RESUMO DE HEMOGLOBINA

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A hemoglobina é uma proteína, constituída por quatro cadeias polipeptídicas, onde cada 
grupo desse existe também um grupo HEME. Tem como principais funções o transporte de 
oxigênio e tamponamento do plasma. 
Estrutura da hemoglobina: É constituída por quatro cadeias polipeptídicas, duas de um tipo, e 
duas de outro. As quatro são mantidas juntas por ligações não covalentes. Cada uma contém 
um grupo heme e um só centro de ligação ao oxigénio. A hemoglobina A, a principal dos adultos, 
é constituída por duas cadeias alfa (α) e duas beta (β). Uma outra hemoglobina nos adultos 
(cerca de 2% da hemoglobina total) é a hemoglobina A2, na qual as cadeias β são substituídas 
por cadeias delta (δ). Sendo assim, a composição da hemoglobina A é α2 β2 e da hemoglobina 
A2 é α2δ2. 
Os embriões e fetos apresentam 
hemoglobinas diferentes. Logo após a 
concepção, os embriões sintetizam 
cadeias zeta (ξ), que são cadeias do tipo 
α; e cadeias épsilon (ε), que são do tipo 
(β). No decurso do desenvolvimento, ξ 
é trocado por α, e ε é trocado por gama 
(γ) e depois por β. 
A principal hemoglobina durante os 
dois terços terminais da vida fetal é a 
hemoglobina F, cuja composição em 
sub-unidades é α2γ2. As cadeias α e ξ 
contém 141 aminoácidos e as cadeias β, γ e δ contém 146. Logo, a hemoglobina consiste em 
vários polipéptideos que diferem entre si. As interacções das subunidades determinam a 
capacidade da hemoglobina de transportar O2, CO2 e H+, atendendo às condições fisiológicas.
Ligação do oxigênio a hemoglobina: o grupo prostético heme é o sítio de ligação do oxigênio. 
O heme é uma molécula de porfirina contendo um íon de ferro, que, na mioglobina e na 
hemoglobina, permanece no estado ferroso. Então para que ocorra a ligação do oxigênio é 
necessário que o grupo heme em cada subunidade esteja dentro de uma cavidade hidrofóbica 
delimitada por aminoácidos apolares e este ambiente apolar torna possível a ligação com o 
oxigênio. 
Uma molécula de hemoglobina totalmente oxigenada contém quatro moléculas de O2 e é 
dominada oxi-hemoglobina, em contraposição á forma desprovida de oxigênio, chamada desoxi-
hemoglobina. A ligação do oxigênio ao grupo heme altera a cor da hemoglobina, que passa de 
azulada (sangue venoso) a vermelha (sangue arterial). 
Cooperatividade da hemoglobina: a hemoglobina liga-se ao oxigênio cooperativamente. 
A ligação do oxigênio implica rearranjos moleculares sucessivos, já que a mudança de 
conformação de uma subunidade acarreta alterações das outras. Estes movimentos 
coordenados determinam a cinética da oxigenação da hemoglobina; a ligação da primeira 
molécula de oxigênio facilita o preenchimento dos outros grupo heme. A sucessiva conformação 
assumida pela molécula de hemoglobina tem 
afinidades crescente pelo oxigênio; a ligação 
da quarta molécula é 300 vezes mais 
eficientes do que a ligação da primeira. A 
esse fenômeno dá-se o nome de 
cooperatividade. No caso da mioglobina, 
formada por uma única cadeia polipeptídica 
e um único grupo heme, não existe 
cooperatividade. 
A diferença no mecanismo de oxigenação de 
mioglobina e hemoglobina está traduzida nas cinéticas de oxigenação destas proteínas em 
função da pressão parcial do oxigênio (Po2); enquanto a mioglobina apresenta uma curva 
hiperbólica, a hemoglobina exibe uma curva sigmoide. A forma hiperbólica é esperada para uma 
proteína com um único sitio de ligação. A curva sigmoide indica que a ligação das moléculas de 
oxigênio aos quatro heme não é independente, e que o preenchimento de um heme aumenta a 
afinidade por oxigênio dos outros heme. 
