TÓPICOS ESPECIAIS EM BIOQUÍMICA- SANGUE

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TÓPICOS ESPECIAIS EM 
BIOQUÍMICA 
SANGUE 
SANGUE 
• 8% da massa corporal 
• Composição: 
–Células: ~ 45% 
 - 90% vermelhas 
 - 5% brancas 
 - 5% plaquetas 
- Plasma: ~55% 
- 90% H2O 
- 10% Soluto 
SANGUE 
• 10% SOLUTOS (Plasma) 
 10% compostos inorgânicos (NaCl, KCl, 
bicarbonato, fosfato, CaCl2, MgCl2...) 
 20% metabólitos orgânicos e produtos 
de excreção (glicose, aa's, lactato, piruvato, 
uréia, ácido úrico...) 
 70% proteínas(albumina, lipoproteínas, 
imunoglobulinas, hormônios, enzimas) 
SANGUE 
• FUNÇÕES: 
 - Transporte – gases, nutrientes, hor - 
mônios, “lixo metabólico”... 
 - Defesa – sistema imunológico (Ac e 
 leucócitos) 
 - Homeostase – equilíbrio hídrico, equil. 
ácido-base, temperatura corporal... 
 - Hemostase (coagulação do sangue) – 
prevenção de perda sanguínea após danos nos 
vasos. 
SANGUE 
Proteínas Plasmáticas 
- 4 % das prot. totais do corpo; isoformas 
- Síntese: fígado (exceto Ig e proteo-hormônios) 
- Glicoproteínas (exceto albumina) 
- Ex: Albumina sérica (regulação da volemia, transporte 
de ac. graxos), α1-globulinas (transporte de lipídios, 
tiroxina e horm. do córtex adrenal), α2-
globulina(transporte de lipídios e cobre), γ-globulina 
(Ac), fibrinogênio e protrombina (coagulação sang). 
 
 
SANGUE 
 
TRANSPORTE DE OXIGÊNIO 
Eritrócitos – pequenas, desprovidas de organelas, 
metabolismo anaeróbio. 
-Hemoglobina (Hb): 35 % do peso do eritrócito 
 Função primordial: transporte de O2 dos pulmões para os 
tecidos e ajudar no transporte de CO2 dos tecidos para os 
pulmões. 
 MM ~ 64500 Da 
 
SANGUE 
Hemoglobina (Hb) 
2 cadeias α (141 resíduos de aa´s), 2 cadeias β (146 resíduos 
de aa´s ) - porção protéica: globina. 
4 grupos heme (Fe+2) – ligação reversível de 4 moléculas de 
O2. 
HbA – Hb de humanos adultos 
 
 
SANGUE 
Hb - Estrutura quaternária mantida por ligações não-
covalentes (maior no. entre subunidades diferentes – α/β ); 
molécula tetramérica constituída por 2 dímeros : α1/β1 ; 
α2/β2 dispostos simetricamente em volta de um eixo 
central. 
Contato entre os dímeros: interface entre a subunidade α de 
um dímero e a subunidade β adjacente do outro dímero. 
Tais interfaces alteram-se com ligação do O2. 
SANGUE 
 Grau de saturação da Hb pelo O2 depende de diversos 
fatores: 
 - Pressão parcial de O2. 
 - pH 
 - [C O2] 
 - [ 2,3 bifosfoglicerato] 
 - T 
 
SANGUE 
 Aumenta a Po2 - Aumenta saturação da Hb por O2. 
~ 96% de saturação: Hb (sangue arterial) que deixa os 
pulmões e vai para os tecidos 
~ 64% de saturação: Hb (sangue venoso) que deixa os 
tecidos (libera ~ 1/3 do O2) 
* Cooperatividade + : curva sigmoidal 
Estrutura e Estabilidade da Hb 
 Estados R e T 
 O2 liga-se à Hb nos dois estados, mas com maior 
afinidade pelo R. A ligação do O2 estabiliza o 
estado R. 
 Em ausência de O2 o estado T é mais estável 
(desoxiHb predominante). Ligação de O2 
desencadeia a mudança de conformação para R. 
 Cooperatividade + na ligação da Hb ao O2. 
Eficiência aumenta em função da transição entre os 
estados T (baixa afinidade) e R (alta afinidade) – 
Curva sigmoidal 
 
