hemoglobina e mioglobina

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Hemoglobina	e	mioglobina	
	
	
	
Hemoglobina	
	
v é	uma	proteína	encontrada	nas	hemácias	(eritrócitos)		
	
v Função:	transporte	de	oxigênio	dos	pulmões	aos	tecidos	é	efetuado	pela	hemoglobina	presente	nas	
hemácias	além	de	manterem	o	pH	sanguíneo	pois	íons	de	H+	se	associam	a	hemoglobina	nos	tecidos.	
	
v Estrutura:	a	estrutura	predominante	nos	seres	humanos	é	a	HbA	formada	por	quatro	cadeias	poliptídicas	
(duas	alfas-	α1	e	α2	e	duas	betas	β1	e	β2)	que	apresentam	sequências	de	aminoácidos	diferentes	porém	suas	
sequências	terciárias	são	muito	parecidas.	A	a	hemoglobina	é	formada	por	segmentos	em	α-hélice.	As	
hélices	recebem	letras	e	os	seus	aminoácidos	constituintes	números,	ex:		F8	-	aminoácido	8	da	hélice	F.		
	
v Ligação	do	oxigênio-		
	
o o	grupo	prostético	(parte	não	protéica)	heme	é	o	sítio	de	ligação	do	oxigênio	e	ele	esta.	
	
o 	A	hemoglobina	é	uma	hemeproteína	pois	cada	uma	de	suas	cadeias	está	associada	a	um	grupo	
heme	que	é	uma	molécula	de	porfirina	contendo	um	íon	ferro	que	permanece	no	estado	ferroso	
(Fe2+).		Lembrando	que	cada	hemoglobina	possui	quatro	grupos	heme.		
	
	
o O	grupo	heme	confere	a	hemoglobina,	e	ao	sangue,	sua	cor	característica:	
o Sangue	arterial:	vermelho	
o Sangue	venoso:	azulada/	roxa		
	
	
	
	
	
o O	grupo	heme	fica	dentro	de	uma	cavidade	hidrofóbica	(bolsão	
hidrofóbico)	com	aminoácidos	apolares	possibilitando	que	o	
ferro	(Fe2+)	não	se	oxide	no	estado	férrico	(Fe3+).	Esse	bolsão	é	
formado	pelo	alfa	hélice	F	e	E.	Em	que	a	histidina	proximal	se	
liga	diretamente	ao	grupo	heme	e	a	histidina	proximal	não	se	
liga	diretamente	com	o	grupo	heme,	ela	se	liga	ao	oxigênio	
preso	a	ele.		
	
o O	íon	ferro	faz	6	ligações-	4	grupos	N,	1-	His	F8	(histidina	proximal)	e	1-	grupo	O2	(ligado	pela	
histidina	E7	distal).		
	
	
o No	sítio	de	ligação	do	ferro	com	o	oxigênio	podem	se	ligar	outras	moléculas	como	o	CO	e	H2S	
que	tem	maior	afinidade	do	que	o	oxigênio	já	que	estes	possuem	uma	ligação	plana	com	a	His	E7	
diferente	do	oxigênio	que	possui	uma	ligação	angular.	
	
o Quando	a	molécula	de	hemoglobina	está	totalmente	oxigenada	ela	possui	quatro	moléculas	de	
O2,	nesse	estado	ela	é	denominada	oxi-hemoglobina.	A	forma	desprovida	de	oxigênio	é	chamada	
de	desoxi-hemoglobina.		
	
v Alteração	na	conformação	da	hemoglobina:	
	
o Estado	T:		
i. Estado	desoxi-Hb	
ii. Hemoglobina	protonada	
iii. Ligação	histidina-aspartato	(carga	positiva)		
iv. Menor	afinidade	pelo	oxigênio		
v. Os	íons	de	ferro	estão	fora	do	grupo	heme	
vi. Bolsão	beta	fica	mais	aberto	
vii. Momento	em	que	a	hemácia	sai	dos	tecidos	e	vai	para	o	
pulmão		
	
	
o Estado	R:		
i. Estado	oxi-Hb	
ii. Hemoglobina	desprotonada	
iii. Sem	a	ligação	histidina	aspartato	
iv. Maior	afinidade	por	O2	
v. O2	faz	a	ligacao	da	histidina	distal	com	o	grupo	heme	
vi. Bolsão	beta	fica	mais	fechado		
vii. Momento	em	que	a	hemácia	sai	do	pulmão	e	vai	para	os	
tecidos.		
	
