Resumo_Transporte de Oxigênio

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Bioquímica – Paula Toneli 
Transporte de Oxigênio
A mioglobina, com sua curva hiperbólica de ligação ao oxigênio, é relativamente insensível a pequenas alterações na concentração do oxigênio dissolvido e, por isso, funciona bem como proteína de armazenamento de oxigênio. 
A hemoglobina, com suas múltiplas subunidades e sítios de ligação para o O2, é mais adequada para o transporte do oxigênio. 
O oxigênio é pouco solúvel em soluções aquosas e não pode ser transportado para os tecidos em quantidades suficiente se estiver simplesmente dissolvido no plasma sanguíneo. Nenhuma cadeia lateral dos aminoácidos das proteínas é adaptada para a ligação reversível de moléculas de oxigênio. Essa função é exercida por determinados metais de transição, entre eles, o cobre e o ferro, que apresentam forte tendência para ligar oxigênio. Contundo, o ferro livre promove a formação de espécies de oxigênio altamente reativas. Por isso, o ferro usado nas células está ligado em formas que sequestram e/ou tornam menos reativo. Nos organismos multicelulares o ferro é incorporado em grupo prostético chamado de heme, ligado à proteína. 
MUDANÇA ESTRUTURAL DA HEMOGLOBINA
As interações entre as subunidades da hemoglobina causam mudanças conformacionais que alteram a afinidade da proteína pelo oxigênio. 
Existe duas conformações principais: estado R e o estado T.
Embora o oxigênio se ligue à hemoglobina nos dois estados, ele tem muito mais afinidade pela proteína no estado R. A ligação do oxigênio estabiliza o estado R.
Originalmente T e R significam “tenso” e “relaxado”. 
A ligação do O2 à subunidade da hemoglobina no estado T desencadeia uma mudança na conformação para o estado R. 
2,3-BIFOSFOGLICERATO
A interação do 2,3-bifosfoglicerato (BPG) com as moléculas de hemoglobina aprimora a função desta.
O BPG está presente em concentrações relativamente alta nos eritrócitos. Quando a hemoglobina é isolada, ela contém grande quantidade de BPG, difícil de ser removida por completa. 
O BPG reduz muito a afinidade da hemoglobina pelo oxigênio – existe uma relação inversa entre a ligação do O2 e do BPG
HbBPG + O2 ↔ HbO2 + BPG
O BPG liga-se a um sitio distante do sitio de ligação do oxigênio e regula a afinidade do O2 pela hemoglobina em relação à pO2 nos pulmões. O BPG é importante na adaptação fisiológica à pO2 mais baixa nas grandes altitudes. 
Quando uma pessoa é transportada repentinamente do nível do mar para uma altitude de 4.500 metros, onde a pO2 é muito mais baixa. A liberação de O2 para os tecidos é reduzida. No entanto, após poucas horas na maior altitude, a concentração de BPG no sangue começa a aumentar, levando a uma redução na afinidade da hemoglobina pelo O2. Esse ajuste no nível de BPG tem somente um pequeno efeito na ligação do O2 nos pulmões, mas seu efeito é considerável na liberação do 02 nos tecidos. Como resultado, a liberação do oxigênio para os tecidos é restaurado para cerca de 40% do O2 que pode ser transportado pelo sangue. A concentração de BPG nos eritrócitos aumenta também em pessoas que sofrem de hipóxia.
O BPG reduz a afinidade da hemoglobina pelo oxigênio porque estabiliza o estado T. A transição ao estado R estreita o bolsão de ligação para o BPG, impedindo sua ligação. Na ausência do BPG, a hemoglobina é convertida mais facilmente ao estado R. 
TRANSPORTE DE H+ E CO2
Além de carregar praticamente todo o oxigênio de que as células necessitam dos pulmões para os tecidos, a hemoglobina transporta dois produtos finais da respiração celular –H+ e CO2 – dos tecidos para os pulmões e para os rins, onde são secretados. O CO2, produzido pela oxidação dos combustíveis orgânicos na mitocôndria, é hidratado e forma bicarbonato:
CO2 + H2O ↔ H+ + HCO-3
A hidratação do CO2 resulta em aumento na concentração de H+ (uma redução no pH) nos tecidos. A ligação do O2 pela hemoglobina é profundamente influenciada pelo pH e pela concentração de O2, de forma que a conversão desse gás em bicarbonato é fundamental na regulação da ligação do oxigênio e sua liberação no sangue.
↓pH ↑concentração de CO2 dos tecidos periféricos - ↓ afinidade da hemoglobina pelo oxigênio 
↑pH ↓concentração de CO2 (excreção) - ↑ afinidade da hemoglobina pelo oxigênio 
HHb+ + O2 ↔ HbO2 + H+
Pulmões: ↑concentração O2 – hemoglobina se liga ao 02 e libera prótons 
Tecidos periféricos:↓concentração O2 – hemoglobina se liga ao H+ e o O2 é liberado