 
2,3 – Bifosfoglicerato - BPG 
 Alta [BPG] nos eritrócitos 
 BPG regula a ligação de O2 à Hb - 
 BPG diminui a afinidade da Hb pelo O2 
porque estabiliza o estado T. 
 A [BPG] aumenta em grandes altitudes e 
também em situações de hipóxia facilitando 
a liberação de O2 nos tecidos 
SANGUE 
- O2 liga-se ao Fe do grupo Heme: 1Hb/4O2 
- H+ liga-se ao grupo R da lisina (cadeia β) e a dois outros 
resíduos (cadeia α) - 1Hb/3H+ 
-CO2 liga-se ao α–amino-grupo na extremidade amino-
terminal de cada uma das 4 cadeias polipeptídicas da Hb: 
1Hb/4 CO2. 
2,3 BPG liga-se à cavidade central da Hb: 1Hb/1BPG 
Hb transporta H+ e CO2 dos tecidos para os pulmões e rins 
(excreção) 
SANGUE 
 Tecidos 
 Alta [CO2] alta [H+]; pH 
 CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3- 
 anidrase carbônica 
 HHb+ + O2 HbO2 + H+ 
 
 [H+] ( pH) desloc. equilíbrio 
 [H+] ( pH) 
SANGUE 
 Tecidos periféricos: 
 Alta [CO2], pH afinidade da Hb pelo O2 , à 
medida que ela capta H+ e CO2. 
HbO2 Hb + O2 
Hb + H+ HHb 
HbO2 + H+ HHb + O2 
Capilares pulmonares: 
- Baixa [CO2], pH afinidade da Hb pelo O2 . 
HHb + O2 HHbO2 
HHbO2 HbO2 + H+ 
HHb + O2 HbO2 + H+ 
Efeito Bohr : efeito do pH e da [CO2] sobre a captação e 
liberação de O2 pela Hb 
 
 
 
 
 
Captação do O2 nos Pulmões 
 Oxigenação da Hb nos pulmões 
 Liberação de H+ 
 O2 + HHb+ H+ + HbO2 (eritrócito) 
 H+ + HCO3- H2CO3 H2O + CO2(d) 
(difunde-se do plasma para o espaço aéreo 
pulmonar) 
 * HCO3- entra e Cl- sai do eritrócito para o plasma 
através do sistema de transporte de ânions. 
 O2 e CO2 difundem-se através das membranas 
 
 
 
 
 
 Liberação de O2 nos Tecidos 
 CO2 difunde-se dos tecidos para o eritrócito 
 CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3- 
 
 HbO2 + H+ HHb+ + O2 (difusão para os 
tecidos) 
*
 HCO3
-
 sai (p/plasma), Cl
- entra no eritrócito 
através do sistema de transporte de ânions. 
 
Tampões Biológicos 
 (1) - Tampão Fosfato – Fluido intracelular. 
 Par conjugado: H2PO4-/HPO42- 
 H2PO4- HPO42- + H+ 
 pK’H2PO4- = 6,86 
 pH do fluido fisiológico; 6,9 a 7,4. 
Tampões Biológicos 
 (2) - Tampão Bicarbonato 
*Tampão do plasma sanguíneo. 
Par conjugado: H2CO3/HCO3
- 
(ácido carbônico/bicarbonato) 
H2CO3 HCO3
- + H+ pKH2CO3 = 6,1 
pH= pKa + log [base]/[ácido] = 6,1+log 20/1 
pH = 6,1 + 1,3 = 7,4 
O Tampão Bicarbonato 
 Adição de H+ ao sangue (p.ex. no esforço muscular 
intenso) 
 [H+] H2CO3 [CO2 (d)] no sangue 
 PCO2 na fase gasosa dos pulmões 
 CO2 extra exalado. 
 Adição de OH- ao sangue (p. ex., produção de NH3 no 
catabolismo protéico) 
 [H+] H2CO3 [CO2 (d)] no sangue 
 deslocamento do equilíbrio no sentido de 
 [CO2 (d)]. 
 