Fatores que interferem na ligação com oxigênio: 
1. Aumento de temperatura: o efeito da temperatura, no intervalo de 37 a 41ºC, tem 
grande importância fisiológica porque permite maior oferta de oxigênio à medida que a 
temperatura eleva. No caso de febre, ocorre aceleração do metabolismo celular, com 
maior demanda de oxigênio. 
2. 2,3-bisfosfoglicerato (BPG): As hemácias contêm um composto que diminui a afinidade 
da Hb por O2. A afinidade da Hb pelo O2 diminui na presença de altos níveis de 2,3-
bifosfoglicerato (BPG), um composto sintetizado a partir de 1,3-bifosfoglicerato, um 
intermediário da glicólise. O BPG liga-se preferencialmente à desoxi-Hb pois esta 
apresenta uma cavidade entre as subunidades β com espaço suficiente para recebê-lo, 
nesta cavidade há radicais com carga + que interagem com os grupos negativos do BPG. 
Na Oxi-Hb, a cavidade é menor, o que dificulta a ligação do BPG. Quando Hb está ligada 
ao BPG não permite que o O2 ligue, ocorre um predomínio na forma desoxigenada, ou 
seja, a Hb sem O2 fica disponível por maior tempo e assim ocorre um decréscimo na 
afinidade pelo O2 resultando em baixas pressões de O2. 
 
 P O2 baixa (tecidos) P O2 alta (pulmões) 
 HbO2 à Hb + O2 HbBPG à Hb + BPG 
 _____________________ _____________________ 
 HbO2 + BPG à HbBPG + O2 O2 + HbBPG à BPG + Hb O2 
 
3. PH- Efeito bohr: a ligação do oxigênio á hemoglobina depende do ph. A mioglobina não 
mostra qualquer mudança na ligação do oxigénio e o CO2 produz um efeito pouco 
apreciável. Na hemoglobina, contudo, a acidez aumenta a libertação de oxigénio. 
Fisiologicamente, baixando o pH há um deslocamento da curva de dissociação do 
oxigénio para a direita, de tal maneira que a afinidade pelo oxigénio fica diminuída. 
Aumentando a concentração de CO2 (a pH constante), diminui também a afinidade pelo 
oxigénio. Em tecidos em rápida metabolização, tais como o músculo em contracção, 
muito CO2 e ácido são produzidos. A presença de maiores níveis de CO2 e H+ nos 
capilares de tal tecido metabolicamente activo promove a libertação de O2 da oxi-
hemoglobina. Este importante mecanismo para enfrentar a maior necessidade de 
oxigénio nos tecidos metabolicamnte activos foi descoberto por Christian Bohr, em 
1904. O efeito recíproco, descoberto 10 anos mais tarde por J. S. Haldane ocorre nos 
capilares alveolares dos pulmões. A alta concentração de O2 promove a libertação do 
H+ e o CO2 da hemoglobina, assim como as altas concentrações de H+ e de CO2 nos 
tecidos activos libertam o O2. Estes elos entre a ligação do O2, H+ e CO2 são conhecidos 
como o efeito de Bohr. 
 Efeito do pH e da concentração de CO2 na 
afinidade da hemoglobina ao oxigénio. 
O abaixamento do pH de 7.4 (curva vermelha) 
para 7.2 (curva azul) resulta em libertação de O2 
pela oxi-hemoglobina. O aumento da pressão 
parcial de CO2 de 0 para 40 torr (curva violeta), 
também promove a libertação de O2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Hemoglobina e o tamponamento do sangue: 
A desoxi-hemoglobina no pulmão se liga 
ao O2 e libera H+, que vai se ligar ao 
bicarbonato formando H2CO3, que se 
dissocia e forma CO2 mais água. Já nos 
tecidos a oxi-hemoglobina chega nos 
capilares e libera O2 e se liga H+, o CO2 
que está nos tecidos resultante do 
metabolismo, reage com moléculas de 
água e vira bicarbonato e é 
transportado até os pulmões. 
