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1 Fisiologia do S. Cardiovascular- Eritrócito Daniel Duarte MED79 Introdução Eritrócito também pode ser chamado de hemácias ou Glóbulo Vermelho e possui como principal função a realização do transporte da hemoglobina. Desse modo, o eritrócito está relacionado com o transporte do oxigênio (O2), uma vez que a hemoglobina é utilizada como proteína transportadora de O2. Além disso, a hemácia apresenta outra função importante, que é o tamponamento do sangue. A hemácia é capaz de tamponar o sangue, devido à grande quantidade de proteínas presentes no seu interior. Ela é o principal sistema de tamponamento sanguíneo. Outro fator que contribui para essa segunda função das hemácias é a presença de Anidrase Carbônica. Ela é uma enzima responsável por catalisar a reação de formação do acido carbônico e, consequentemente, ela também vai atuar sobre o pH sanguíneo. Figura 1- Ação da Anidrase Carbônica Morfologia dos Eritrócitos Os eritrócitos apresentam um formato bicôncavo, em virtude da sua maior quantidade de membrana plasmática. Essa característica é extremamente importante, uma vez que os eritrócitos sofrem compressões distintas do sangue e da parede dos capilares, sobretudo, durante a diapedese (Passagem das células pela parede vascular), assim, a maior quantidade de membrana plasmática permite ao eritrócito possuir uma grande elasticidade. Desse modo, essa célula torna-se mais resistente a compressões e dificultando o rompimento (lise) dela. Figura 2- Formato Bicôncavo Quanto as dimensões das hemácia, ela apresentam dimensões específicas na unidade de micrômetros (µ), são elas: Diâmetro médio: 7,8 micrometros. Espessura maior: 2,5 micrometros. Espessura menor: 1 micrometro. Volume médio: 90 a 95 micrometros cúbicos. Além disso, há quantidades distintas de hemácias de pessoa para pessoa e, normalmente, os homens apresentam maiores quantidades de hemácias que as mulheres. Isso faz com que os homens possuam uma maior quantidade de oxigênio sendo transportado que as mulheres. Homens: 5.200.000 (+/- 300.000) Hemácias. Mulheres: 4.700.000 (+/_ 300.000) Hemácias. Produção das Hemácias A produção das hemácias (eritropoese) ocorrer em diferentes estágios durante o desenvolvimento. Inicialmente no embrião, ocorre no saco vitelínico, mas depois passa a ocorrer no fígado e 2 Fisiologia do S. Cardiovascular- Eritrócito Daniel Duarte MED79 no baço (por pouco tempo). A última etapa no período fetal ocorre na medula óssea. Figura 3- Eritropoese durante o Período Fetal Após o nascimento, essa síntese permanece acontecendo na medula óssea (em todos os ossos), porém na faze adulta a síntese dessas células fica restrita á medula óssea de alguns ossos (vertebras, costelas, esterno e ílio), uma vez que os ossos longos deixam de produzir, continuamente, as hemácias. Gênese das Hemácias: Todas as células sanguíneas são derivadas de um único tipo celular, as células tronco hematopoiéticas pluripotentes. A gênese da hemácia consiste da multiplicação dessas células pluripotentes, as quais vão formar células mais especificas (Células troncos comprometidas – vão forma uma linhagem de células) e mais células pluripotentes. Essas células troncos comprometidas vão sofrer uma nova especiação para originar colônias específicas de células sanguíneas, como a unidade formadora de colônia-eritrócito, as quais vão formar os eritrócitos, porém há um processo mais especifico, estágio de diferenciação das hemácias. Os estágios específicos de hemácias são as seguintes: Para todo esse processo de gênese dos eritrócitos ocorrer, é necessário a atuação de proteínas especificas (as proteínas indutoras de crescimento e de proliferação). As de crescimento atuam fazendo com que as células crescem para que possam sofrer a ação das de proliferação, as quais farão com que as pró-hemácias se dividam e possam formar células mais específicas ou apenas multiplicar a quantidade celular da mesma célula. A regulação da quantidade de hemácias no sangue é feita pela eritropoetina – hormônio majoritariamente sintetizado no rim (cerca de 90%) e atua a como uma resposta a hipóxia. Essa regulação ocorre a parti de alguns estímulos, como a baixa quantidade de eritrócitos resultado de anemias) - fazendo