Aula_5_Completa_Final

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Universidade Federal 
do Rio de Janeiro 
Aula V 
Transporte de Oxigênio 
Universidade Federal do Rio de Janeiro 
Centro de Ciências da Saúde 
Instituto de Bioquímica Médica 
Curso: Enfermagem e Obstetrícia 
O sangue de um ser humano precisa transportar perto de 
600 litros de oxigênio dos pulmões para os tecidos por dia. 
No entanto o gás oxigênio é pouco solúvel em soluções aquosas 
e por isso não é transportado no plasma sanguíneo. 
Tecidos 
Alvéolos 
Pulmonare
s 
O2 
CO2 
Tecidos 
Alvéolos 
Pulmonares 
O2 
CO2 
Como o O2 chega a todas as células de todos 
os tecidos no corpo? 
? 
• Hemoglobina: Principal proteína transportadora de O2 no 
sangue. Encontra-se localizada nos eritrócitos. 
 
• Mioglobina: Localizada no citoplasma das células 
musculares é capaz de se ligar ao O2 liberado pela 
hemoglobina nos capilares do músculo. 
Transportadores de O2 
Mioglobina 
• Armazena O2 em células musculares. 
• Facilita a difusão do O2 nos músculos. 
• Possui uma única cadeia polipeptídica (150 aa). 
• Estrutura secundária formada de 8 α-hélices. 
Mioglobina 
•A abundância de mioglobina em músculos de 
mamíferos marinhos permite que esses animais 
resistam a longos períodos submersos. 
Hemoglobina 
• Presente nas hemácias sanguíneas. 
• Para melhor desempenhar seu papel no transporte do O2 as 
hemácias perdem seu núcleo e algumas organelas como 
mitocôndrias e retículo endoplasmático. 
• Sem núcleo são incapazes de se dividir e seu tempo de vida é 
de ~ 4 meses. 
Como a hemoglobina e a 
mioglobina ligam o O2? 
 Os aminoácidos que formam a hemoglobina não 
são capazes de ligar diretamente o O2. 
 
Como resolver esse problema? 
 
 
Solução: 
Presença de metais como Ferro que são 
ótimos transportadores de O2 
 O Fe2+ é capaz de interagir com o O2, sendo oxidado. 
Entretanto, nessa reação o Fe torna-se Fe3+ , e perde a 
capacidade de interação com O2. 
 
 
 
 
 
Além disso, a reação do Fe livre com H2O2 gera 
radicais livres prejudiciais aos componentes celulares. 
 
 
 
 
 O Ferro encontra-se no centro de uma estrutura complexa 
em forma de anel, uma protoporfirina, chamada de Heme. 
 
 
 
 
 
 
Esta ligação inibe a transformação do Ferro ferroso (Fe2+) em 
férrico (Fe3+), e permite a ligação reversível do O2 ao Fe. 
 O Heme funciona como grupo prostético para a 
Hemoglobina. 
 
 
 
 
 
 
 
 O heme liga-se covalentemente a um resíduo de 
Histidina na molécula de Hemoglobina. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Por que não usar heme livre como 
transportador de O2? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Porção hidrofóbica 
Ação detergente nas 
membranas celulares. 
O Heme livre tem uma afinidade 20.000 vezes 
maior pelo CO do que pelo O2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 A afinidade do heme pelo CO cai 
de 20.000 para 200 vezes quando 
encontra-se ligado à 
hemoglobina. 
Efeito estérico: A presença da Histidina distal impede a 
ligação do CO com o Fe num ângulo reto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Em circunstâncias onde a concentração de CO é mais alta 
que a de O2 pode ocorrer a ligação do CO com o Fe. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Uma mulher de 22 anos de idade deu entrada no hospital com 
suspeita de envenenamento por CO. A paciente apresentava 
dor de cabeça náusea e distúrbios visuais. A paciente relatou 
que bombeiros haviam detectado uma alto nível de CO no 
prédio onde trabalhava. Os sinais vitais indicavam pressão 
sanguínea de 116/68 mmHg, pulsação de 100 e taxa respiratória 
de 24 (valores normais – 15 a 20). O componente 
carboxiemoglobina representava 15% do total de hemoglobina 
(valores normais - < 3%). 
 
