Características da oxihemoglobina, estrutura e curva de junção

QUALQUERXihemoglobin É o nome que a hemoglobina recebe quando se junta a oxigênio. A hemoglobina é uma proteína que está dentro dos glóbulos vermelhos e cuja principal função é transportar oxigênio dos pulmões para os tecidos.

Os primeiros seres vivos eram unicelulares e viviam em uma atmosfera líquida da qual foram nutridos e para os quais eliminaram seus resíduos, bem como alguns dos organismos que atualmente existem. Nessas condições, esses processos são alcançados por mecanismos simples de disseminação, uma vez que a parede celular está em contato íntimo com o meio que o fornece.

Curva de dissociação da oxihemoglobina (Fonte: Ratznium nas versões em inglês Wikipedialat foram carregadas por AaronSharpe em.Wikipedia. [Domínio público] via Wikimedia Commons)

O desenvolvimento de organismos pluricelulares cada vez mais complexos implicavam que as células internas eram consideravelmente afastadas do meio ambiente, de modo que os mecanismos de disseminação à medida que a única fonte de suprimento se tornaram insuficientes.

Assim, sistemas especializados foram desenvolvidos para obter nutrientes e gases, como o sistema digestivo e o sistema respiratório, bem como mecanismos de transporte para trazer esses nutrientes e gases para a célula: o sistema cardiovascular.

Para produzir energia na forma de moléculas de ATP, as células precisam de oxigênio. Em vista do fato de que o ATP não pode ser armazenado, deve ser constantemente sintetizado, o que significa uma demanda permanente por oxigênio pelas células.

A hemoglobina surgiu, evolutivamente falando, como um transportador de gás que "resolve" o problema do transporte de oxigênio do meio ambiente para a célula.

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Características e estrutura

Para falar sobre as características e a estrutura da oxihemoglobina, é necessário se referir à hemoglobina, uma vez que a oxihemoglobina nada mais é do que o oxigênio hemoglobina. Portanto, a partir de agora, as características conjuntas da molécula na presença ou não do gás em questão serão descritas.

Para que é hemoglobina?

A hemoglobina é necessária para transportar oxigênio para os tecidos na quantidade e velocidade que eles merecem, tendo em vista o fato de que o oxigênio tem tão pouca solubilidade no sangue que seu transporte de difusão seria insuficiente para fornecer necessidades de tecido.

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Como é uma molécula de hemoglobina?

A hemoglobina é uma proteína tetramérica (que possui quatro subunidades), possui uma forma esférica e uma massa molecular de 64 kDa.

Suas quatro subunidades constituem uma única unidade funcional, onde cada uma delas influencia reciprocamente o outro. Cada subunidade é composta por uma cadeia polipeptídica, globina e um grupo protético, o grupo Hemo ou "Hem", que atua como cofator e não é formado por aminoácidos; isto é, não é a natureza da proteína.

Globin está de duas maneiras: Alpha Globin e Beta Globin. O tetrâmero de hemoglobina consiste em um par de cadeias alfa globinas (141 aminoácidos) e algumas cadeias de beta globina (146 aminoácidos).

Cada uma das quatro cadeias polipeptídicas está ligada a um grupo Hemo, que possui um átomo de ferro no estado ferroso (Fe2+) no centro.

Como está o grupo Hemo?

O grupo Hemo é um anel de porfirina que é formado por quatro anéis pirrólicos (compostos aromáticos heterocíclicos com a fórmula C4H5N) unidos por pontes de metila. O ferro em estado ferroso encontrado no centro está sujeito à estrutura através de links de nitrogênio coordenados.

Cada grupo Hemo é capaz de ingressar em uma molécula de oxigênio, para que cada molécula de hemoglobina possa se juntar apenas a 4 moléculas de gás.

O corpo humano contém aproximadamente 2,5 x 1013 eritrócitos, que são as células sanguíneas que produzem e transportam hemoglobina. Cada eritrócito possui cerca de 280 milhões de moléculas de hemoglobina e pode transportar mais de 1000 milhões de moléculas de oxigênio.

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Como a oxihemoglobina é formada?

A oxihemoglobina é formada após a união de um átomo de oxigênio para cada átomo de ferro ferroso que encontra em cada grupo Hemo da molécula de hemoglobina.

O termo oxihemoglobina refere -se a uma hemoglobina oxigenada e não quimicamente oxidada, pois não perde um elétron quando combinado com oxigênio e ferro permanece em estado ferroso.

A oxigenação produz uma mudança na estrutura quaternária da molécula, ou seja, uma mudança na conformação que pode ser transmitida das cadeias globinas para o grupo Hemo e vice -versa.

Qual é a quantidade máxima de oxigênio que pode carregar hemoglobina?

A hemoglobina pode, no máximo, se juntar a quatro moléculas de oxigênio em sua estrutura. Se o volume molar de gases ideais for 22.4 L/mol, um mol de hemoglobina (64.500G) se juntará a 89.6 litros de oxigênio (4 moles de O2 x 22.4 l/mol).

Então, cada grama de hemoglobina deve se juntar a 1.39 ml de O2 para estar 100% saturado (89.6L/64500G x (1000ml/L)).

Na prática, os exames de sangue mostram resultados ligeiramente mais baixos, uma vez que existem pequenas quantidades de metemoglobina (hemoglobina oxidada) e carboxihemoglobina (hemoglobina + monóxido de carbono (CO)) que não podem se juntar a oxigênio.

Levando isso em consideração, a regra "Hüfner" estabelece que, no sangue, 1g de hemoglobina tem uma capacidade máxima de unir oxigênio de 1.34ml.

Curva de ligação a oxihemoglobina

A quantidade de moléculas de oxigênio que podem ser unidas a uma molécula de hemoglobina depende da pressão parcial de oxigênio ou PO2. Na ausência de oxigênio, a hemoglobina é desoxigenada, mas à medida que o PO2 aumenta, o número de oxigênio que se liga à hemoglobina aumenta.

O processo de ligação a oxigênio à hemoglobina dependente da pressão parcial de oxigênio. Ao representar graficamente, o resultado é chamado de "curva de oxihemoglobina" e tem uma forma característica de 's' ou sigmóide.

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Dependendo do PO2, a hemoglobina estará em uma capacidade menor ou maior de "liberar" ou "entregar" o oxigênio que transporta, além de carregar com isso.

Por exemplo, na região entre 10 e 60 mmHg de pressão, você obtém a parte com mais pendente da curva. Nesta condição, a hemoglobina pode facilmente produzir grandes quantidades de O2. Esta é a condição que é alcançada nos tecidos.

Quando o PO2 está entre 90 e 100 mmHg (12 a 13 kPa), a hemoglobina está quase 100% saturada com O2; E quando o PO2 arterial é de 60 mmHg (8 kPa), a saturação com O2 ainda é tão alta quanto 90%.

Nos pulmões, essas são as condições que predominam (pressão entre 60 e 100 mmHg), e isso permite que as moléculas de hemoglobina presentes em eritrócitos sejam carregadas com oxigênio.

Essa forma sigmóide que desenha a curva de oxihemoglobina garante que essa proteína se comporte como um excelente carregador no nível pulmonar, um transportador muito eficiente na pressão arterial e um excelente doador de O2 nos tecidos, proporcionalmente à taxa metabólica local, ou seja, exigir.

Referências

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