	
Ligação	cooperativa:	a	ligação	do	primeiro	oxigênio	facilita	o	preenchimento	dos	outros	outros	
grupos	heme,	ocorrendo	a	mudança	da	conformação	de	T	para	R,	rompendo	a	ligação	histidina-
aspartato	abrindo	consequentemente	o	bolsão	beta.		
	
v Cinéticas	de	oxigenação-	
o A	hemoglobina	apresenta	uma	curva	sigmoide	.		
-		Sangue	arterial:	no	pulmão	a	pressão	de	oxigênio	(pO2)	e	a	
hemoglobina	fica	98%	saturada		com	oxigênio.	Nos	tecidos		
	
-	Sangue	venoso:	nos	capilares	que	irrigam	os	músculos	a	
saturação	da	hemoglobina	cai	para	35%,	ou	seja,	ela	libera	
63%	de	oxigênio.		
	
v Fatores	que	interferem	na	ligação	com	o	oxigênio:	
o Aumento	da	temperatura		
o Compostos	orgânicos	fosforilados	
o Aumento	da	pCO2		
	
*	O	aumento	da	temperatura	(febre)	aumenta	a	aceleração	do	metabolismo	celular,	ou	seja,	maior	demanda	de	
oxigênio.		
	
Provocam	redução	da	afinidade	da	
hemoglobina	pelo	oxigênio		
v BPG:	2,3-bisfosfoglicerato-	
o Composto	localizado	nas	hemácias	em	que	diminui	a	afinidade	da	hemoglobina	por	oxigênio.		
o Esse	composto	é	um	intermediário	da	glicólise.		
o O	BPG	se	liga	a	fortemente	a	desoxi-Hb	(bolsão	beta	está	mais	aberto)	,	entre	as	subunidades	beta,	no	
bolsão	beta	em	que	possui	cargas	positivas	que	interagem	com	as	subunidades	negativas	do	BPG.		
o O	efeito	dessa	molécula	manifesta-se	em	baixas	pressões	de	oxigênio.	Ex:	tecidos.	
o Nas	condições	de	alta	pressao	de	CO2	a	hemoglobina	fica	saturada	de	oxigênio	mesmo	com	a	presença	
de	BPG	que	tem	papel	fisiológico	de	aumentar	a	liberação	de	oxigênio	nos	tecidos	onde	a	pCO2	é	baixa.		
o Quando	temos	hipóxia	tecidual	prolongada	o	nível	de	BPG	nas	hemácias	aumenta,	pois	com	a	menor	
disponibilidade	de	oxigenação	é	necessário	maior	liberação	de	oxigênio	para	os	tecidos.		
	
	
	
