HEMOGLOBINA
Autor: Breno Vilela Massahud – 2º ano A
Disciplina: Fisiologia
Curso: Medicina
FCMMG
INTRODUÇÃO
• A Hemoglobina (Hb) é uma proteína
encontrada no interior das hemácias;
• É uma proteína de estrutura quaternária: 4
cadeias polipeptídicas ligadas entre si.
• Cada uma das 4 cadeias está ligadas a um
grupo prostético heme (Fe2+), pelo qual ela
pode se ligar à molécula de O2.
• Então: 1 molécula de Hb pode se ligar até
a 4 moléculas de O2. (principal função);
• É uma cromoproteína: o seu grupo heme
confere a coloração avermelhada do
sangue – pigmento sanguíneo.
• Concentração: 15g/100 ml sangue.
• Funções:
1. Transporte de praticamente todo o gás
oxigênio circulante(97%); elo entre sistema
respiratório e o metabolismo celular, em
relação ao oxigênio;
2. Efeito tampão da pO2 tecidual;
3. Transporte de uma pequena parcela do gás
CO2 circulante.
4. Tampão ácido-base na molécula de Hb.
PAPEL DA HEMOGLOBINA NO
TRANSPORTE DE OXIGÊNIO
• Transporte de praticamente todo o gás
oxigênio (97%), dos pulmões para os
tecidos;
• Não é suficiente apenas transportar O2,
deve-se também liberá-lo para os tecidos;
• Grupo heme (Fe2+): ligação química
frouxa e reversível com molécula O2
permite essa liberação;
• Base de quase todo o transporte: a ligação se
faz e se desfaz de acordo com o nível de pO2
local (concentração ou pressão parcial de
oxigênio); porém, 4 fatores podem influenciar
a taxa de ligação ou liberação de oxigênio;
• Desse modo, a ligação se faz ao nível capilar
pulmonar ( pO2) e se desfaz ao nível capilar
tecidual periférico ( pO2);
• 2 gráficos podem representar a ligação de
Hb com O2 em função da pO2:
CURVA DE DISSOCIAÇÃO DE
OXIGÊNIO-HEMOGLOBINA
• A curva de dissociação de oxigêniohemoglobina é uma média do organismo;
• A curva pode estar deslocada para direita
ou para esquerda de acordo com o local;
• 4 fatores podem deslocar a curva (serão
apresentados posteriormente).
QUANTIDADE MÁXIMA DE O2
QUE CONSEGUE COMBINAR
COM A Hb DO SANGUE
•
Sangue normal: 15g Hb/100ml de
sangue;
• Para Hb 100% saturada:
1. 1g Hb se liga a um máximo de 1, 34 ml
de O2 (média);
2. 15g Hb transporta 20 ml de O2;
3. Então: cada 100 ml de sangue,
transporta, 20 ml de O2 por meio da Hb.
REPOUSO
Sangue arterial sistêmico:
•
•
•
Hb 97% saturada;
PO2 de 95mmHg;
Transporte de 19,4ml O2/100ml de sg.
Sangue venoso que retorna ao coração:
•
•
•
Hb com saturação de 75%;
PO2 de 40 mmHg;
Transporte de 14,4 ml O2/100 ml de sg.
Porque tanta Hb (75%) não libera O2 mesmo
após a passagem pela área de troca (capilar)?
• Lembrar: o valor é para situação de repouso;
• Certamente haverão situações de estresse,
emergência, exercício físico intenso; Essas
situações requerem maior consumo de
oxigênio;
• Importância de se ter 75% da Hb saturada:
FONTE DE RESERVA DE OXIGÊNIO PARA
ESSAS SITUAÇOES (além de haver uma
reserva de volemia nos vasos venosos).
DIAGRAMA DE VOLUMES % DE
02 NO SANGUE EM FUNÇÃO DA
pO2
•
Volumes percentuais (%) de O2 no sangue significa: unidade de volume de O2 (ml)
transportado em cada 100 unidades de volume (ml) de sangue, via Hb.