com que o organismo produza mais hemácias- ou a baixa oxigenação (hipóxia)- fazendo com que haja o aumento da síntese Saco Vitelínico Fígado • Baço Medula Óssea 3 Fisiologia do S. Cardiovascular- Eritrócito Daniel Duarte MED79 de eritrócitos para compensar a baixa concentração de sangue. A síntese da eritopoetina ocorre a partir da não oxigenação adequada, o que é monitorado pelos receptores, os quais são sensibilizados e fazem com que exista a produção desse hormônio no rim. Quando a hipóxia não é nos rins, ele ainda produz a eritopoetina, o que sugere que exista receptores externos ao rim, a fim de transmitir essa informação até ele. Além disso, acredita-se que as catecolaminas (epinefrina e noraepinefrina) também estimulam a síntese desse hormônio. A atuação da eritopoetina consiste no estimula a síntese de proeritoblasto e na maior rapidez de diferenciação dessa célula, isso foi pensado a partir do monitoramento das concentrações de hemácias em uma situação de hipóxia em que em horas já percebe-se o aumento de eritropoietina, porém o aumento de hemácias só ocorre em alguns dias (5 dias). A síntese da eritropoietina ocorrer a partir do aumento do fator induzível de hipóxia 1(HIF-1) ativado a partir da hipóxia. Ele vai ligar-se ao elemento de resposta a hipóxia que vai induzir a transcrição do gene da eritropoietina. A maturação das hemácias é um processo em que tende deixar a hemácia funcionalmente melhor e problemas nesse processo, com a falta de vitamina b12 e vitamina b9 (ácido fólico), vão formar hemácias defeituosas – formato não bicôncavo, frágil e com vida bem menor- as macrócitos. A falta dessas vitaminas está relacionada com o DNA, uma vez que ela constituem o trifosfato de timina, e como a síntese de hemácias ocorrer a partir de sucessivas divisões celulares vai haver o esgotamento dessas vitaminas causando a não formação adequada dos eritrócitos. A não absorção adequada da vitamina b12 no intestino causa anemia perniciosa, porem esses sintomas só são sentidos depois de muito tempo, visto que há uma grande reserva dessas vitamina no fígado. FORMAÇÃO DA HEMOGLOBINA A Hemoglobina é transportada dentro dos eritrócitos e esta relacionada com o transporte de oxigênio. O substrato primário da hemoglobina é o SUCCINIL CO-A (um dos substratos do ciclo de Krebs). 1- O succinil Co-A vai ligar- se a glicina formando um Pirrol 2- 4 Pirróis vão ligar-se entre si formando um Porfirina IX 3- Porfirina IX vai ligar-se ao Fe2+formando o grupo Heme 4- O Heme vai ligar-se a um polipeptídio formando uma cadeia de hemoglobina (a ou b) 5- 4 cadeias (2 a e 2 b) ligam-se Formando a hemoglobina A. Cada grupo heme é capaz de transportar uma molécula de oxigênio. É bom salientar que essa ligação não é de caráter iônico, ou seja, a molécula de oxigênio permanece na sua formar molecular e a ligação entre a molécula de oxigênio não é tão forte, o que favorece a ligação reversível, ou seja, o desprendimento do oxigênio do grupo heme ao chegar nos tecidos com baixos níveis de oxigenação. METABOLISMO DO FERRO O ferro está associado a diversas coisas no organismos, sua absorção ocorrer nointestino delgado. No plasma, o ferro vai se ligar a um globulina (apotrasnferina) formando a transferina que, assim como o hemoglobina, apresenta um reversibilidade nessa ligação fazendo com que ela seja facilmente transportada para a célula. Na célula, o ferro vai se Anomalias nas cadeias polipeptídicas podem causar modificações estruturais nessas cadeias e, consequentemente, na molécula de hemoglobina e da hemácia também. Isso é o que ocorre na anemia falciforme. 4 Fisiologia do S. Cardiovascular- Eritrócito Daniel Duarte MED79 ligar a apoferritina formando a ferritina. O ferro pode ser armazenado na forma de ferritina em algumas células, esse é o ferre de depósito. Ferro armazenado na forma insolúvel é chamado de hemossiderina. Com a diminuição da quantidade se ferro no sangue, as transferinas são mobilizadas e levam o ferro ate a medula óssea onde as transferinas sofrem endocitose pelos eritoblastos e liberam o ferro que irá para a mitocôndria, ode é sintetizado o grupo heme. Déficits de transferinas causam um tipo de anemia, a anemia hipocrômica.
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