 
 
• As equações que resumem o efeito de Bohr revelam o papel fundamental 
desempenhado pela Hb na manutenção do Ph plasmático; 
Tecidos Alvéolos pulmonares 
PO2 diminuiu 
H+ aumenta 
Hb libera O2 e capta H+ 
 PO2 aumenta 
 H+ diminui 
Hb libera O2 e capta H+ 
 
 
• Nos capilares que irrigam os tecidos, o CO2 produzido pelo metabolismo celular 
dinfunde-se até as hemácias, onde éhidratado rapidamente em reação catalisada pela 
anidrase carbônica, formando H2CO3 
• No PH do sangue (7,4), o H2CO3 ioniza-se nos íons: 
- 
- esquema apontado pela seta 
- 
• A ocorrência das duas reações explica por que um aumento na (CO2) causa uma 
diminuição do Ph 
• Este fator faz com que a HB libere O2 e capte H+, impedindo que ocorram grandes 
variações de Ph 
• O HCO3, produzido nas hemácias difunde-se para o plasma e é transportado para os 
pulmões 
• Nos pulmões a situação é invertida, a alta PO2 leva a oxigenação da Hb e a dissociação 
do H+ 
 
 
• O HCO3 desloca-se do plasma para o interior das hemácias e combina-se com H+, 
formando H2CO3, que é convertido em C02 e H2O pela anidrase carbônica 
• O CO2 difunde-se das hemácias para o plasma, depois para os alvéolos pulmonares e é 
expirado 
• A liberação de H+ pela Hb corrige o valor de Ph que, de outro modo, tentaria a aumentar 
pois, com baixa PCO2 alveolar, o CO2 é eliminado no ambiente, consumindo H+ e HCO3 
• Assim, a manutenção do Ph fisiológico, imprescindível para o desempenho de qualquer 
função vital, é obtida pela ação coordenada do sistema Hb/HBO2 e do sistema 
CO2/HCO3. 
Hemoglobina fetal: 
Na HbF as duas cadeias polipeptídicas beta são substituídas por outras duas chamadas gama. 
Fazendo com que a HbF tenha mais afinidade com o oxigênio do que a HbA. Graças a essa 
propriedade o feto pode obter oxigênio do sangue da mãe a partir da placenta. HbF é oxigenado 
a partir da hemoglobina materna. E a afinidade de uma difere da outra pela força de ligação do 
BPG entre um e o outro tipo de estrutura formando a proteína Hb. 
1) Cite as principais diferenças entre hemoglobina e mioglobina? 
 A Mioglobina é encontrada no músculo esquelético e cardíaco, contém apenas uma 
cadeia polipeptídica e um sítio de ligação de O2 (grupo heme). A Hemoglobina é o 
principal constituinte das hemácias, transporta O2 dos pulmões para os tecidos, remove 
CO2 e H+ dos tecidos e é um tetrâmero constituído de quatro cadeias polipeptídicas, 
sendo duas α e duas beta, tendo, com isso, quatro sítios de ligação para o O2. 
2) Diferença da hemoglobina desoxigenada e oxigenada e como esta diferença está 
relacionada à cooperatividade da hemoglobina. 
 O oxigênio se liga na hemoglobina tanto no estado R (relaxado) quanto no estado T 
(tenso), porém ele tem mais afinidade pela hemoglobina no estado R. A ligação do 
oxigênio estabiliza o estado R, sendo essa a conformação da Oxihemoglobina. Quando o 
oxigênio não está presente, o estado T é mais estável, sendo assim a conformação 
predominante da desoxihemoglobina. A hemoglobina deve ligar com eficiência o 
oxigênio nos pulmões e liberá-los nos tecidos. Uma proteína que liga O2 com alta 
afinidade o ligará eficientemente nos pulmões, mas não o liberará muito nos tecidos. Por 
sua vez, se a proteína ligar o oxigênio com uma afinidade suficientemente baixa para 
liberá-lo nos tecidos, não captará muito nos pulmões. A hemoglobina resolve este 
problema passando por uma transição de um estado de baixa afinidade (estado T) para 
um de alta afinidade (estado R) à medida que mais moléculas de O2 vão sendo ligadas. 
Como resultado, a hemoglobina tem uma curva de ligação ao oxigênio híbrida em forma 
de S, ou sigmoide. 
3) Fale do efeito do CO2 exercido na hemoglobina. 
 A hemoglobina transporta dois produtos finais da respiração celular: o H+ e o CO2, dos 
tecidos para os pulmões e para os rins, onde são excretados. O CO2 produzido pela 
oxidação dos combustíveis orgânicos na mitocôndria é hidratado e forma Bicarbonato: 
CO2 + H2O H+ + HCO3-, reação catalisada pela anidrase carbônica presente nas 
hemácias. O H+ liberado nesta reação induz a hemoglobina a descarregar o O2. No pH 
relativamente baixo e na alta concentração de CO2, dos tecidos periféricos, a afinidade 
da hemoglobina pelo oxigênio diminui quando o H+ e o CO2 se ligam e o O2 é liberado 
para os tecidos. Esse efeito do pH e da concentração de CO2 sobre a ligação e a liberação 
de oxigênio pela hemoglobina é chamado Efeito Bohr. 
4) Fale do efeito do BPG exercido na hemoglobina. 
Quando a hemoglobina é isolada, ela contém grande quantidade de BPG, que é difícil de 
ser removido por completo. O BPG reduz muito a afinidade da hemoglobina pelo 
oxigênio, porque estabiliza o estado T. Na ausência do BPG, a hemoglobina é convertida 
mais facilmente ao estado R. O BPG liga-se a um sítio distante do sítio de ligação do 
oxigênio e regula a afinidade do O2 pela hemoglobina em relação ao pO2 dos pulmões. 
Ele é importante na adaptação fisiológica à pO2 mais baixa nas grandes altitudes. 
5) Fale do efeito do CO exercido na hemoglobina. 
 O CO tem uma afinidade pela hemoglobina 250 vezes maior do que no oxigênio, 
levando a redução da oxigenação dos tecidos e aos sintomas iniciais de náuseas, tontura 
e dor de cabeça. A forte ligação do CO à hemoglobina indica que a COHb pode acumular-
se ao longo do tempo, quando as pessoas são expostas a uma fonte constante e de baixo 
nível de CO. O complexo formado pela ligação de CO à hemoglobina é chamado 
carboxiemoglobina ou COHb. 
6) Fale das principais hemoglobinopatias. 
 Hemoglobinopatias são defeitos genéticos em que há trocas de aminoácidos na sequência 
das cadeias globínicas da hemoglobina. Há vários tipos, sendo as principais as Talassemias e 
as Anemias. As talassemias são um grupo heterogêneo de doenças genéticas causadas pela 
redução da síntese de globinas alfa e não-alfa ( , δ ou ), levando à hemólise. Na realidade 
as formas mais comuns de talassemias se devem à redução de globina alfa ou de globina 
beta. Situações mais raras envolvem a redução de síntese conjunta de globinas delta e beta 
(talassemia δ e ), ou de delta, beta e gama (talassemia δ, e ). Em alguns casos de 
talassemias há redução total de síntese de globina alfa ou de beta, caracterizando as 
talassemias α 0 ou 0, respectivamente, por outro lado quando a redução de síntese é 
parcial denomina-se por talassemias α + ou +. 
A Anemia Falciforme é uma doença genética e hereditária que se caracteriza por uma 
alteração nos glóbulos vermelhos, que perdem a forma arredondada e elástica, adquirem o 
aspecto de uma foice e endurecem, o que dificulta a passagem do sangue pelos vasos de 
pequeno calibre e a oxigenação dos tecidos. As hemácias falciformes contêm um tipo de 
hemoglobina, a 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.