Química da respiração

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QUÍMICA DA RESPIRAÇÃO
	PULMÕES E RINS: O CONTROLE DO EQUILÍBRIO ÁC-BÁSICO, pg 342-Bqa médica
Os pulmões controlam a troca de CO2 e O2 entre o sangue e a atmosfera externa; os eritrócitos transportam os gases entre o pulmão e os tecidos.
TAMPÃO BICARBONATO: minimiza as alterações na concentração de H+ quando acrescentamos tanto ácidos como bases no sangue;
Quando acrescentamos ácido (H+) ele reage com o bicarbonato, isto leva a uma liberação de CO2, aumentando ligeiramente pCO2 no sangue, e seu excesso é eliminado pelos pulmões:
H+ + HCO3- H2CO3 (AC) CO2 + H2O
Quando acrescentamos uma base(OH-) ela é neutralizada pelo ácido carbônico, e a concentração plasmática de bicarbonato aumenta.
OH- + H2CO3 H2O + HCO3-
Em consequência da redução na concentração de H2CO3, a reação:
CO2+ H2O H2CO3 
que se segue é direcionada para a direita, reduzindo pCO2
CO2 é controlado pelos pulmões que hipo ou hiperventilam
Bicarbonato é controlado pelos eritrócitos e rim, a AC catalisa a seguinte reação:
CO2 + H2O (AC) H2CO3 (espontâneo H+ + HCO3-)
Através dessa reação os rins controlam a concentração plasmática de bicarbonato enquanto os eritrócitos fazem somente ajustes finos em relação a mudanças na pressão de CO2
TAMPONAMENTO INTRACELULAR: O H+ penetra nas células em troca de K+, logo, o tamponamento do ion hidrogênio pode levar a um aumento da concentração plasmática de potássio. Dentro da célula o H+ é tamponado por tampões fosfato.
Caso haja acidose: níveis plasmáticos de K elevados (hipercalemia)
Caso haja alcalose: níveis plasmáticos de K diminuídos (hipocalemia)
FIGURA 23.2:
FIGURA 23.3:
FIGURA 23.5
OS ERTITROCITOS DESEMPENHAM PAPEL IMPORTANTE NO TRANSPORTE DE CO2 ENTRE OS TECIDOS E OS PULMÕES
Anidrase carbônica: reação do CO2 com H2O que fixa o CO2 sob a forma de bicarbonato. O H+ resultante da dissociação do ácido carbônico é tamponado pela hemoglobina.
O bicarbonato produzido pela dissociação do ácido carbônico se move para o plasma em troca do íon cloreto.
Como a hemoglobina tira a carga acida dos tecidos? Através de resíduos de lisina que removem o H+
2,3-bisfosfoglicerato se ligam a grupamentos positivos da lisina da hemoglobina e controlam a afinidade da hemoglobina com o oxigênio.
ACIDOSE
Acidose respiratória: ocorre na maioria das vezes na doença pulmonar e resulta da redução da ventilação, com aumento da pCO2 e diminuição pO2.
Acidose metabólica: resulta da produção excessiva, do metabolismo ineficiente, ou da excreção insuficiente de ácidos não-voláteis.
ALCALOSE
Alcalose respiratória: hiperventilação durante exercícios, ataques de ansiedade, febre, gravidez.
Alcalose metabólica: associada a concentração de potássio anormalmente baixa, como resultado do tamponamento celular. A alcalose pode provocar hipocalemia.
	ANOTAÇÕES AULA QUÍMICA DA RESPIRAÇÃO
Hemoglobina transporte e não armazenamento (sua saturação ocorre com 47mmHg de O2)
Mioglobina armazenamento (sua saturação ocorre com 4mmHg de O2)
A1c (hemoglobina glicada, é marcador de controle de diabetes, pode-se fazer um teste)
Se subir uma montanha aumenta 2,3-bfg para soltar O2, a via anaeróbica produzira 2,3-bfg
Hipóxia estimula eritropoietina (que “produz” hemácias)
Influência do pH pela afinidade do O2 pela hemoglobina, efeito Bohr. Menos pH menor afinidade.
Temperatura desnatura hemoglobina, quanto maior a temperatura ....
Monóxido de carbono nosso corpo produz muito pouco, se liga na hemoglobina e não solta
	MARIANA- RESPIRAÇÃO
Se pH diminui é liberado mais O2 pela hemoglobina
Se a temperatura aumenta é liberado mais O2 pela hemoglobina
Se pCO2 aumenta é liberado mais O2 pela hemoglobina
Mais 2,3-DGP é liberado mais O2 pela hemoglobina
Hemoglobina quando perde O2 para tecido retira CO2 no lugar. As 3 formas de transportar CO2 no sangue: dissolvido no plasma, HCO3- no plasma e ligado a hemoglobina no eritrócito. 
Valores das pressões dos gases
 
