ROTEIRO DE ESTUDO

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Alisson Vander Pereira Ribeiro Teixeira
Diórger Bretas Chaves 
ROTEIRO DE ESTUDO
1. Quais são os tipos de hemoglobinas normais no indivíduo adulto? E no recém-nascido?
Na vida uterina, a hemoglobina mais abundante é a hemoglobina F. após o nascimento, esse percentual decai, porém, ainda é encontrada em grandes quantidades.
Na vida adulta, o percentual de hemoglobina F decai drasticamente e a hemoglobina encontrada em maior quantidade é a hemoglobina A.
2. Qual é a distribuição percentual das hemoglobinas normais em um indivíduo adulto? E no recém-nascido?
Vida adulta: 
Hemoglobina A1 -> 95%
Hemoglobina A2 -> 2%
Hemoglobina F -> 2%
Ao Nascer:
Hemoglobina F -> 75%+
3. Qual é a diferença estrutural entre as hemoglobinas normais?
As hemoglobinas A1 e A2 possuem 2 cadeias alfa e 2 cadeias beta. A hemoglobina F por sua vez possui duas cadeias alfa e duas cadeias gama.
4. Qual é a diferença entre as hemoglobinas normais quanto à afinidade pelo oxigênio?
A afinidade da hemoglobina por oxigênio varia de acordo com o pH. Ou seja, é tanto menor tanto menor o pH.
5. Qual é o significado fisiológico para essas afinidades diferentes? Explique.
A afinidade diferente das hemoglobinas justificaria o transporte de oxigênio realizado na fase fetal, onde a hemoglobina F (maior afinidade por oxigênio) “rouba” o oxigênio da hemoglobina A1, presente no sangue materno.
6. Sabe–se que ao nível dos tecidos periféricos há um aumento da acidez local.
Analisando os dados fornecidos na Tabela I, explique graficamente, como a afirmação acima influencia na liberação de oxigênio.
O sangue humano funciona como uma solução tampão e possui mecanismos para regulagem do pH.
Desse modo, se houver obstruções no transporte de oxigênio, há consequentemente o acúmulo de íons H+. Todavia, o transporte pode ser prejudicado devido a outros fatores, como o BPG. Esta relação entre pH e a afinidade do oxigênio com a hemoglobina é denominado: Efeito Bohr.
7. Explique qual a vantagem do desvio causado na curva de saturação de oxigênio na hemoglobina, quando há acumulo de 2,3 bisfosfoglicerato.
O BPG (bifosfoglicerato) liga-se de preferência a desoxi-HB, por apresentar cavidades suficientemente grandes para aloja-lo. Na oxi-HB a cavidade é menor, o que dificulta a ligação do BPG. A consequência é o predomínio da forma desoxigenada da hemoglobina. O efeito do BPG é manifestado em pressões baixas de oxigênio, sendo suplantado por pressões elevadas.
Dessa forma, nas condições altas de pO2 dos pulmões, a hemoglobina fica saturada com o oxigênio, mesmo na presença de BPG. O seu papel fisiológico é aumentar a liberação de oxigênio nos tecidos extrapulmonares.
8. Compare a estrutura da mioglobina e das subunidades da hemoglobina A.
A mioglobina possui apenas uma cadeia polipeptídica e um sitio de ligação de oxigênio.
A hemoglobina A1/A2 possui 4 cadeias polipeptídicas, sendo duas delas alfa e duas delas beta. Cada cadeia possui um sitio de ligação de oxigênio, totalizando quatro sítios de ligação.
9. Compare a afinidade da mioglobina e da hemoglobina por O2.
A mioglobina tem maior afinidade pelo oxigênio do que a hemoglobina.
A mioglobina funciona como um depósito de oxigênio para o músculo após exercícios intensos. Quando a pressão parcial de oxigênio cai, a mioglobina libera o oxigênio.
A hemoglobina, possui mais sítios de ligação de oxigênio e possui afinidade pouco menor, possibilitando assim, o transporte de oxigênio entre ambientes com diferenças de pressão parcial de oxigênio
10. Qual o tipo de hemoglobina encontrada na anemia falciforme?
Hemoglobina S
11. Qual a diferença entre a hemoglobina S e a hemoglobina A?
Hemoglobina S: A HbS resulta da mutação no gene que codifica a cadeia β da globina, - produzindo uma alteração estrutural na molécula com a substituição de uma base nitrogenada no DNA, alterando o códon GAC para GTC no RNAm, o que acarreta a troca do ácido glutâmico (Glu) pela valina (Val), na posição número 6 da cadeia β de globina.
12. Qual seria a diferença entre o comportamento eletroforético na ausência se SDS da hemoglobina S em relação à hemoglobina A ?
O tipo de hemoglobina é identificado por meio da eletroforese em pH alcalino (em torno de 8,0 – 9,0), que é uma técnica baseada na taxa de migração da molécula quando submetida a uma corrente elétrica, havendo a visualização de bandas de acordo com o tamanho e peso da molécula. O resultado é então comparado a um padrão normal, saudável, verificando a presença de hemoglobinas anormais. A substituição de aminoácidos na HbS modifica sua carga elétrica, pois a valina é um aminoácido de carga neutra e o ácido glutâmico apresenta carga negativa. Tal fato resulta em uma mobilidade mais lenta da HbS, quando comparada com a HbA1 normal em eletroforese de pH alcalino.
13. A substituição de qualquer aminoácido em uma proteína resultaria automaticamente perda da atividade, como acontece com a hemoglobina?
