Transporte de O2:
Mioglobina e Hemoglobina

O O2 atmosférico não está em contado direto
com a grande maioria das células e tecidos,
além de ser um gás pouco solúvel em água.
Como o O2 chega a todas
as células de todos os
tecidos do corpo?
Transportadores de O2

Hemoglobina: Eritrócitos Sanguíneos

Mioglobina : Tecido muscular

Os aminoácidos que formam a
hemoglobina não são capazes de ligar
diretamente o O2.
Como resolver esse problema?
Solução:
Presença de metais como Ferro que são
ótimos transportadores de O2

O Fe2+ é capaz de interagir com o O2, sendo
oxidado. Entretanto, nessa reação o Fe torna-se
Fe3+, e perde a capacidade de interação com O2.

Além disso, a reação do Fe livre com H2O2 gera
radicais livres prejudiciais aos componentes
celulares.

O Fe encontra-se no centro de uma estrutura
complexa em forma de anel, uma protoporfirina,
chamada de Heme.
Esta ligação inibe a transformação do Ferro ferroso (Fe2+) em
férrico (Fe3+), e permite a ligação reversível do O2 ao Fe.

O Heme funciona como grupo prostético
para a Hemoglobina.

O heme liga-se covalentemente a um
resídulo de Histidina na molécula de
Hemoglobina.

Por que não usar heme livre como
transportador de O2?
Porção hidrofóbica
Ação detergente nas membranas
celulares.

O Heme livre tem uma afinidade 20.000 vezes
maior pelo CO do que pelo O2.
A afinidade do heme pelo CO
cai de 20.000 para 200 vezes
quando encontra-se ligado à
hemoglobina.

Efeito estérico: A presença da Histidina
distal impede a ligação do CO com o Fe
num ângulo reto.

Em circunstâncias onde a concentração de
CO é mais alta que a de O2 pode ocorrer a
ligação do CO com o Fe.
Garagem fechada

A diferença na coloração do sangue arterial e
venoso deve-se à ligação do O2 ao Heme:
Vermelho escuro (desoxigenada) vermelho vivo
(oxigenada).
Mioglobina
Armazena O2 em células musculares.
 Possui apenas uma cadeia polipeptídica e um
grupamento Heme.
 Estrutura secundária formada de 8 α-hélices


A grande abundância de mioglobina em músculos de mamíferos
marinhos que mergulham permite que esses animais resistam a
longos períodos submersos.
Estrutura Terciária da Mioglobina
Azul: Carregados
Brancos: Polares
Amarelos: Apolares
Hemoglobina



Presente nas hemácias sanguíneas.
Para melhor desempenhar seu papel no transporte do O2
as hemácias perdem seu núcleo e algumas organelas
como mitocôndrias e retículo endoplasmático.
Sem núcleo são incapazes de se dividir e seu tempo de
vida é de ~ 4 meses.
Tetramérica (subunidades β e α);
 Capaz de transportar até 4 moléculas de
O2.

No sangue arterial a Hb
está 96% saturada de O2
e no sangue venoso que
retorna para o coração
apenas 64% de
saturação.
Cerca de 1/3 é liberado
nos tecidos
A Hemoglobina é uma proteína alostérica

A ligação de um O2 numa das subunidades leva a uma
mudança conformacional que aumenta a afinidade das
outras subunidades pelo O2 – ligação cooperativa.

A ligação do O2 ao Fe leva a uma mudança de
conformação do Heme, que desloca a posição
da hélice na qual este heme está ligado.
A hemoglobina liga O2
eficientemente nos
pulmões e libera O2
eficientemente nos
tecidos
Como ela faz isso?
Transporte de CO2

O CO2 produzido no metabolismo celular deve ser
transportado até os pulmões onde será liberado.
anidrase
carbônica

O CO2 também é transportado pela hemoglobina e esse
transporte é influenciado pelo pH e pela pCO2.

O CO2 liga-se aos grupamentos amino-terminais
das subnunidades da hemoglobina.
Esta ligação diminui a afinidade da Hemoglobina
pelo O2.
 O CO2 não liga-se ao Heme!


A hemoglobina também liga-se a H+ produzidos
no metabolismo.

Essa ligação também diminui a sua afinidade
pelo O2.
EFEITO BOHR
O CO2 produzido pelas células nos tecidos
leva à acidificação do meio.
 Com o aumento da pCO2 e diminuição do
pH a hemoglobina libera o O2 para o
tecido.
 No pulmão, a pCO2 é baixa e o pH mais
alto, fazendo a hemoglobina liberar CO2,
aumentar sua afinidade pelo O2 permitindo
sua captação.

BPG

A ligação do BPG diminui a afinidade da
hemoglobina pelo O2.
Em grandes altitudes, a concentração
de BPG aumenta, fazendo com que a
afinidade da hemoglobina pelo O2
diminua, facilitando a liberação deste
nos tecidos.
A hemoglobina fetal tem menor
afinidade pelo BPG e, portanto, maior
afinidade pelo O2.
Hemoglobina fetal

A hemoglobina fetal tem maior afinidade
pelo oxigênio pois há uma substitui’cão
das cadeias β por cadeias γ.
Anemia Falciforme


Nessa anemia o glutamato 6
das cadeias β é substituído por
uma valina, um aminoácido
com cadeia lateral apolar.
A hemoglobina de células
falciformes (HbS) desoxigenada
tem baixa solubilidade,
formando agregados que
deformam a célula.
Anemia Falciforme
Anemia falciforme x Malária
Distribuição da Anemia Falciforme
Distribuição da Malaria