	RESUMO AMIGA SUZANA
TROCAS GASOSAS O2 E CO2
As trocas gasosas (hematose) ocorrem apenas nos alvéolos pulmonares e nos bronquíolos. O2 precisa de um transportador porque ele é apolar e não é solúvel no sangue.
O O2 é utilizado como um dos substratos da mitocôndria para gerar ATP e como produto do metabolismo ela libera CO2. 
Quando inspiramos o ar enchemos os alvéolos com O2, aumentando a PO2 nos pulmões, assim ele se liga à Hb e começa a circular para o corpo. No caminho a PO2 vai diminuindo, diminuindo a afinidade da Hb pelo O2, fazendo com que o O2 se dissocie e vá para a célula onde eles atravessam a membrana por serem lipofílicos. Vai para a mitocôndria e é consumido para gerar ATP e libera CO2.
O CO2 precisa ser eliminado e diferentemente do O2 ele não se liga à Hb então o CO2 precisa ser transformado para poder ser transportado. Uma das formas de transporte de CO2 é na forma de HCO3.
Quando o CO2 sai da mitocôndria ele vai para a hemácia onde reage com a água formando ácido carbônico na presença da anidrase carbônica. O ácido carbônico se dissocia facilmente formando H+ e HCO3. O bicarbonato e o ácido carbônico são hidrofílicos e vão ser transportados dentro da hemácia para os pulmões. 
O bicarbonato sai da hemácia para o plasma em troca de um Cl- que entra. O bicarbonato tem função de tamponar o sangue, fazendo que o pH fique em torno de 7,4.
Nos pulmões a PO2 faz com que a Hb se ligue com o O2 e libere H+, formando a oxi-Hb. Esse H+ livre reage com o bicarbonato na presença de anidrase carbônica formando ácido carbônico que se dissocia virando CO2 e água. Assim o CO2 vai para os alvéolos e é eliminado quando expiramos.
	
HEMOPROTEÍNAS 
Hemoglobina
Proteína globular que existe dentro das hemácias, possui estrutura quaternária formada por subunidades 2 alfas e 2 betas.
Cada cadeia está ligada a um grupo heme – estes possuem um íon ferro no seu centro que forma seis ligações: quatro com átomos N do grupo das porfirinas, uma com O2 e outra com histidina.
Cada grupo heme carrega uma molécula de O2. 
Cada Hb carrega quatro O2.
Quando a PO2 está alta fica em estado R (relaxado). Quando a PO2 está alta o O2 começara a se ligar com o Fe da hemoglobina e a Hb começa a ter alteração na conformação fazendo com que o O2 se liguei com mais facilidade com a Hb (aumenta afinidade). E assim ela vai migrar para os tecidos onde a PO2 está baixa, quando a PO2 está baixa (estado T) a afinidade da Hb pelo O2 a diminui fazendo com que o O2 se dissocie dela para ir para os tecidos.
A Hb tem função tamponante porque a histidina que está ligada a ela tem capacidade de captar H+, quanto mais H+ a histidina capta a afinidade da Hb pelo O2 diminui – se o pH cai mais O2 é liberado pela Hb.
Mioglobina
É o principal transportador intracelular de O2 nos tecidos musculares. É formada apenas por uma subunidade, por isso não tem ligação cooperativa com o O2.
Tem como função principal o transporte de O2 nos músculos e está envolvida na degradação do NO produzido no processo de respiração oxidativa.
A medida que a PO2 sobre mais O2 se liga a mioglobina. 
O aumento de concentração de Mb nas células se chamam fibras vermelhas e estão relacionadas com a ativação de longa duração, que exijam esforço continuo dos músculos.
Citocromo
São proteínas que contém o grupo heme e que efetuam transporte de elétrons.
Citocromo c funciona como um transportador de elétrons entre o complexo III e o IV. E também é ativador do apoptose.
A função do Citocromo c é receber elétrons do complexo III e cede-los ao complexo IV. Para tal, o seu grupo heme possui um íon ferro que pode oscilar entre 2 estados: Fe2+ e Fe3+.
O O2 que é aceitador final de elétrons no complexo IV vai receber um de cada vez, vai ser convertido em radical livre o que potência seu estresse oxidativo.
FATORES QUE AFETAM A LIGAÇÃO DE HEMOGLOBINA COM O O2
pH
Diminuição no pH afeta a afinidade da Hb pelo O2
Efeito Bohr: pH eCO2 efeito na afinidade da Hb pelo O2
Temperatura
Altas temperaturas diminui a afinidade do O2 pela Hb. Isso é importante fisiologicamente porque em caso de febre por exemplo permite a melhor liberação do O2. 
BPG
O BPG diminui a afinidade da Hb pelo O2 facilitando a liberação do O2 para os tecidos quando a PO2 é baixa. 
Os níveis de BPG aumenta quando a PO2 é baixa em altas altitudes, anemias, hipóxia tissular, insuficiência cardiorrespiratória, para facilitar liberação de O2 para os tecidos. Resultando em aumento da desoxi-Hb.
REGULAÇÃO 
Os níveis de BPG nos eritrócitos são controlados por:
Hipóxia = resulta em formação de desoxi-Hb. Como o BPG se liga mais fortemente a desoxi-Hb, os níveis de BPG aumentam na hipóxia.
pH = alto pH aumenta a síntese de BPG. Se houver acidose a síntese de BPG é diminuída e a afinidade da Hb com o O2 volta ao normal.