LIBERAÇÃO DE OXIGÊNIO DA
HEMOGLOBINA
• Ocorre ao nível dos capilares periféricos;
• Como se calcula:
• Para Hb 100% saturada: 100ml sg -15g
Hb – 20 ml de O2 transportado;
• No sangue arterial sistêmico - Hb 97%
saturada: 100ml sg – 15g Hb – 19,4ml de
O2 transportado;
• Nos capilares teciduais periféricos:
desfazem-se ligações entre Hb-O2,
liberando oxigênio até que:
• No sangue venoso - saturação de Hb é
75%: 100ml sg – 15g Hb – 14,4ml de O2
continua sendo transportado (pessoa em
repouso);
• Então: a Hb liberou, para os tecidos, 5ml
de O2 (19,4 – 14,4) a cada 100ml de
sangue ou fluxo sanguíneo (condições
normais de repouso).
COEFICIENTE DE UTILIZAÇÃO
• É a porcentagem do sangue cuja
hemoglobina realmente libera oxigênio,
quando o sangue passa pelos capilares
teciduais;
• Pessoa em repouso (como já exposto no
slide anterior): Hb 75% saturada no sangue
venoso: 25% (100 – 75) da Hb, ou seja, 25%
do sangue, liberou oxigênio. Coeficiente de
utilização = 25%.
EFEITO TAMPÃO DA HB NA PO2
TECIDUAL
•
•
•
•
Para liberar 5ml de O2 por 100 ml de sangue,
a pO2 deve cair para 40 mmHg (repouso);
A pO2 tecidual não pode ultrapassar os 40
mmHg;
Se ultrapassar esse limite, a quantidade de
oxigênio (5 ml) necessária pelos tecidos não é
liberada da Hb.
Dessa forma: A Hb estabelece limite
superior de pO2 tecidual de 40 mmHg
(repouso);
•
Por outro lado, em exercícios físicos
pesados, grandes quantidades de O2 podem
ser liberadas, sem que a pO2 tenha que
cair tanto. Isso é possível por causa de:
1. Inclinação abrupta da curva de dissociação
de oxigênio-Hb, para pO2 abaixo de 40
mmHg;
2. Aumento do fluxo sanguíneo logo após
queda da pO2, anulando, em parte, a queda
da pO2.
3. Maior liberação de oxigênio da Hb a uma
mesma pO2, em relação a situação de
repouso: Efeito Bohr (Próximo assunto).
DESVIO DA CURVA DE
DISSOCIAÇÃO DE Hb-O2
•
Quais fatores desviam:
1. Mudanças no pH;
2. Mudanças na [ ] de CO2;
3. Variação de temperatura;
4. Variação da [ ] de BPG (2,3 – bifosfoglicerato)
FATORES QUE DESVIAM A
CURVA DE DISSOCIAÇÃO O2-Hb
DESVIO PARA A DIREITA
EFEITO BOHR
•
•
•
•
Ocorre nos tecidos periféricos: da pCO2 e
da concentração de H+( no pH);
Deslocamento da curva para direita = em
relação a curva normal, ocorre uma
liberação de oxigênio ( saturação de Hb)
para uma mesma pO2.
Intensifica a liberação de O2, havendo menos
queda da pO2;
Quanto a atividade metabólica de um
tecido, mais intenso é o Efeito Bohr na
circulação local.
DESVIO PARA A ESQUERDA
• É o oposto do Efeito Bohr;
• Ocorre nos capilares pulmonares;
• É devido à pCO2 e da [ ] de H+ no
sangue, pois ocorre liberação de CO2 para os
alvéolos com a hematose;
• A uma mesma pO2, ocorre maior ligação de
oxigênio à Hb, permitindo, assim, maior
transporte de O2 aos tecidos.
EXERCÍCIO FÍSICO INTENSO
•
Necessidade de maior aporte de
algumas substâncias para as células: O2
e glicose, basicamente.
• Para isso, ocorre:
1. Aumento do FLUXO SANGUÍNEO
(Débito Cardíaco) em até 7 vezes –
ação do simpático.
