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Semana 6 (problema 1) Objetivos: 1-Compreender a estrutura, função e produção da hemoglobina 2-Entender os tipos de hemoglobina HEMOGLOBINA -Está nos eritrócitos -Aproximadamente esférica -Proteína tetramérica que contém 4 grupos prostéticos heme (grupo que se liga, de fato, ao O2), cada um ligado a uma cadeia polipeptídica -A hemoglobina do adulto contém dois tipos de globina: 2 cadeias α e 2 cadeias β -Estrutura quaternária -Função: transportar O2 no sangue e exercer um poderoso efeito tampão -Produzida no interior dos ossos da costela, ossos longos dos membros superiores e inferiores, ossos do crânio e esterno -Transporta dois produtos finais da respiração celular – H+ e CO2 – dos tecidos para os pulmões e para os rins, onde são excretados. O CO2, produzido pela oxidação dos combustíveis orgânicos na mitocôndria, é hidratado e forma bicarbonato: ↪ Essa reação é catalisada pela anidrase carbônica, uma enzima particularmente abundante nos eritrócitos CURVA DE SATURAÇÃO -Curva sigmoide -Hemoglobina tem baixa afinidade pelo O2, pois ela se liga de forma cooperativa a ele: a primeira molécula de O2 que interage com a desoxi-hemoglobina se liga fracamente, pois ela se liga a uma subunidade que está no estado T. A sua ligação leva a mudanças conformacionais, que são comunicadas às subunidades adjacentes, facilitando a ligação de moléculas de O2 adicionais. De modo efetivo, depois da ligação do O2 à primeira subunidade, a transição T → R ocorre mais facilmente na segunda subunidade. A última (quarta) molécula de O2 liga-se ao heme de uma subunidade que já está no estado R, motivo pelo qual se liga com afinidade muito mais alta do que a primeira molécula de O2 ESTADO T E R -A hemoglobina tem duas conformações principais: o estado R (relaxado) e o estado T (tenso). O O2 se liga à hemoglobina nos 2 estados, mas tem maior afinidade pela hemoglobina no estado R. A ligação do O2 estabiliza o estado R -Em ausência experimental de oxigênio, o estado T é mais estável, de modo que a conformação predominante é a da desoxi-hemoglobina -A ligação de O2 a uma unidade da hemoglobina no estado T provoca uma mudança na conformação para o estado R -À medida que mais moléculas de O2 são ligadas, a hemoglobina passa do estado T (baixa afinidade) para o estado R (alta afinidade). Como resultado, a hemoglobina tem uma curva de ligação ao oxigênio híbrida em forma de S, ou sigmoide MEIOS DE TRANSPORTE -O O2 é transportado por 2 caminhos: -Dissolvido no plasma -Ligado a hemoglobina, como oxiemoglobina (HbO2) FATORES QUE AFETAM A SATURAÇÃO DA Hb -A saturação da hemoglobina por O2 é afetada por: -PO2 -Temperatura -pH -PCO2 -Desvio à direita → ↓ afinidade da hemoglobina pelo O2 -Desvio à esquerda → ↑ afinidade da hemoglobina pelo O2 INFLUÊNCIA DO CO2 INFLUÊNCIA DO PH INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA ↠ Efeito Bohr -É a influência do pH e PCO2 sobre a dissociação da Hb-O2 INFLUÊNCIA DO 2,3 BIFOSFOGLICERATO -O bifosfoglicerato também se liga na hemoglobina, reduzindo a afinidade da Hb pelo O2 HEMOGLOBINA FETAL E MATERNA -Os eritrócitos fetais exibem maior afinidade pelo O2 que os eritrócitos maternos, visto que a hemoglobina fetal não se liga tão bem ao 2,3-BPG quanto a hemoglobina materna TRANSPORTE DE CO2 -CO2 também é transportado pela hemácia -Ele pode ser transportado de 3 maneiras: -Dissolvido no plasma -Pela hemoglobina -Na forma de íon bicarbonato ↪ De onde vem esse íon? Célula liberando CO2 para o sangue → CO2 pode ir para o capilar e outra parte entra na hemácia → quando ele entra na hemácia ele vai rapidamente se combinar com a H2O → enzima anidrase carbônica catalisa essa reação → formação do ácido carbônico (H2CO3) → dissociar → HCO3- + H+ → H+ liberado desloca o O2 da hemoglobina e se liga nela → bicarbonato sai da hemácia → plasma. O CO2 sozinho também pode deslocar o O2 e se ligar à hemoglobina -Tecido: ↑ produção e pressão de CO2; ↓PO2 → CO2 tende a entrar na hemácia -Pulmão: ↓ PCO2 → CO2 sai da hemácia → alvéolos TIPOS DE HEMOGLOBINA -Tipos normais: ↪ Hemoglobina A1: representa cerca de 97% da hemoglobina encontrada nos adultos. É composta por 2 cadeias proteicas α e duas cadeias proteicas β ↪ Hemoglobina A2: em torno de 2% da hemoglobina total em adultos. Possui 2 cadeias proteicas α e duas cadeias proteicas δ (delta) ↪ Hemoglobina F: cerca de 2% da hemoglobina total nos adultos. Possui 2 cadeias proteicas α e duas cadeias proteicas ү (gama) -Tipos anormais: ↪ Hemoglobina S (HbS): caracteriza as doenças falciformes, é mais comum de encontrar no continente africano. O indivíduo pode ser homozigoto para essa hemoglobina e expressar a anemia falciforme ou pode ser heterozigoto, desenvolvendo assim o traço falciforme ↪ Hemoglobina C (HbC) ↪ Hemoglobina E (HbE): mais comum nos povos asiáticos e é uma das variantes da cadeia β da hemoglobina mais comuns no mundo -Existem também algumas variantes de hemoglobina que são menos comuns, como: hemoglobina H, hemoglobina de Bart (incompatível com a vida) e hemoglobina D