Hemoglobina na bioquimica

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BIOQUÍMICA – HEMOGLOBINA
Estrutura da hemoglobina: a hemoglobina está presente nas hemácias; a hemoglobina presente nos seres humanas HbA é formada por 4 cadeias polipeptídicas, duas alfas com 141 aminoácidos, alfa 1 e alfa 2, e duas betas com 146 aminoácidos, b1 e b2. Os tipos de subunidades e a mioglobina (presente nos músculos, um grupo heme + ferro, então também uni ao gás oxigênio) exibem estruturas terciárias semelhantes.
Apresentam a maior extensão da cadeia formada por segmentos em alfa-hélice, conectadas por regiões sem estrutura regular. As hélices recebem letras e os seus aminoácidos constituintes, números, exemplo F8, oitavo aminoácido da hélice F. 
Dura cerca de 120 dias;
Na estrutura quaternária da hemoglobina (pois possui 4 estruturas), as ligações covalentes são muito mais numerosas entre subunidades diferentes – alfa/beta – do que entre subunidades iguais – alfa/alfa, beta/beta. O resultado desta associação desigual é uma molécula tetramérica composta pela união de dois dímeros a1b1 e a2b2. Estas interfaces sofrem modificações importantes na oxigenação e desoxigenação da hemoglobina. 
O grupo prostético heme é o sitio de ligação do oxigênio. A hemoglobina é uma hemoproteína cada uma de suas cadeias está associada a um grupo prostético heme. A heme é uma molécula de porfirina contendo um íon de ferro, que, na mioglobina e na hemoglobina e na hemoglobina, permanece no estado ferroso, Fe2+ e é ligada à 4 grupos de nitrogênio. As porfirinas consistem em um anel plano, resultante da fusão de quatro núcleos pirrólicos, com substituintes variáveis, que caracterizam seus subtipos; na hemoglobina é encontrado o isômero denominado protoporfirina IX1. A heme confere à hemoglobina, e ao sangue, sua cor característica.
Tipos de hemoglobina: Hb-A1 - a2b2 (mais abundando 96-98%); Hb-A2 – a2Ᵹ(sigma)2; Hb-F – a2y (gama)2, o que muda de uma para outra é a sequência ou o tipo de proteína.
Oxi-hemoglobina (HbO2) - A ligação do oxigênio ao Fe2+ do grupo heme provoca o deslocamento do ferro para o plano do anel porfirínico, que se torna mais achatado, cor vermelho vivo; Desoxi-hemoglobina é a forma de hemoglobina que liberou seu oxigênio ligado, cor púrpura.
Carbamino-hemoglobina (HbCO2): quando co2 liga à uma desoxi-hemoglobina.
• 5% do CO2 HbCO2 
• 90% do CO2 HCO3
- Meta-hemoglobina (M-Hb):
• Possui Fe+3
• Incapaz de transportar o oxigênio, levando à 
cianose clínica conhecida como a síndrome de 
"sangue azul"
Vitamina b12 é capaz de converter Fe+3 em Fe+2.
Mecanismos de transporte da hemoglobina: 
A Mioglobina possui maior afinidade com o oxigênio, pois ela precisa de menor pressão de oxigênio para atingir a saturação máxima, sendo assim ela é a melhor armazenadora de oxigênio, enquanto a hemoglobina é melhor transportadora para os tecidos e alvéolos, mas cabe mencionar que a ligação é fraca e instável.
Fatores que interferem no transporte de gás oxigênio:
PO2 e PH baixos, PCO2 alto (tecidos) - co2 liga na hemoglobina
PO2 e PH alto, PCO2 baixo (pulmões) - o2 liga na hemoglobina
A afinidade da hemoglobina por oxigênio também diminui com acréscimos na pressão parcial de CO2 (pCO2), produzindo desvios da curva de saturação com oxigênio para a direita, um resultado semelhante ao da diminuição de pH, pois os íons H+, como acontece com o BPG, ligam-se preferencialmente à desoxi-Hb, que passa a constituir a forma predominante, o que corresponde a uma diminuição na afinidade da hemoglobina por oxigênio, e sendo uma base conjugada de Bronsted, o ácido fraco seria a HHb pois libera H+ para o meio (pulmão) para ligar – se ao oxigênio. O CO2 reage com os grupos amino terminais das cadeias da hemoglobina, formando a carbamino-hemoglobina, que tem afinidade menor por O2. Essa relação de PH e hemoglobina é chamado de Efeito Bohr. 