v Tamponamento	sanguíneo	e	hemoglobina	—>	efeito	Bohr	
o A	afinidade	da	hemoglobina	pelo	oxigênio	varia	com	o	pH.		
o Os	dímeros	sofrem	alteração	no	valor	de	seu	pKa,	perdendo	prótons	quando	a	hemoglobina	é	
oxigenada	e	ganhando	prótons	quando	ela	é	desoxigenada.	
o O	que	é	o	efeito	Bohr:		Em	pH	mais	ácido,	como	nos	tecidos,	a	hemoglobina	libera	oxigênio,	
estabilizando	o	estado	T,	o	qual	apresenta	uma	ligação	iônica	entre	a	histidina	C-terminal	da	cadeia	
β	e	um	resíduo	de	aspartato	mais	interno	da	mesma	cadeia.	Essa	ligação	iônica	promove	uma	
elevação	no	valor	de	pKr	da	cadeia	lateral	da	histidina,	o	qual	passa	de	6,0	para	8,0.	Em	pKr	=	8,0	
(maior	que	o	pH	sanguíneo),	a	histidina	permanecerá	predominantemente	protonada.	Esta	
protonação	retira	H+	fazendo	com	que	a	[H+]	não	fique	muito	elevada	no	sangue,	ou	seja,	
impedindo	que	seu	pH	diminua	muito	(função	tamponante).	Em	pH	mais	alcalino,	como	nos	
pulmões,	a	hemoglobina	se	liga	ao	oxigênio,	estabilizando	o	estado	R,	o	qual	não	apresenta	a	ligação	
iônica	entre	a	Histidina	e	o	Aspartato.	Assim,	o	pKr	da	histidina	retorna	a	valor	6,0,	o	que	em	pH	
fisiológico,	acarreta	em	histidina	predominantemente	desprotonada.	Esta	desprotonação	libera	H+	
no	sangue,	impedindo	que	a	[H+]	fique	muito	reduzida,	ou	seja,	impedindo	que	seu	pH	aumente	
muito	(função	tamponante).	Assim,	podemos	resumir	que	nos	tecidos,	em	pH	mais	ácido	a	
hemoglobina	atua	como	uma	base	de	Brönsted,	recebendo	prótons	(ao	mesmo	tempo	em	que	libera	
O2)	da	solução.	Ao	passo	que	nos	pulmões,	em	pH	mais	alcalino,	a	hemoglobina	atua	como	um	ácido	
de	Brönsted,	doando	prótons	para	a	solução	(ao	mesmo	tempo	que	recebe	O2).	
	
	
	
	
	
v Tipos	de	hemoglobina		
a) HbA-	hemoglobina	adulta	
b) HbF-	hemoglobina	fetal	
c) HbS-	hemoglobina	falciforme		
1.	HbA	ou	HbA(1)	-	2	ALFAS	E	2	BETAS.	Encontradas	em	adultos,	
97%		
	
2.	HbA(2)-DUAS	ALFAS	E	2	DELTAS.	Encontradas	nos	adultos,	
com	mais	ou	menos	2%		
	
3.	HbF-	2	ALFAS	E	2	GAMAS.	Encontradas	nos	fetos	ou	em	bebe	
ate	3	meses	com	maior	quantidade.	Em	adultos	encontramos	
1%.	
	
4.	HbS-	HETEROZIGOTO	(2	ALFAS	E	1	BETA	NORMAL	E	1	BETA	
MUTADA	(S)).HOMOZIGOTO(	2	ALFAS	E	2	BETAS	MUTADAS	(S)).	
Um	gene	mutado:	traço	falciforme		
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
v Gráficos	prova-		
	
	
	
	
o Grafico-	mais	próximo	do	ordenada	mais	afinidade	pela	hemoglobina	mais	
distante	menor	afinidade.	Quanto	maior	o	ph	(mais	alcalino)	maior	afinidade	
pelo	o2	
	
	
	
	
	