 
Considerações Importantes 
 O sistema tampão bicarbonato é complexo, 
na medida que um de seus componentes, o 
H2CO3, é formado a partir de CO2 e H2O 
(reação reversível, catalisada pela anidrase 
carbônica). O pH é função da [H2CO3] e da 
[HCO3
-]. A [H2CO3] depende da [CO2 (g)] 
(PCO2). 
 A [HCO3-] na fase aquosa e PCO2 na 
fase gasosa são determinantes do pH do 
tampão bicarbonato. 
 
Considerações Importantes 
 O tp. bicarbonato é eficiente porque há uma 
grande capacidade de reserva de CO2 (g) nos 
pulmões. A [CO2(d)] resulta do equilíbrio com o 
CO2 (g) 
 CO2(d) CO2 (g) 
A frequência respiratória pode ajustar, 
rapidamente, este equilíbrio para manter o pH 
do sangue (tamponamento). 
 Tronco Cerebral controla a taxa respiratória. 
 
 
HORMÔNIOS 
 
Organismos Multicelulares: �- Diferenciação celular e divisao do 
trabalho. Funções especializadas de tecidos e órgãos. Demanda 
energética e padrão metabólico diferenciado. 
 
HORMÔNIOS 
Controlam 
- diferentes aspectos do metabolismo; 
- pressãoarterial e volume sanguíneo; 
- frequência cardíaca; função renal; lactação 
- secreção de enzimas digestivas; 
- fome e distribuição de combustíveis 
- sistema reprodutor e diferenciação sexual; 
- crescimento celular e tissular; 
- embriogênese 
 
 
HORMÔNIOS 
Sistema Neuroendócrino (coordenação do metabolismo em 
mamíferos) 
 Secreção de Mensageiros Químicos (sinal) 
 em resposta à alterações nas condições do 
 organismo. 
Sinalização neuronal: neurotransmissor 
Sinalização endócrina: hormônio 
 
 
HORMÔNIOS 
 Classificação Hormonal em função do Trajeto 
- Hormônios Endócrinos: liberados no sangue e 
transportados para as células-alvo (exs: insulina e 
glucagon) 
- Hormônios Parácrinos: liberados no espaço 
extracelular e difundem-se para as células-alvo 
vizinhas (ex: eicosanóides) 
- Hormônios Autócrinos: liga-se a receptores na 
membrana da própria célula que o libera (célula que 
produz e libera o hormônio é também a célula-alvo) 
 
 
 o 
HORMÔNIOS 
Características Gerais 
-ligam-se a receptores específicos (na membrana ou dentro 
da célula-alvo) com alta afinidade; 
-atuam em concentrações baixas: micromolar (10-6) a 
picomolar (10-12); 
-alguns têm resposta mediada por 
 “mensageiros secundários”; 
-a maioria tem ½ vida curta; 
- alguns são sintetizados na forma zimogênica 
 
HORMÔNIOS 
*Há uma combinação de receptores específica para cada 
tipo de célula. 
* O mesmo receptor (R) em células-alvo diferentes pode 
desencadear respostas diferentes ao mesmo hormônio 
(H). 
•Complementariedade estrutural H-R 
 
 ESPECIFICIDADE DA AÇÃO 
HORMONAL 
 
HORMÔNIOS 
 A formação do complexo H-R pode resultar em 
alteração da atividade de enzimas que já 
existem ou em alteração na quantidade de 
proteíns recém-sintetizadas. 
Em geral: 
- hormônios hidrossolúveis (peptídicos e amina); 
transdução do sinal (msg) – respostas rápidas. 
- Hormônios lipossolúveis (esteróides) - 
respostas mais lentas. 
***Latências diferentes de resposta refletem 
mecanismos de ação diferentes. 
 