 
 
 
 
 
 
 
Mioglobina 
 Possui apenas uma cadeia polipeptídica e um grupamento 
Heme. 
Estrutura terciária da mioglobina 
Azul: Carregados 
Brancos: Polares 
Amarelos: Apolares 
Hemoglobina 
• Tetramérica (subunidades β e α); 
• Capaz de transportar até 4 moléculas de O2. 
No sangue arterial a Hb está 96% 
saturada de O2 e no sangue venoso 
que retorna para o coração apenas 
64% de saturação. 
Cerca de 1/3 é liberado nos tecidos 
A Hemoglobina é uma proteína alostérica 
 A ligação de um O2 numa das subunidades leva a uma mudança 
conformacional que aumenta a afinidade das outras 
subunidades pelo O2 – Ligação cooperativa. 
 
 A ligação do O2 ao Fe leva a uma mudança de conformação do 
Heme, que desloca a posição da hélice na qual este heme está 
ligado. 
S
a
tu
ra
ç
ã
o
 
Pressão de O2 mmHg 
A hemoglobina liga O2 
eficientemente nos pulmões 
e libera O2 eficientemente 
nos tecidos. 
 
 
 
Como ela faz isso? 
Transporte de CO2 
• O CO2 produzido no metabolismo celular deve ser transportado 
até os pulmões onde será liberado. 
 
 
 
 
 
• O CO2 também é transportado pela hemoglobina e esse 
transporte é influenciado pelo pH e pela pCO2. 
anidrase 
carbônica 
Transporte de CO2 
• O CO2 liga-se aos grupamentos amino-terminais das 
subnunidades da hemoglobina. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
•Esta ligação diminui a afinidade da Hemoglobina pelo O2. 
 
O CO2 não se liga ao Heme! 
 
 A hemoglobina também liga-se a H+ produzidos no 
metabolismo. 
 
Essa ligação também diminui a sua afinidade pelo O2. 
Efeito Bohr 
 O CO2 produzido pelas células nos tecidos 
leva à acidificação do meio. 
 
 Com o aumento da pCO2 e diminuição do 
pH a hemoglobina libera o O2 para o tecido. 
 
 No pulmão, a pCO2 é baixa e o pH mais alto, 
fazendo a hemoglobina liberar CO2, 
aumentar sua afinidade pelo O2 permitindo 
sua captação. 
BPG – Bisfosfoglicerato 
 A ligação do BPG diminui a afinidade da hemoglobina 
pelo O2. 
Em grandes altitudes, a concentração 
de BPG aumenta, fazendo com que a 
afinidade da hemoglobina pelo O2 
diminua, facilitando a liberação deste 
nos tecidos. 
 
A hemoglobina fetal tem menor 
afinidade pelo BPG e, portanto, 
maior afinidade pelo O2. 
Hemoglobina fetal 
 A hemoglobina fetal tem maior afinidade pelo 
oxigênio pois há uma substituição das 
cadeias β por cadeias γ. 
• Nessa anemia o glutamato 6 das cadeias β é 
substituído por uma valina, um aminoácido com 
cadeia lateral apolar. 
 
• Na anemia falciforme a concentração de Hb 
Fetal é geralmente variável entre 2 e 10%, mas 
pode ser maior que 10%, e em alguns casos pode 
ultrapassar 40%. 
 
• A hemoglobina de células falciformes (HbS) 
desoxigenada tem baixa solubilidade, formando 
agregados que deformam a célula. 
Anemia Falciforme 
Anemia Falciforme 
Anemia Falciforme X Malária 
Distribuição da Anemia Falciforme Distribuição da Malaria 
Anemia Falciforme X Malária 
HbN HbN HbN HbS HbS HbS 
 
Anemia 
Falciforme 
 
Malária