Il sangue è noto come il veicolo per il trasporto di ossigeno dai polmoni ai tessuti, e per il trasporto di CO2 generato durante il metabolismo respiratorio nei tessuti ai polmoni per il rilascio. Il sangue svolge molti altri ruoli negli organismi con sistemi circolatori. Il sangue trasporta i principali nutrienti organici dall’intestino (dove vengono assorbiti) al fegato (dove vengono elaborati) e infine agli altri organi. I prodotti organici di scarto e gli ioni minerali in eccesso sono trasportati dal sangue ai reni per l’escrezione. Il sangue serve anche a trasportare ormoni e altri messaggeri chimici da varie ghiandole endocrine ai loro specifici organi bersaglio. Infine, il sangue contiene cellule e proteine anticorpali che difendono dalle malattie.
Il sistema vascolare umano contiene circa 5-6 litri di sangue. Quasi la metà del suo volume è costituito da cellule: globuli rossi (eritrociti), che trasportano ossigeno e anidride carbonica, e un numero molto più piccolo di globuli bianchi (leucociti) e piastrine, che fanno parte del sistema di difesa (immunitario).
Ogni cellula umana richiede una fornitura costante di ossigeno, O2. Ogni cellula richiede anche un modo per smaltire il gas CO2. I globuli rossi (eritrociti) fanno entrambi i lavori, trasportando ossigeno dai polmoni alle cellule e CO2 dalle cellule ai polmoni. L’agente attivo all’interno dei globuli rossi è la molecola di emoglobina, una proteina globulare, di colore rosso, che ha siti di legame per O2 e CO2. La struttura dell’emoglobina è mostrata qui sotto.
La parte non cellulare del sangue è chiamata plasma sanguigno. Il plasma è circa il 90% di acqua in peso. Le proteine del plasma costituiscono tre quarti del peso dei soluti nel plasma. I diversi tipi di proteine plasmatiche hanno una serie di funzioni importanti. Tra queste c’è la capacità di trasportare importanti nutrienti, come i lipidi e gli acidi grassi, così come alcuni metalli traccia, vitamine e ormoni. Gli anticorpi nel plasma aiutano a combattere gli attacchi degli agenti patogeni e gli inibitori delle proteasi proteggono dagli effetti degradanti delle proteasi. Il fibrinogeno, il bersaglio della cascata di coagulazione del sangue, è un’altra proteina plasmatica abbondante. Il resto dei soluti disciolti consiste in nutrienti organici e metaboliti, prodotti di scarto e sali inorganici. La tabella 1 mostra i componenti principali del plasma sanguigno umano normale e la loro funzione generale.
Componenti principali del plasma sanguigno
| Componente | Concentrazione (g/100 mL) | Funzione |
| Proteine (Totale) | 5.8-8.0 | |
| Albumina sierica | 3.0-4.5 | Regolazione osmotica, trasporto degli acidi grassi |
| α-globuline | 0.7-1.5 | Trasporto di lipidi, rame, ormone tiroideo |
| β-globuline | 0.6-1.1 | Trasporto di lipidi, ferro e altri metalli |
| γ-globuline | 0.7-1.5 | Anticorpi |
| Fibrinogeno | 0.3 | Agente di coagulazione del sangue |
| Lipidi (Totale) | 0.4-0.7 | |
| Triacilgliceroli | 0.4-0.7 | Carburante nel percorso di stoccaggio |
| Fosfolipidi | 0.15-0.25 | Componenti della membrana |
| Colesterolo & esteri | 0.15-0.25 | Componenti della membrana |
| Acidi grassi liberi | 0.01-0.03 | Carburante immediato per i muscoli |
| Glucosio | 0.07-0.09 | Forma di trasporto dei carboidrati dal fegato ai tessuti periferici |
| Aminoacidi | 0.035-0.065 | Precursori della sintesi proteica |
| Urea | 0.02-0.03 | Prodotto di escrezione dell’azoto dal catabolismo degli aminoacidi |
| Acido Urico | 0,002-0,006 | Prodotto di escrezione dell’azoto dal metabolismo delle purine |
Un mL di sangue contiene circa 5 miliardi (5 x 109) di eritrociti. Queste cellule sono essenzialmente contenitori circolanti di molecole di emoglobina. Il sangue è carico di eritrociti, ogni cellula è carica di molecole di emoglobina. La maggior parte della materia solida del globulo rosso è l’emoglobina. Per trasportare O2 e CO2 nel sangue, il corpo deve fare un gran numero di eritrociti e deve fare una grande quantità di emoglobina. L’emoglobina è sintetizzata all’interno degli eritrociti quando si formano nel midollo osseo. Un maschio adulto sano sintetizza circa 900 trilioni (9 x 1014) di molecole di emoglobina al secondo per sostituire l’emoglobina persa a causa della normale usura. La sintesi dell’emoglobina e del suo contenitore, l’eritrocita, deve rappresentare una grande frazione del bisogno di nutrimento del corpo dall’ambiente. Ricordiamo che l’emoglobina è composta da quattro subunità. Ogni subunità contiene un gruppo prostetico chiamato eme.
L’eme è una molecola organica planare ed è piccola rispetto alla subunità proteica. Un gruppo eme è mostrato nella figura 1. L’anello eme contiene un atomo di ferro, che è nello stato di ossidazione +2 nella deossiemoglobina. Questa forma Fe(II) nell’emoglobina può legare una molecola di ossigeno. La subunità eme si trova in una tasca idrofoba definita da segmenti tubolari di alfa-elica.
Tipi di sangue
I tipi di sangue sono stabiliti dalla genetica e sono determinati dalle proteine che sono presenti nel sangue. Queste proteine sono chiamate Agglutinogeni ed esistono sulle membrane di superficie dei globuli rossi. Ci sono 3 geni per i diversi tipi di sangue: A, B e O. Ma poiché riceviamo i nostri geni dai nostri genitori, ciò significa che riceviamo 2 geni (uno da ogni genitore) per determinare il nostro gruppo sanguigno. Con 3 possibili geni ciò significa che ci sono 6 varianti:
AA o AO = Tipo A
BB o BO = Tipo B
OO = Tipo O
AB = Tipo AB
Questo significa che per la tipizzazione del sangue ci sono quattro principali tipi di sangue A, B, AB e O.
In aggiunta alla tipizzazione genetica un ulteriore fattore è usato per separare il sangue in gruppi chiamati fattore Rhesus. Studiando le scimmie Rhesus, gli scienziati hanno scoperto una proteina del sangue che è presente nel sangue di alcune persone mentre è assente in altre. La presenza o l’assenza di questo fattore si chiama Fattore Rhesus e viene dato un segno + per la sua presenza e un segno – per la sua assenza. Così ora i nostri 4 gruppi sanguigni principali sono ulteriormente separati in 8:
A+ A-
B+ B-
AB+ AB-
O+ O-
Nella popolazione, i gruppi sanguigni non sono presenti nelle stesse quantità:
La tipizzazione del sangue è il processo analitico utilizzato per determinare il gruppo sanguigno di una persona dal sangue intero. L’area di studio dei gruppi sanguigni è chiamata sierologia. I sierologi rilevano gli antigeni ABO attraverso l’uso di anticorpi specifici per ogni gruppo sanguigno. Gli anticorpi sono molecole proteiche che hanno un meccanismo a chiave che riconosce gli antigeni ABO specifici, si lega ad essi e li fa precipitare fuori dalla soluzione in grumi.
Il sierologo crea piccoli campioni di prove di sangue e poi aggiunge i diversi anticorpi per ogni tipo di sangue a questi campioni. In base a quale campione di sangue si “aggrega”, può determinare il tipo di sangue. Allo stesso modo un anticorpo viene aggiunto ai campioni per determinare la presenza o l’assenza del fattore Rhesus. L’immagine qui sotto mostra i risultati dei test e come verrebbero interpretati per determinare il gruppo sanguigno.
Risultati del test del tipo di sangue
Prove di sangue
Ci sono 3 tipi principali di prove di sangue:
- Campioni di sangue – Questo è il sangue che viene prelevato direttamente da un sospetto o una vittima e può essere analizzato per entrambi i tipi e può essere usato per estrarre prove di DNA.
- Gocce di sangue – Questo è il sangue che viene lasciato in una traccia o in strisce che indica il movimento della vittima o del sospetto sulla scena del crimine. Le gocce possono dire all’investigatore la direzione, l’altezza da cui sono state lasciate cadere e a volte anche l’arma che è stata usata. Possono anche essere raccolte per la tipizzazione e, se non troppo degradate, per il DNA.
- Schizzi di sangue – Questo è il sangue che viene spinto verso una superficie in risposta alla violenza. Gli schizzi possono essere usati per determinare il tipo di arma usata, l’altezza dell’aggressore, il movimento nella scena del crimine e se un corpo è stato spostato dopo la morte.