Em altas altitudes, a pressão do gás oxigênio é menor, baixa saturação = baixo transporte de gás oxigênio, a população que vive nesses lugares possui uma adaptação que é a presença de EPO (hormônio eritropoietina, produzido naturalmente nos rins (e em menor quantidade no fígado), é o responsável por estimular a produção de hemácias na medula óssea, sendo, por vezes, utilizado como doping por atletas praticantes de esportes de resistência, como o ciclismo, para facilitar o transporte de oxigênio e aumentar a produção de energia, e assim aumenta a quantidade de hemoglobina para fazer o transporte do oxigênio.
2,3 bisfosfoglicerato reduz a afinidade da Hb pelo o2, as pessoas de altas altitudes possuem este composto nos tecidos para a HB liberar mais rapidamente o oxigênio.
A hemoglobina possui maior afinidade pelo monóxido de carbono do que pelo gás oxigênio, e assim, causa a asfixia.
Ela possui outras funções também além de apenas transportar oxigênio e dióxido de carbono, pois também tem função de tamponamento das hemácias (controle de PH). 
O tampão é um sistema formado de um ácido fraco e sua base conjugada, que não permite grandes variações de PH.
(imagem meramente explica também na parte das ligações / afinidade).
Saturação – Porcentagem de hemoglobina ligada ao oxigênio, o normal é 96-98%.
Biografia: Bioquímica Básica – Anita Marzzoco e Bayardo Baptista Torres.
Metabolismo da Bilirrubina
Degradação da hemoglobina ocorre após mais ou menos 120 dias de vida, a hemácia é destruída, consequentemente, eliminando a hemoglobina;
O metabolismo da bilirrubina pode ser subdividido em captação, armazenamento, conjugação (união) e secreção hepática, na qual se encontram enzimas cujas atividades podem ser alteradas causando processos patogénicos. As hemácias são formadas na medula óssea e se destinam ao sistema circulatório, circulam por 120 dias e são destruídas normalmente no baço eliminando a hemoglobina e fagocitada pelos macrófago no baço e na medula óssea e pelas células de kupffer no fígado;
A hemoglobina degrada em globina que é usada na produção de proteínas e a Heme é transformada em biliverdina, monóxido de carbono e ferro. A biliverdina-redutase converte a biliverdina em bilirrubina livre (não conjugada) sendo liberado pelos macrófagos no plasma.
Essa bilirrubina livre é lipossolúvel e apolar, pode ligar-se à albumina e sua fração livre atravessar a barreira hematoencefálica, tóxica para o sistema nervoso;
Bilirrubina não conjugada quando chega ao fígado é recolhida pelos hepatócitos por meio de sistemas proteicos chamado processo de captação;
Liberada da albumina plasmática e conjugada por enzimas Bilirrubina Glucurinil transferase catalisa a reação no fígado que a torna a bilirrubina conjugada e hidrossolúvel, excretada através do polo biliar dos hepatócitos em contato com os canlículos biliares e vai para o intestino grosso;
A bilirrubina conjugada é transportada como complexo lipídico-micelar até o duodeno através do ducto biliar principal, sendo desconjugada e reduzida no cólon por ação das glicuronidases bacterianas, formando os urobilinogênios;
Essas moléculas são excretadas nas fezes em sua maioria e pequena parte é reabsorvida através da mucosa intestinal e volta para o fígado pelo sistema porta, constituindo o ciclo entero-hepático, assim, excretando 5% na urina;
Icterícia
É um sinal clínico de uma doença;
Aumento da bilirrubina assim a pele e escleras ficam amareladas devido a alta capacidade desses tecidos de impregnarem o pigmento biliar.
Três tipos:
· Pré-hepática: Problema é antes do fígado, antes da conjugação, destruição muito grande de hemácias, aumentando a bilirrubina indireta e não conjugada. Anemias hemolíticas;
· Intra-hepática: problema é no fígado, em ração de toxinas, infecções, cirrose, tumor. Diminui a capacidade de conjugar do fígado, não secretando a bilirrubina na vesícula biliar, extravasa para o sangue, aumenta a bilirrubina conjugada e não conjugada;
· Pós-hepática: Problema na vesícula biliar, ocorre quando há obstrução dos ductos, cálculos biliares pouco solúveis, aumentando a bilirrubina conjugada no sangue não indo para o intestino, assim as fezes ficam esbranquiçadas porque não forma estercorrubina;
Referência:
MARTELLI, Anderson. Síntesee metabolismo da bilirrubina e fisiopatologia da hiperbilirrubinemia associados à Síndrome de Gilbert: revisão de literatura. Rev Med Minas Gerais, v. 22, p. 216-220, 2010.