Gli effetti del monossido di carbonio CO sull’organismo umano

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Carbossiemoglobina

L’alto numero di morti per sospetta effusione di monossido di carbonio (CO), avvenuto recentemente presso una residenza sanitaria assistenziale, mi induce a dare alcuni chiarimenti in merito. Chiarimenti che, da una parte, riguardano il monossido di carbonio prodotto da una reazione di combustione con difetto di ossigeno e, dall’altra, il suo trasporto dai polmoni ai capillari sanguigni dovuto all’emoglobina (Hb), una proteina globulare di colore rosso contenuta nei globuli rossi del sangue umano. L’emoglobina del sangue che circola nelle arterie trasporta e cede l’ossigeno (O2) a tutti i tessuti del corpo umano, da cui riceve l’anidride carbonica (CO2), prodotta nel processo ossidativo di respirazione, che viene trasportata ai polmoni dal sangue venoso. La funzione di captazione dell’ossigeno è affidata allo ione ferroso (Fe2+), costituente dell’emoglobina, che lo lega in seguito allo scambio gassoso che avviene quando il sangue passa nei polmoni a livello alveolare. A tal punto, l’emoglobina, che si trova sotto forma di de-ossiemoglobina, componente del sangue venoso, cede ai polmoni l’anidride carbonica (CO2) acquisita dai capillari, e si trasforma in ossi-emoglobina costituente del sangue arterioso. Avviene così la saturazione emoglobinica: ogni molecola di emoglobina, al livello massimo di saturazione, che è del 100%, lega quattro molecole di ossigeno (4O2). Nel caso in cui, per esempio, l’emoglobina legasse 3 molecole di ossigeno si avrebbe un livello di saturazione del 75%.

L’emoglobina ha un’affinità per il monossido di carbonio (CO) pari a più di 250 volte superiore a quella che ha per l’ossigeno. Questo significa che l’emoglobina lega più velocemente il monossido di carbonio (CO) con la formazione di un legame chimico molto forte. Se nell’aria, dunque, fosse presente un eccesso di monossido di carbonio (superiore a 35 parti per milione di parti di aria), dovuto, ad esempio, al malfunzionamento di una caldaia posta all’interno di un immobile, questo si legherebbe all’emoglobina, dando luogo alla carbossi-emoglobina (HbCO), incapace di legare ossigeno. In queste condizioni ai capillari sanguigni, e quindi ai tessuti, arriverebbe, invece dell’ossigeno (O2) richiesto per la normale respirazione, il monossido di carbonio (CO) che causerebbe la morte.

Per comprendere come avviene la produzione di monossido di carbonio (CO), bisogna riferirsi ai combustibili che vengono usati, oggi più comunemente negli agglomerati urbani, per il riscaldamento domestico. Tali combustibili, in genere, sono idrocarburi, cioè composti costituiti da carbonio C e idrogeno H; tra questi, quello più utilizzato è il metano (CH4), che viene erogato tramite un’apposita rete di distribuzione. In mancanza di ciò, nelle abitazioni isolate al di fuori del perimetro urbano, spesso viene usato il GPL (Gas di Petrolio Liquefatti), una miscela di due idrocarburi: propano (C3H8) e butano (C4H10). Il GPL viene stoccato, secondo le norme vigenti, in bomboloni interrati o posti in superficie in un recinto protetto, ad una certa distanza dall’abitazione. Questi idrocarburi vengono bruciati in una caldaia secondo una reazione chimica esotermica, detta di combustione, secondo la quale l’idrocarburo (combustibile) miscelandosi con l’ossigeno (comburente) dell’aria reagisce dando come prodotti della reazione: anidride carbonica (CO2), acqua (H2O) ed energia termica; come esempio si riporta la reazione di combustione del metano: CH4 + 2O2 à CO2 + 2H2O (per gli altri idrocarburi menzionati cambia il rapporto quantitativo tra l’idrocarburo e l’ossigeno, ma i prodotti che si ottengono sono acqua (H2O), anidride carbonica (CO2) ed energia). Se nella reazione di combustione dell’idrocarburo la quantità stechiometrica dell’ossigeno risulta inferiore a quella richiesta dalla reazione, al posto di CO2, si ottiene il monossido di carbonio (CO). Nella reazione indicata, in condizioni normali di temperatura e pressione, per ogni  metro cubo di metano sono necessari 2 metri cubi di ossigeno. Se il volume di ossigeno fosse inferiore a tale valore a causa di un imprevisto malfunzionamento della caldaia, si otterrebbe come prodotto il monossido di carbonio (CO) al posto dell’anidride carbonica (CO2 ).

Il monossido di carbonio che è un gas inodore, incolore e insapore e per questo pericoloso, viene prodotto anche dalle braci ottenute in seguito alla combustione della legna e dai motori accesi di auto non soggetti ad accelerazione.

Francesco Giuliano


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Francesco Giuliano
Giuliano Francesco, siciliano d’origine ma latinense d’adozione, ha una laurea magistrale in Chimica conseguita all’Università di Catania dopo la maturità classica presso il Liceo Gorgia di Lentini. Già docente di Chimica e Tecnologie Chimiche negli istituti statali, Supervisore di tirocinio e docente a contratto di Didattica della chimica presso la SSIS dell’Università RomaTre, cogliendo i “difetti” della scuola italiana, si fa fautore della Terza cultura, movimento internazionale che tende ad unificare la cultura umanistica con quella scientifica. È autore di diversi romanzi: I sassi di Kasmenai (Ed. Il foglio,2008), Come fumo nell’aria (Prospettiva ed.,2010), Il cercatore di tramonti (Ed. Il foglio,2011), L’intrepido alchimista (romanzo storico - Sensoinverso ed.,2014), Sulle ali dell’immaginazione (NarrativAracne, 2016, per il quale ottiene il Premio Internazionale Magna Grecia 2017), La ricerca (NarrativAracne – ContempoRagni,2018), Sul sentiero dell’origano selvatico (NarrativAracne – Ragno Riflesso, 2020). È anche autore di libri di poesie: M’accorsi d’amarti (2014), Quando bellezza m’appare (2015), Ragione e Sentimento (2016), Voglio lasciare traccia (2017), Tra albori e crepuscoli (2018), Parlar vorrei con te (2019), Migra il pensiero mio (2020), selezionati ed editi tutti dalla Libreria Editrice Urso. Pubblica recensioni di film e articoli scientifici in riviste cartacee CnS-La Chimica nella Scuola (SCI), in la Chimica e l’Industria (SCI) e in Scienze e Ricerche (A. I. L.). Membro del Comitato Scientifico del Primo Premio Nazionale di Editoria Universitaria, è anche componente della Giuria di Sala del Premio Nazionale di Divulgazione Scientifica 2018 e 2019/Giacarlo Dosi. Ha ricevuto il Premio Internazionale Magna Grecia 2017 (Letteratura scientifica) per il romanzo Sulle ali dell’immaginazione, Aracne – NarrativAracne (2016).