HEMOGLOBINA

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Sequência de aminoácidos da hemoglobina humana (cadeia α) e mioglobina humana.

Os alfas (α) são formados por uma cadeia peptídica, que possui 141 aminoácidos. Já os não alfas (β, γ, δ, ε) possuem 146 aminoácidos, mudando somente a ordem de sua composição.

3. ASPECTOS FISIOLÓGICOS

A uma atmosfera, a pressão parcial do oxigênio no ar é de 150mmHg. À medida que o ar percorre a árvore traqueobrônquica, em direção aos alvéolos, a pressão parcial do oxigênio é reduzida para aproximadamente 100mmHg ao misturar-se com o ar residual, de pressão de O2 mais baixa, devido à remoção de oxigênio pelo sangue.

O gradiente através do leito capilar alveolar dos pulmões é de aproximadamente 10mmHg, produzindo uma pressão parcial de oxigênio no sangue de 90mmHg. Neste nível de O2, a hemoglobina do sangue circulante apresenta uma saturação de aproximadamente 97%, com um conteúdo de cerca de 20ml/100cm3 de sangue. O oxigênio dissolvido no plasma, em solução física, atinge, 0,3ml/100cm3 de sangue (0,3 volumes % ). A inalação de oxigênio a 100%, nesta mesma pressão atmosférica, aumenta a tensão de oxigênio do ar respirado de 150 para 760mmHg.

A pressão parcial atingida no sangue venoso pulmonar, aproxima-se de 650mmHg. Este aumento da pressão parcial do oxigênio não afeta significativamente o nível de oxihemoglobina transportada do sangue, cuja saturação aumenta apenas de 97 para 100%. Aumenta, entretanto, o conteúdo do oxigênio dissolvido no plasma, para um nível de 2ml/100cm3 cúbicos de sangue, ou 2 volumes %. Esta alteração corresponde a um aumento de 700% do oxigênio dissolvido e é igual a 10% do oxigênio transportado pela hemoglobina. Quando o paciente é posto no meio de pressão igual a 2 atmosferas, a pressão parcial do gás no meio ambiente é elevada de 760mmHg para 1520mmHg. Respirando O2 a 100%, com uma pressão parcial de 1529mmHg, a PO2 do sangue arterial eleva-se para 1400mmHg.

Isto aumentará, o conteúdo de oxigênio dissolvido no plasma para um nível de 4ml para 100cm³ de plasma. Sem aumento adicional no oxigênio transportado pela hemoglobina, o O2 dissolvido corresponde agora a 20% do O2 na hemoglobina. Quando a pressão do meio em que se encontra o paciente é elevada para 3 atmosferas, a pressão parcial do oxigênio disponível para a respiração deste gás a 100% é aumentada para 2280mmHg, de modo que o conteúdo do oxigênio dissolvido no plasma é de 6 volumes %. O aumento do O2 dissolvido no plasma é diretamente proporcional ao aumento da pressão ambiente. Com a PO2 a 3000mmHg, os 6 volumes % de O2 dissolvido excedem a diferença de 4-5 volumes %.

Este O2 dissolvido pode, então, proporcionar a maior parte do oxigênio extraído pelo cérebro, pelas víceras, pelos rins e pelos músculos inativos. Uma grande porção do O2 extraído pelo miocárdio pode ser suprido por este oxigênio não combinado permitindo assim a existência de “vida sem sangue” ou hemoglobina.

4. HEMOGLOBINA NOS ANIMAIS

Muitos a animais apresentam no sangue ou na hemolinfa, substâncias coloridas denominadas pigmentos respiratórios. Essas substâncias são capazes de se combinar com o gás oxigênio, aumentando significantemente a capacidade de transporte desse gás pelo corpo. As hemoglobinas de animais mostram uma grande variedade de comportamentos funcionais decorrentes da gama de ajustes entre as necessidades fisiológicas e disponibilidade ambiental de oxigênio. Este aspecto adquire maior importância quando são analisados os grupos de animais que têm conquistado uma ampla variedade de nichos ecológicos, em particular os animais ectodérmicos, nos quais a temperatura ambiental influencia decisivamente no metabolismo e potencialmente nas propriedades de oxigenação.

Os principais pigmentos respiratórios presentes nos animais são a hemoglobina e a hemocianina.

Se o sangue não tivesse hemoglobina ele seria capaz de transportar apenas 2% do gás oxigênio de que o corpo necessita.

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4.1.1 HEMOGLOBINA ESPECIALMENTE EM PEIXES

Peixes apresentam sistema circulatório fechado, no qual o coração bombeia o sangue em sentido único através do corpo. O coração de peixes possui quatro cavidades, o seio venoso (considerado o marca passo cardíaco), o átrio, o ventrículo e o bulbo arterial. O ventrículo é a cavidade maior e mais forte do coração, e pode exercer a maior pressão de ejeção de sangue. O sangue que sai do coração segue para as brânquias, onde é oxigenado, e daí continua pela circulação sistêmica. Devido à baixa pressão adquirida pelo sangue nas veias, ocorrem varias bombas venosas no percurso que auxiliam no retorno para o coração.

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A resposta das hemoglobinas de peixes aos efectores heterotrópicos é muito diferente da maioria das hemoglobinas dos mamíferos .O ATP e GTP são os fosfatos intraeritrocitários mais comumente encontrados nos peixes, entretanto, existem outros compostos fosfatados como 2,3-BPG inositol pentafosfato e inositol hexafosfato.

Entretanto, estudos em eritrócitos de peixes com respiração aérea acessória obrigatória têm mostrado a presença de pentafosfato de inositol, que diminui a afinidade da Hb por O₂ mais do que o ATP e o GTP. A regulação da afinidade da hemoglobina por O₂, em alguns destes peixes, é dada pela combinação de fosfatos orgânicos intraeritrocitários (Isaacks e Harkness, 1980).

Nos teleósteos (peixes ósseos) os resíduos que participam da ligação de fosfatos orgânicos, apresentam modificações: ácido glutâmico ou aspártico na posição NA2b e arginina na posição H21b (Perutz e Brunori, 1982; Perutz, 1984; Weber e Jansen, 1988). O sangue de peixes pode apresentar ainda um tipo de efeito Bohr alcalino “exagerado”, chamado efeito Root. A peculiaridade deste efeito é que o sangue não está completamente saturado de oxigénio em pH baixo, mesmo a alta pressão de O₂. O papel fisiológico atribuído a esse efeito é o de bombear oxigénio na bexiga natatória e na retina (Farmer, et al., 1979).

Os hemócitos, ou células sanguíneas, possuem importante papel no transporte de O2, na resposta imune, na fagocitose e defesa e na coagulação. Os eritrócitos (glóbulos vermelhos) são células nucleadas que contém grande quantidade de hemoglobina, pigmento responsável pelo transporte de O2 aos tecidos. Os leucócitos (glóbulos brancos) incluem os agranulócitos: