PIGMENTOS PIGMENTOS RESPIRATÓRIOSRESPIRATÓRIOS

RESPIRAÇÃO RESPIRAÇÃO AULA 5AULA 5

Pigmentos respiratórios: capacidade de se ligar reversivelmente ao oxigênio, aumentando muito a capacidade carreadora do sangue

Ex: hemoglobina

Mamíferos apresentam apenas cerca de 0,2 mL de O2 por 100 mL de

sangue em solução, enquanto cerca de 20 mL de O2 encontra-se

reversivelmente ligado à hemoglobina neste mesmo volume de sangue.

TIPOS DE PIGMENTOS RESPIRATÓRIOS

PIGMENTO DESCRIÇÃO PM OCORRÊNCIA

HEMOCIANINAProteína contendo cobre,

transportada em solução300.000

9.000.000

Moluscos, artrópodes

HEMERITRINAProteína contendo ferro,

transportada em células108.000

Sipunculídeos,

poliquetos,

braquiópodes

CLOROCRUORINAProteína contendo ferro,

2.750.000 Poliquetos

As grandes moléculas de pigmentos respiratórios

dissolvidos são agrupamentos de moléculas menores

CLOROCRUORINAProteína contendo ferro,

transportada em solução2.750.000 Poliquetos

HEMOGLOBINAProteína contendo ferro,

transportada em células ou em solução

17.000

3.000.000

Vertebrados e diversos

inverterbados

0,3 a 0,5mLO2.g-1 Hci

0,6 a 0,9mLO2.g-1 Crc

1,2 a 1,4mLO2.g-1 Hb

1,6 a 1,8mLO2.g-1 Hri

Capacidade de ligar-se reversivelmente ao O2:

Distribuição filogenética dos pigmentos respiratórios

*

O encerramento dos

pigmentos respiratórios no

interior de células permitiu a

evolução de sistemas

regulatórios precisos da

afinidade dos pigmentos pelo

oxigênio

ERITRÓCITOS – células que contém Hb nos vertebrados

Salamandra

Cobra

Avestruz

Canguru

Camelo

Curva de dissociação Hb – O2

100%

Hb – O2

100%

Po2

Hb + O2 HbO2

PO2 PO2

Curva de dissociação Hb – O2

100%

Hb – O2esquerda

CURVA PARA A ESQUERDA:

P50 menor = ���� afinidade da Hb

100%

Po2

50 %

P50

direita

= pressão de meia saturação

CURVA PARA A DIREITA:

P50 maior = ���� afinidade da Hb

Efeito Bohr

Efeito Bohr envolve a diminuição do pH gerada pelo CO2 no sangue, além da ligação do CO2 aos grupos amino-

terminais da hemoglobina.

TEMPERATURA

2,3 - DPG

No sangue de mamíferos e anfíbios, o principal fosfato orgânico é o 2,3-difosfoglicerato. Nas aves e tartarugas, o pentafosfato de inositol (IPP). Nos

peixes, cobras e lagartos, o ATP, além do GTP.

Em humanos, os níveis de 2,3-DPG aumentam como um resultado da

aclimatização à altitude elevada, facilitando a liberação do oxigênio para os tecidos. Ocorre também um aumento da quantidade de

hemoglobina, aumento do pH do sangue associado à hiperventilação e

aumento da densidade capilar na musculatura.

Uma adaptação a altitudes elevadas, comum a diversos grupos de comum a diversos grupos de

vertebrados, é o aumento da afinidade da hemoglobina ao oxigênio.

Vicunha

P50 = 17.5 Torr

Lhama

P50 = 20.3 Torr

Alpaca

P50 = 20.3 Torr

Guanaco

P50 = 22.2 Torr

α122Asp

Os camelídeos já apresentavam uma P50

baixa mesmo antes de ocupar altitudes elevadas.

Apenas poucas mutações que afetam pontos chave da hemoglobina são

suficientes para adaptar as propriedades funcionais desta à hipóxia extrema nos alto

dos Andes…

Ancestral comum

P50 = 23-24 Torr

Dromedário

P50 = 21.5 Torr

α120Serα120Ser

α23Asp

β2Asn

β76Ser

α130Thr α10Ile

Humanos

P50 = 26 Torr

EFEITOS DA HIPÓXIA

100%

HbO2

Influencia do Tamanho

Animais maiores: P50 MENOR

Animais menores: P50 MAIOR

100%

rato

elefante

Po2

A hemoglobina dos animais menores é mais sensível ao ácido do que a dos animais maiores

Anidrase carbônica (AC) Efeito Bohr

Por que a atividade da enzima anidrase carbônica varia em relação à massa

corpórea da mesma forma que o efeito Bohr menor?

CO2 + Hb

CO2 + H2O HCO3- + H+

HbCO2CO2 CO2

ERITRÓCITO

H2CO3A.C.

HHb+

Hb

A enzima anidrase carbônica cataliza a seguinte reação nas hemáceas:

Transporte de gás carbônico no sangue

CÉLULAS PRODUTORAS

CO2 DISSOLVIDO NO PLASMA HCO3-

Cl-

NaHCO3 Na+ +

grande quantidade no líquido extracelularANIDRASE CARBÔNICA

� a PCO2 é quem coordena o sentido das reações

A atividade da anidrase carbônica é determinante da rapidez da conversão do

CO2 absorvido em ácido carbônico nos tecidos metabolicamente ativos,

interferindo na dissociação da oxiemoglobica sensível ao ácido (Efeito Bohr).

Animais de respiração aquática – baixa tensão de CO2 e [HCO3-] no

plasma - regulação de pH realizada através de trocas iônicas nas

brânquias (Na+ por H+ e NH4+ e Cl- por HCO3

-).

Animais de respiração aérea – alta tensão de CO2 e [HCO3-] no plasma -

regulação de pH realizada através da regulação das taxas de ventilação

pulmonar e excreção de H+ e HCO3- através dos rins.