Curva	azul:	nível	do	mar,	pegamos	98%	de	saturação	no	pulmão	e	nos	
tecidos	a	saturação	fia	em	60%	portanto	oxigenamos	38%	dos	nossos	
tecidos,	temos	mais	ou	menos	5	mM.	Em	locais	rarefeitos	a	p02	está	em	
mais	ou	menos	7		e	agora	pegamos	apenas	90%	de	o2,	continuamos	
soltando	60%	de	o2	nos	tecidos	portanto	oxigenamos	somente	30%,	ou	
seja,	os	tecidos	ficam	com	menos	oxigenação.	Para	ocorrer	a	adaptação	
o	corpo	pega	mais	glicose	e	produz	mais	BPG	e	mantém	a	hemoglobina	
na	forma	T	liberando	menos	o2	nos	tecidos.		
Curva	verde:	em	locais	rarefeitos	estamos	com	mais	ou	menos	7	mM	de	
BPG,	iremos	pegar	mais	ou	menos	85%	de	o2	e	permanece	ligado	
(saturado)	48%	e	portanto	liberamos	37%	para	os	nossos	tecidos.	
Quando	temos	13	BPG	e	temos	de	saturação	97%	saturação	e	damos	
para	o	nosso	tecido	49%.	Por	isso	quando	um	atleta	que	mora	em	um	
local	rarefeito	vai	jogar	em	um	local	ao	nível	do	marele	tem	maior	
vantagem.		
Linha	preta:	hemoglobina	com	0	de	BPG	
	
	
	
v quanto	mais	bpg	na	molécula	(hemoglobina)	menos	O2,	ou	seja,	mais	
o2	no	meio	(mais	oxigenado	o	tecido)	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
Mioglobina		
	
v Proteínas	encontradas	nos	miocitos	(celulas	musculares)	em	seu	citosol		
	
v Ela	se	liga	a	apenas	uma	molécula	de	O2	
	
v Tem	maior	afinidade	pelo	O2	
	
v Formada	por	uma	cadeia	polipeptídica,	possui	uma	estrutura	terciária	
	
v Possui	apenas	um	bolsão	hidrofóbico		
	
v Desoximioglobina:	é	azulada,	é	quando	ocorre	sua	desoxigenação,	sem	O2.	
	
v Oximioglobina:	vermelho	vivo,	é	quando	ocorre	sua	oxigenação	e	redução.	Um	ferro	ligado	a	O2	
	
v Metamioglobina:	marrom,	é	quando	ocorre	sua	oxidação	
	
v Quando	morremos	nosso	tecido	fica	em	contato	com	o	O2	e	o	ferro	das	mioglobinas	são	oxidardes	virando	
ferro	+3	e	eles	são	chamados	de	metamioglobina	—>	cor	marrom.		
	
v Função:	armazenamento	de	O2	no	tecido	muscular		
	
v Raddomiólise-	destruição	das	fibras	musculares	—>	Lise	de	miocito,	encontramos	mioglobinas	no	plasma	
(mioglobina	sérica)	
• Causas:		
a) trauma-quando	se	estoura	uma	quantidade	muito	grande	miócitos,estoura	um	monte	de	tecido	
muscular	ao	mesmo	tempo,	quando	o	tecido	muscular	é	rompido,	tudo	que	está	no	miócito	
estoura	e	fica	tudo	no	líquido	intersticial.	
b) 	Exercício	físico	extenuante.	
c) 	Estatina-	redução	do	colesterol,	a	membrana	tem	afinidade	por	colesterol	e	quem	faz	o	uso	
desse	medicamento	a	quantidade	de	colesterol	da	membrana	vai	diminuir	e	o	tecido	muscular	é	
o	mais	afetado	deixando	a	membrana	desse	tecido	mais	fluida,	mais	frágil,	levando	a	hemólise	
de	miócitos	causando	insuficiência	renal	aguda	(IRA)	
	
• A	insuficiência	renal	acontece	porque	o	sangue	terá	muita	mioglobina	que	será	filtrada	pelos	rins	
sobrecarregando-o.	Nós	possuímos	somente	uma	artéria	renal.	Quando	liberamos	a	mioglobina	ela	se	
ligada	ao	óxido	nítrico	(causa	vasodilatação)	causando	vasoconstrição,	pois	ocorre	uma	diminuição	sérica	
dos	níveis	de	óxido	nítrico	no	sangue,	na	artéria	renal	levando	a	isquemia	renal		
• A	intervenção	médica	é	trocar	o	remédio	e	fazer	hemólise		
• A	insuficiência	ocorre	em	todas	as	causas	de	rabdomiólise	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
Hemoglobinopatias