HORMÔNIOS 
INSULINA – hormônio peptídico; produzido pelas 
células beta das Ilhotas de Langerhans. 
- 5700 Da 
- 2 cadeias polipeptídicas: A (21 resíduos de aa’s) e B 
(30 resíduos de aa’s). 
- Sintetizado como pré-pró-insulina (forma zimogênica) 
– processamento proteolítico gera forma madura. 
Pré-pró-insulina pró-insulina (armazenada em 
grânulos secretores)  insulina 
 
HORMÔNIOS 
GLUCAGON – hormônio peptídico; produzido 
pelas células alfa das ilhotas de Langerhans. 
-1 cadeia polipeptídica - 29resíduos de aa’s 
- Sintetizado como pré-pró-glucagon (forma 
zimogênica) – processamento proteolítico gera 
forma madura. 
- Pré-pró-glucagon  pró-glucagon (armazenado 
em grânulos)  glucagon 
HORMÔNIOS 
ADRENALINA (EPINEFRINA) 
 – Hormônio amina; produzido e secretado pela 
medula da glândula adrenal; hidrossolúvel; baixo 
peso molecular; derivado do aminoácido tirosina 
(derivado do catecol). 
- Também são neurotransmissores (produzidos no 
cérebro e outros tecidos nervosos) 
- Armazenados em vesículas secretoras e 
liberados por exocitose 
BIOSSINALIZAÇÃO 
 
Células recebem e respondem a sinais 
extracelulares 
 
SINAL = INFORMAÇÃO 
 
Transdução do sinal = internalização da informação por meio da 
sua detecção por receptores específicos e conversão em 
resposta celular. O sinal é convertido em uma alteração química. 
 
 
Características da Transdução de 
Sinal 
• Especificidade – complementaridade entre molécula 
sinal e molécula receptora 
*organismos multicelulares - 
Integração 
Controle hormonal 
 Transdução do sinal 
Hormônio e Transdução de Sinal 
 Transdução do Sinal da Adrenalina - etapas 
 1- A ligação da adrenalina a seu receptor específico na 
célula-alvo produz uma mudança conformacional no 
receptor. 
 2- R liga-se à proteína G heterotrimérica (Gs) 
 3- O GDP ligado à subunidade α de Gs (Gαs) é 
substituído por GTP, fazendo com a subunidade α se 
dissocie da outras duas (Gβγ). 
 4- A subunidade Gαs liga-se à adenilato ciclase (AC) 
ativando-a Ativação da síntese de AMP cíclico; o 
hormônio tende a dissociar-se. 
 5- A hidrólise de GTP a GDP (atividade GTPásica da 
subunidade α) faz com que Gαs se dissocie da AC e se 
reassocie a Gβγ, regenerando a conformação trimérica de 
Gα, que pode ser novamente ser ativada. 
 
EFEITOS METABÓLICOS E FISIOLÓGICOS DA 
ADRENALINA 
ESTRESSE – PREPARAR PARA AGIR 
Efeitos Fisiológicos 
- Aumento da freqüência cardíaca, da pressão sanguínea e da 
dilatação das vias aéreas da liberação de O2 para 
os tecidos (* músculo). 
Efeitos Metabólicos 
 Aumento da degradação de glicogênio (fígado e músculo); 
Diminuição da síntese de glicogênio (fígado e músculo); 
Aumento da gliconeogênese (fígado) 
Aumento da glicólise (músculo) 
Aumento da mobilização de ácidos graxos(adipócitos) 
Aumento da secreção de Glucagon 
Diminuição da secreção de Insulina 
EFEITOS METABÓLICOS DO GLUCAGON 
PRODUÇÃO E LIBERAÇÃO DE GLICOSE PELO FÍGADO 
- Aumento da degradação de glicogênio (fígado); 
- Diminuição da síntese de glicogênio (fígado); 
- Diminuição da Glicólise (fígado) 
- Aumento da gliconeogênese (fígado) 
-Aumento da mobilização de ácidos graxos (adipócitos) 
- Aumento da Cetogênese 
 
Efeito sobre o metabolismo da Glicose 
Menos glicose armazenada como glicogênio, menos glicose usada 
como combustível pelo fígado e pelo músculo e aumento da 
síntese de glicose. A cetogênese fornece uma fonte alternativa de 
energia para tecido nervoso.