2. AUMENTO EM 3 VEZES DA
DISSOCIAÇÃO DE HB-O2: a mesma
quantidade de fluxo sanguíneo libera até
3 VEZES MAIS OXIGÊNIO para os
tecidos.
•
Obs.: O aumento da dissociação entre
Hb-O2 permite que ocorra um grande
aumento do metabolismo sem que o
débito cardíaco aumente o mesmo tanto
de vezes (experiência em sala de aula).
•
Logicamente, essa resposta ao aumento
do metabolismo, para tentar supri-lo de
maneira adequada, ocorrerá mais
eficazmente quanto mais treinado ou
condicionado fisicamente for a pessoa.
Importante: a longo prazo, além desses
dois itens, também ocorrem: aumento da
densidade capilar e do n de mitocôndrias.
3. Desvio da curva de dissociação de Hb-O2
para a direita (Efeito Bohr) por causa de:
• Aumento da [ ] de H+;
• Aumento da [ ] de CO2;
• Aumento da temperatura em 2º a 3º C;
• Aumento do BPG, em casos de hipóxia
prolongada.
AUMENTO DA LIBERAÇÃO DE O2 EM
EXERCÍCIOS FÍSICOS INTENSOS
• Para que: aumentar aporte de O2 para as
células em maior taxa metabólica;
• Porque: nos exercícios intensos, o
aumento da utilização de oxigênio pelas
células leva a grande redução da pO2 ao
nível muscular – estímulo maior para a
dissociação de Hb-O2;
Além disso: a curva de dissociação é
deslocada para a direita – maior
liberação de O2 da Hb a uma mesma pO2,
em relação a situação de repouso.
• Quantidades: na pessoa em repouso a
saturação de Hb cai de 100% para 75%: cada
100ml de sangue libera 5ml de O2 para os
tecidos;
• Atividade física intensa: a mesma saturação
de Hb cai para 25% (25% a 15%), liberando
15ml (3 vezes mais) de oxigênio em cada 100
ml de fluxo sanguíneo;
• Efeito
multiplicador:
3
vezes
maior
dissociação de Hb-O2 x 6 a 7 vezes maior
débito cardíaco = cerca de 20 vezes maior o
aporte de oxigênio para os tecidos.
• Esse aumento em 3 vezes do transporte de
O2, dos pulmões, para as células e tecidos
(maior liberação) também pode ser explicado
pelo Coeficiente de Utilização:
• Repouso: Coeficiente de utilização de 25%
(100 – 75%) – média.
• Atividade física intensa: 75% a 85% (100 –
25% a 15%) – média.
• Algumas áreas musculares: próximo de 100%,
ou seja, quase todo o O2 transportado é
liberado para ser utilizado pelas células.
DESVIO DA CURVA DE
DISSOCIAÇÃO NO EXERCÍCIO
•
de H+ ( pH), de CO2, temperatura (em 2º
a 3º C)
Efeito Bohr: desvio da curva de
dissociação O2-Hb para a direita;
A uma pO2 menos baixa haverá grande
liberação de oxigênio para o tecido muscular;
• A pO2 de 40 mmHg consegue-se remover 70%
do oxigênio da Hb, ou seja, caindo a saturação
para somente 30%;
Nos pulmões, durante o exercício, a remoção de
CO2 do sangue em intensidade faz com que:
1. níveis de CO2;
2. níveis de H+, pH no sangue;
•
•
Ocorre, então, nos capilares pulmonares, o
desvio para a esquerda da curva, o contrário
dos capilares musculares;
Há, com isso, ligação do O2 com a Hb a
uma pO2 menos alta, permitindo transporte
de oxigênio dos alvéolos para os tecidos.
CARBOXIEMOGLOBINA
• A Hb combina-se com CO no mesmo ponto
que combinaria com O2;
• Porém, a ligação CO-Hb ocorre 250 vezes
mais facilmente do que O2-Hb;
• A curva de dissociação de CO-Hb é
idêntica à de O2-Hb, exceto pelo fato de
que as pressões parciais de CO são 250
vezes menor que as pressões de O2.