Mesmo a alteração de apenas um aminoácido na sequência proteica pode afetar a estrutura geral da proteína e sua função. Por exemplo, a alteração de um único aminoácido está associada à anemia falciforme, uma doença hereditária que afeta as hemácias. Na anemia falciforme, uma das cadeias polipeptídicas que compõem a hemoglobina, a proteína que transporta oxigênio no sangue, apresenta uma leve alteração na sequência. O ácido glutamato, que é normalmente o sétimo aminoácido da cadeia da hemoglobina β (um dos dois tipos de cadeia proteica que formam a hemoglobina) é substituído por uma valina.
14. A estrutura de um aminoácido depende do pH?
Os grupamentos amino e ácido, encontram-se na forma ionizada quando em solução. Dependendo do pH, o grupamento amino com carga positiva (forma catiônica) ou o grupamento ácido carboxílico com carga negativa (forma aniônica), podem predominar. Porém, em determinado pH (pH isoelétrico ou Ponto isoelétrico), haverá somente uma forma dipolar (ou seja, positiva e negativa ao mesmo tempo), onde será observada uma neutralidade elétrica na molécula. Estes íons dipolares, são também chamados de zwitterions, predominam no ponto isoelétrico (pHi). A forma catiônica predominará em pH abaixo do pHi, enquanto que a forma aniônica predominará em pH acima do pHi, uma vez que abaixo ou acima do pHi haverá deficiência ou excesso de H+ na solução, respectivamente, o que varia a carga elétrica pois o grupamento COO- receberá H+ e o NH3+ doará ser H+. O valor do pHi varia de acordo com o aminoácido e corresponde a um valor que serve como identificador e classificador dos aminoácidos de acordo com a variação do pH.
15. A estrutura da hemoglobina é constante em diferentes valores de pH ?
Com o aumento de sua concentração, o H+ começa a interagir com as proteínas da hemoglobina. Em específico, um H+ se liga com um aminoácido chamado histidina das hemoglobinas. Essa interação altera a maneira que a proteína se organiza e enfraquece a interação do grupo heme com o oxigênio, numa propriedade conhecida como efeito alostérico.
Esse enfraquecimento da interação facilita a liberação do oxigênio que será captado pelas células próximas à corrente sanguínea. Inclusive, este processo regula também que tecidos receberão maior aporte de oxigênio, já que será proporcional à quantidade de CO2 produzido.
16. Considerando a hemoglobina um ácido fraco que se dissocia como: HbH + O2 HbO2 + H+ cite outra função da hemoglobina além do transporte de oxigênio.
Além de transportar O2 dos pulmões para os tecidos a hemoglobina também transporta CO2 e H3O+ dos tecidos para os pulmões.
17. Qual a estrutura 2aria predominante na hemoglobina, imunoglobulinas e no colágeno?
Cadeias alfas
18. Qual o estado de oxidação do ferro nas fomas oxi e desoxi da hemoglobina?
Na oxi hemoglobina o Fe2+ encontra-se num estado de spin baixo e é diamagnético. Na desoxi hemoglobina o Fe2+ está num estado de spin alto e é paramagnético
19. Nossas hemácias contêm uma enzima, a catalase, responsável pela decomposição do peróxidode hidrogênio, produzido normalmente em pequena escala pelo nosso organismo. A produção aumentada de peróxido leva à formação de metahemoglobina.
Explique a importância fisiológica da catalase.
A importância dessa função consiste no fato do peróxido de hidrogênio ser uma substância tóxica para as células. A catalase produz água e oxigênio, duas substâncias que não trazem prejuízos ao organismo. Ao realizar a decomposição, a catalase neutraliza a ação tóxica do peróxido de hidrogênio e equilibra a sua produção no organismo. A função da catalase é importante para a atividade dos rins e fígado. Nesses órgãos existem numerosos peroxissomos responsáveis pela desintoxicação do organismo. No fígado, os peroxissomos e a ação da catalase auxiliam a produção de sais biliares e a neutralização de substâncias tóxicas. A catalase é considerada uma das enzimas mais eficazes encontrada nas células. Isso porque uma única molécula de catalase pode decompor milhões de moléculas de peróxido de hidrogênio.
20. Por que a substituição do ácido glutâmico por um resíduo de valina (na posição 6 das cadeias b) pode induzir a polimerização das moléculas de hemoblobina do tipo S?
A HbS resulta da mutação no gene que codifica a cadeia β da globina, - produzindo uma alteração estrutural na molécula com a substituição de uma base nitrogenada no DNA, alterando o códon GAC para GTC no RNAm, o que acarreta a troca do ácido glutâmico (Glu) pela valina (Val), na posição número 6 da cadeia β de globina. A substituição de aminoácidos na HbS modifica sua carga elétrica, pois a valina é um aminoácido de carga neutra e o ácido glutâmico apresenta carga negativa. Tal fato resulta em uma mobilidade mais lenta da HbS, quando comparada com a HbA1 normal em eletroforese de pH alcalino. A troca de aminoácido que resulta na HbS( α2β2 6glu-val ) altera a estrutura da molécula, pois se na HbA1 o ácido glutâmico auxilia no afastamento das moléculas de hemoglobina desoxigenadas, a entrada da valina nesta posição favorece a polimerização e a formação de tactoides sob condições de baixo teor de oxigênio ou baixo pH. Os tactoides são rígidos cristais alongados capazes de deformar o eritrócito, fazendo com que o mesmo assuma a forma de foice e consequente hemólise. A falcização é um processo reversível, com a reoxigenação o eritrócito volta sua forma normal.