotto forma di bicarbonato è pari circa all'88% del totale e rappresenta anche il principale agente tamponante del pH ematico.

Lo scambio è di tipo elettroneutrale perché non c'è un trasferimento netto di cariche, tuttavia l'entrata di ioni cloruro (Cl⁻) all'interno dell'eritrocita genera un gradiente osmotico che richiama acqua all'interno, di conseguenza a livello dei capillari periferici i globuli rossi tendono a gonfiarsi aumentando di volume.

A livello alveolare la concentrazione (pressione parziale) di CO₂ è più bassa che nei tessuti periferici, mentre c'è una più elevata concentrazione di bicarbonato quindi all'interno del globulo rosso la reazione reversibile dell'anidrasi carbonica avviene in senso opposto: Il bicarbonato viene pompato all'interno del globulo rosso mentre lo ione cloruro all'esterno. All'interno del globulo rosso il bicarbonato viene trasformato in acido carbonico che poi darà acqua e anidride carbonica; l'anidride carbonica così prodotta viene rilasciata nel sangue per passare per diffusione attraverso le pareti dell'alveolo ed essere esalata.

Bibliografia

• David L. Nelson, Michael M.Cox, I Principi di Biochimica di Lehninger, 4ª ed., Zanichelli Bologna, 2006, ISBN 978-88-08-19774-0.
• Robert M. Berne, Matthew N. Levy, Bruce M. Koeppen, Bruce A. Stanton, Fisiologia, Milano, Ambrosiana, 2000, ISBN 978-88-08-18274-6.