CURVA DE DISSOCIAÇÃO DE
CO-HB
•
CO a uma pressão gasosa (0,4 mmHg) 250
vezes que a pO2 alveolar normal (100
mmHg): compete igualmente na combinação
com a Hb (metade da Hb para cada gás);
•
pCO de 0,6 mmHg ( que 1 parte por mil do
ar): pode ser letal – desloca + da metade O2;
•
Importante: na intoxicação por CO, a pO2 do
sangue pode estar normal – com isso:
1. Não ocorre estimulação do centro respiratório
para a freqüência respiratória;
2. Sangue continua vermelho – vivo – não há
sinal clínico de hipoxemia: cianose;
• Com isso: o cérebro pode ser afetado antes
de se perceber a situação de intoxicação.
•
CONDUTA
Administração simultânea de:
1. Oxigênio puro para deslocar o CO da Hb;
2. CO2 a 5%
para estimular intensamente o
centro respiratório e a freq. respiratória,
eliminando o CO em excesso.
TRANSPORTE DE CO2 NO
SANGUE
Em condições normais de repouso:
• Sangue venoso: pCO2 de 45 mmHg
52 ml
de CO2 é transportada a cada 100 ml de
sangue;
• Sangue arterial sistêmico: pCO2 de 40mmHg
48 ml de CO2 é transportada a cada 100 ml de
sangue
• Ou seja:4 ml de CO2 é liberada para os
alvéolos a cada 100 ml de sangue (fluxo
sanguíneo).
CURVA DE DISSOCIAÇÃO DO
CO2
FORMAS NAS QUAIS O CO2 É
TRANSPORTADO NO SANGUE
• CO2 dissolvido no plasma: 7%;
• HCO3¯ dissolvido no plasma: 70%;
• Combinada com a Hb (CO2•Hgb): 23%.
Formas de transporte do CO2
Hb NO TRANSPORTE DE CO2
• Sob a forma CO2•Hgb;
• A Hb transporta apenas 23% do total de
CO2;
• Combinação fraca e reversível: feita nos
capilares teciduais periféricos e desfeita
nos capilares pulmonares, liberando CO2
para os alvéolos, onde a pCO2 é menor.
Hb
função de tampão ácido - base no
interior dos eritrócitos:
No interior das hemácias:
• CO2 + H2O
<H2CO3>
HCO3¯ + H+
• O HCO3¯ sai das hemácias e se constitui na
principal forma química de transporte do CO2
(70%);
• Já o subproduto H+ combina-se com a Hb
(proteína
base) função de tampão ácido –
base da hemoglobina.
EFEITO HALDANE
• Definição: fenômeno em que o CO2 é
deslocado do sangue sob estímulo do aumento
da combinação de O2-Hb.
• Ou seja, para uma mesma pCO2 no sangue,
haverá maior liberação de CO2 (menos CO2 no
sangue) na situação em que houver maior pO2
e complexo O2-Hb;
•
Sem o Efeito Haldane: apenas 2ml de CO2
(por 100ml de sangue) seriam liberados dos
capilares pulmonares para o ar alveolar.
•
Com o Efeito Haldane: são liberados 4ml
(dobro).
Mecanismo
a combinação com O2 torna a
Hb mais ácida
duas conseqüências:
1. Hb mais ácida libera o CO2 ligado a ela;
2. Hb mais ácida libera muito H+ para o plasma
sanguíneo
se ligam ao HCO3H2CO3
H2O + CO2
que é liberado do sangue.
EFEITO HALDANE
RAZÃO DE TROCA
RESPIRATÓRIA (R)
• É a razão do débito de CO2 em relação à
captação de O2;
• Condições normais de repouso, com dieta
equilibrada: R = 0,825;
• Uso exclusivo de glicídios: R = 1,00.
• Predomínio de triglicérides: R = 0,7.
REFERÊNCIAS
JUNQUEIRA, L. C. ; CARNEIRO, J. Histologia Básica. 10 ed. Rio de Janeiro:
Guanabara Koogan, 2004. 488p.
GUYTON, A. C. ; HALL, J. E. Tratado de Fisiologia Médica. Tradução de Bárbara de
Alencar Martins ... [et al.] 11 ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2006. 1115p.