A circulação de um fluido (sangue ou hemolinfa) acelera a distribuição dos gases respiratórios.

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1 A circulação de um fluido (sangue ou hemolinfa) acelera a distribuição dos gases respiratórios. Entretanto, os gases, especialmente oxigênio, são pouco solúveis em soluções aquosas. As proteínas respiratórias (ou pigmentos respiratórios) desenvolveram a capacidade de combinar-se reversivelmente com o oxigênio e eventualmente com o dióxido de carbono, aumentando assim os volumes que podem ser transportados. 1

2 Os gases respiratórios não exercem pressão parcial quando estão combinados com os pigmentos respiratórios, nem quando estão quimicamente modificados. Pigmento Hemoglobina Hemocianina Clorocruorina Hemeritrina Animal nematodos anelídeos crustáceos ciclóstomos peixes cartilaginosos peixes ósseos anfíbios répteis aves mamíferos cefalópodes outros moluscos anelídeos anelídeos sipunculídeos priapulídeos Capacidade (ml O 2 /100 ml) 1,2 3 0, ,3 3,2 1 1,2 4,4 4,5 4,9 19,7 6,3 10,4 6,6 12, ,1 3,5 0,9 3,3 7,2 10,2 3,6 6,2 2,1 3,5 1,4 2

3 HEMOGLOBINA Cadeia polipeptídica associada a um ou mais grupos heme Vertebrados Intracelular (hemácias e células musculares) Subunidade básica: cadeia polipeptídica com um grupo heme Moléculas básicas: mioglobina (monomérica) e hemoglobina (tetramérica) 3

4 Os peixes-gelo (família Channinchthyidae) não possuem hemácias ou hemoglobina. O sistema cardiovascular mostra um grande volume de sangue e um grande coração para suprir o fluxo tecidual, que deve ser elevado. A baixa temperatura da água contribui para melhorar a solubilidade do oxigênio no ambiente e no corpo do animal. Invertebrados Dissolvida, intracelular (células musculares, corpos celômicos e vasculares) Subunidade básica: cadeia polipeptídica com um ou mais grupos heme Molécula básica: uma ou mais subunidades 4

5 HEMOCIANINA Moluscos e artrópodes Dissolvida Subunidade básica (monômero): cadeia polipetídica com dois átomos de cobre Molécula básica: agrupamentos de 3 ou 6 subunidades CLOROCRUORINA Vermes poliquetas Dissolvida Subunidade básica: cadeia polipeptídica com um grupo cloroheme Molécula básica: agrupamentos de 12 subunidades HEMERITRINA Grupos pequenos de invertebrados marinhos Dissolvida, intracelular Subunidade básica: cadeia polipeptídica com dois átomos de ferro Molécula básica: monômero, polímero (3 a 8 subunidades) 5

6 TRANSPORTE DE OXIGÊNIO 1) OXIGÊNIO DISSOLVIDO TOTAL NAS ARTÉRIAS SISTÊMICAS = 3 ml/l (PO mmhg) TOTAL FORNECIDO = 1,8 ml/l x 5 L/min = 9,0 ml/min 2) OXIGÊNIO LIGADO À HEMOGLOBINA TOTAL NAS ARTÉRIAS SISTÊMICAS = 194 ml/l TOTAL FORNECIDO = 50 ml/l x 5 L/min = 250 ml/min Nos vertebrados superiores, virtualmente todo o oxigênio necessário ao metabolismo tecidual é transportado no sangue ligado à Hb. O oxigênio dissolvido só é importante na medida em que determina a PO 2 do sangue. 6

7 Curva de Saturação da Hemoglobina Hb + O 2 HbO 2 Célula ativa A relação da saturação da Hb com a PO 2 não é linear; em PO 2 mais baixas, a porcentagem de saturação se altera mais rápido do que em PO 2 mais altas. Para as PO 2 sanguíneas vigentes em baixas altitudes em indivíduos normais em repouso, a saturação da Hb no sangue venoso sistêmico ainda é de 3/4 (a Hb não libera todo seu O 2 ao passar pelos tecidos). 7

8 Alterações na Curva de Saturação da Hemoglobina Desvios para a esquerda: aumento de afinidade da Hb pelo O 2 Desvios para a direita: redução de afinidade da Hb pelo O 2 Desvios para cima: aumento da capacidade de transporte da Hb Desvios para baixo: redução da capacidade de transporte da Hb A curva de saturação da Hb pode sofrer desvios de afinidade e/ou Concentração de íons H + Concentração de CO 2 Temperatura capacidade em função de: Concentração de 2,3-difosfoglicerato (intermedi( intermediáriorio da glicólise lise) ) e outras moléculas orgânicas Efeito Bohr: alteração da afinidade da Hb pelo O 2 em função do ph (causa desvios esquerda/direita da curva de saturação da Hb) 8

9 Efeito Root: alteração da capacidade de transporte da Hb em função do ph (causa desvios para cima/para baixo da curva de saturação da Hb) TRANSPORTE DE DIÓXIDO DE CARBONO 1) DIÓXIDO DE CARBONO DISSOLVIDO TOTAL NAS VEIAS SISTÊMICAS = 27 ml/l TOTAL REMOVIDO NOS PULMÕES = 3 ml/l x 5 L/min = 15 ml/min min (7%) 2) DIÓXIDO DE CARBONO LIGADO A PROTEÍNAS Associação com aminoácidos da Hb e de outras proteínas (23%) Hb + CO 2 HbCO 2 3) DIÓXIDO DE CARBONO COMO BICARBONATO Conversão química do dióxido de carbono (70%) CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3-9

10 Capilares teciduais Cl - CO 2 do metabolismo tecidual CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3 - Hb hemácia Capilares pulmonares Cl - CO 2 para o ar alveolar CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3 - Hb hemácia 10

11 Alterações no Transporte de Dióxido de Carbono Efeito Haldane: alteração no transporte de CO 2 no sangue em função da PO 2 Ponto A = sangue venoso sistêmico (~520 ml CO 2 /L) Ponto B = sangue arterial sistêmico (~480 ml CO 2 /L) TOTAL REMOVIDO 40 ml CO 2 /L x 5 L/min = 200 ml/min 11

12 O efeito Bohr causa alterações quantitativamente pequenas no transporte de oxigênio pela Hb. O efeito Haldane dobra a capacidade do sangue de transportar dióxido de carbono. 12