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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.