Hemoglobina: Estrutura e Função

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Hemoglobina
· Tipos
· Estrutura
· Forma tensa x relaxada (fenômeno de cooperação)
· Anemia falciforme
PRINCIPAIS TIPOS
- Adulta
- Fetal
- Falciforme
Os três tipos têm 4 características em comum:
- globular
- quaternária
- tetrâmera
- metaloproteína
ESTRUTURA
- Quatro cadeias (2 alfas e 2 betas)
- As duas cadeias alfas têm a mesma quantidade de aminoácidos. As cadeias betas também, mas a quantidade de aminoácidos da cadeia alfa é diferente da cadeia beta.
- As quatro cadeias são formadas por 8 cadeias em alfa hélice.
- Dímeros: ligação entre uma cadeia alfa e uma cadeia beta. Os dímeros se ligam, formando o tetrâmetro. A ligação entre os dímeros é mais fraca do que as ligações que os formam.
Grupo Heme
É formado por duas partes: uma orgânica e outra inorgânica
· Parte orgânica
- constituída pela protoporfirina IX
- formado por quatro anéis de nitrogênio
· Parte inorgânica
- no centro, ligado à parte orgânica
- Ferro
- o ferro faz 6 ligações. Dessas 6, 4 é para cada anel de nitrogênio. As outras duas, uma é com o oxigênio e a outra é com a histidina (aminoácido).
A histidina faz parte do corpo de uma das unidades da hemoglobina. A região periférica da hemoglobina é rica em aminoácidos polares (contribuindo para a solubilidade dessa proteína), enquanto que para a sua face interna, estão os apolares.
HEMOGLOBINA X MIOGLOBINA: músculo x sangue
A hemoglobina é uma proteína circulante do sangue. A mioglobina, por sua vez, está presente nos músculos. Elas se diferem em suas estruturas.
· Mioglobina
- monômero (formada apenas por uma unidade)
- 8 cadeias alfa hélices
- quantidade de aminoácidos maior do que na cadeia da hemoglobina
- alta afinidade com O2. Por isso, atua no transporte e armazenamento de oxigênio nos músculos
- presente nos músculos
· Hemoglobina
- tetrâmero (quatro unidades)
- 8 cadeias alfa hélices
- afinidade com 02 é variável: no pulmão, onde a concentração ou a pressão de O2 é muito alta, a HB se liga ao O2. No entanto, quando circula pelo corpo e chega aos tecidos (concentração/pressão de oxigênio é baixa, ela se desliga do O2, que vai para os tecidos, ocorrendo o desligamento dessa ligação.
- presente no sangue
- molécula transportadora
FENÔMENO DE COOPERAÇÃO
A ligação O2 + HB não é uma ligação linear.
· Temos o grupo heme ligado à histidina e também temos uma ligação com ferro
· Quando a hemoglobina ainda não está ligada a um oxigênio, ela se apresenta na forma tensa.
· Quando o oxigênio se liga ao grupo heme de uma das unidades da hemoglobina, ela passa a ter uma forma mais relaxada, facilitando a próxima ligação.
· O fenômeno de cooperação só ocorre porque a hemoglobina é uma proteína alostérica. Isso quer dizer que à medida que os componentes vão se ligando a ela, ela vai se modificando, ocorre um novo arranjo espacial das alfa hélices.
· No estado oxigenado, a cavidade central do tetrâmero diminui
Se o oxigênio se ligasse na hemoglobina sem o efeito de cooperação o gráfico de saturação seria linear (uma reta). A mioglobina tem maior afinidade com o oxigênio. Com isso, a curva de saturação da hemoglobina é sigmoide, enquanto a curva de saturação da mioglobina é hiperpólica.
- a saturação da mioglobina acontece rapidamente, em baixas concentrações de oxigênio, pois sua afinidade é alta
- a hemoglobina inicia com baixa afinidade de oxigênio. Em altas concentrações, a afinidade é alta.
· Nos tecidos a pressão do oxigênio é baixa
· CO2 é liberado e reage com a água, formando o ácido carbônico (CO2 + H2O = H2CO3)
· H2CO3 se dissocia, liberando H+ e o íon bicarbonato (HCO2). Isso ocorre na presença da enzima anidrase carbônica
· A hemoglobina sai do pulmão, chega nos tecidos e o H+ liberado se liga em várias partes da hemoglobina, ocorrendo uma nova acomodação das alfa hélices
· Essa nova acomodação joga fora as moléculas de O2, diminuindo a afinidade da hemoglobina
· A hemoglobina volta para os pulmões e a alta concentração de oxigênio vem efeito alostérico, liberando o H+
· H+ se liga a um bicarbonato (H+ + HC03), formando H2CO3 e faz a reação inversa (H20 + CO2)
· Nos pulmões o CO2 é liberado
ANEMIA FALCIFORME
Anemia falciforme é uma anemia causada pela modificação na forma da hemácia, que é bicôncava e passa a ter forma de foice. Essas hemácias deformadas acabam se acumulando nos vasos sanguíneos, causando uma série de problemas. Por causa disso, elas são retiradas de circulação – o que causa o quadro anêmico.
As hemácias falciformes contêm um tipo de hemoglobina, chamada hemoglobina S, que se cristaliza na falta de oxigênio, formando trombos que bloqueiam o fluxo de sangue, porque não têm a maleabilidade da hemácia normal. Pessoas negras são mais atingidas pela doença por fatores genéticos.
CAUSAS DA ANEMIA FALCIFORME
A anemia falciforme é causada por mutação genética, responsável pela deformidade dos glóbulos vermelhos. Para ser portador da doença, é preciso que o gene alterado seja transmitido pelo pai e pela mãe. Se for transmitido apenas por um dos pais, o filho terá o traço falciforme, que poderá passar para seus descendentes, mas não a doença manifesta.
Na anemia falciforme, no sexto aminoácido há uma troca de um ácido glutâmico por valina. Essa troca causa deformação nas hemácias porque a presença da valina provoca a formação de placas (polímeros, aglomerados), alterando a solubilidade da hemoglobina. Esses polímeros se tornam menos solúveis e essas cadeias formam uma espécie de fibra de placa que vai emburrar a hemácia.
TRATAMENTO
Os portadores precisam de acompanhamento médico constante. Quanto mais cedo começar, melhor será o prognóstico. Apesar de o tratamento não ser específico, em algumas situações pode haver indicação de ações para diminuir as crises dolorosas (hidroxiureia), isquemias cerebrais de repetição (terapia de transfusão regular), terapia da quelação de ferro para aqueles que recebem transfusões com frequência e acumulam ferro no organismo e, mais raramente, a troca de hemácias (eritracitaferese).
A doença pode ter cura através do transplante alogênico de medula óssea. O grande problema é que a maior parte dos pacientes não é candidata ao procedimento pelos critérios de elegibilidade ou por não ter doador compatível.
SINTOMAS
· Dor forte provocada pelo bloqueio do fluxo sanguíneo e pela falta de oxigenação nos tecidos;
· Dores articulares;
· Fadiga intensa;
· Palidez e icterícia;
· Atraso no crescimento;
· Feridas nas pernas;
· Tendência a infecções;
· Cálculos biliares;
· Problemas neurológicos, cardiovasculares, pulmonares e renais;
· Priapismo.
Diagnóstico
A eletroforese de hemoglobina é o exame laboratorial específico para o diagnóstico da doença, mas a presença da hemoglobina S pode ser detectada pelo teste do pezinho quando a criança nasce.