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

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Vagner Dinis Paiva
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1 PIGMENTOS RESPIRATÓRIOS RESPIRAÇÃO AULA 5

2 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 O 2 por 100 ml de sangue em solução, enquanto cerca de 20 ml de O 2 encontra-se reversivelmente ligado à hemoglobina neste mesmo volume de sangue.

apresentam apenas cerca de 0,2 ml de O 2 por 100 ml de sangue em solução, enquanto

3 TIPOS DE PIGMENTOS RESPIRATÓRIOS PIGMENTO DESCRIÇÃO PM OCORRÊNCIA HEMOCIANINA Proteína contendo cobre, transportada em solução Moluscos, artrópodes HEMERITRINA Proteína contendo ferro, transportada em células Sipunculídeos, poliquetos, braquiópodes CLOROCRUORINA Proteína contendo ferro, transportada em solução Poliquetos HEMOGLOBINA Proteína contendo ferro, transportada em células ou em solução As grandes moléculas de pigmentos respiratórios dissolvidos são agrupamentos de moléculas menores Vertebrados e diversos inverterbados Capacidade de ligar-se reversivelmente ao O 2 : 0,3 a 0,5mLO 2.g -1 Hci 0,6 a 0,9mLO 2.g -1 Crc 1,2 a 1,4mLO 2.g -1 Hb 1,6 a 1,8mLO 2.g -1 Hri

000 Sipunculídeos, poliquetos, braquiópodes CLOROCRUORINA Proteína contendo ferro, transportada em solução 2.750.

4 * Distribuição filogenética dos pigmentos respiratórios

5 O encerramento dos pigmentos respiratórios no interior de células permitiu a evolução de sistemas regulatórios precisos da afinidade dos pigmentos pelo oxigênio

6 ERITRÓCITOS células que contém Hb nos vertebrados Salamandra Cobra Avestruz Canguru Camelo

15 Curva de dissociação H b O 2 H b O 2 100% Hb + O 2 HbO 2 PO 2 PO 2 Po 2

16 Curva de dissociação H b O 2 CURVA PARA A ESQUERDA: P50 menor = afinidade da Hb H b O 2 esquerda 100% direita 50 % CURVA PARA A DIREITA: P50 maior = afinidade da Hb P50 = pressão de meia saturação Po 2

19 Efeito Bohr Efeito Bohr envolve a diminuição do ph gerada pelo CO 2 no sangue, além da ligação do CO 2 aos grupos aminoterminais da hemoglobina.

22 TEMPERATURA

23 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. 2,3 - DPG

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

25 Os camelídeos já apresentavam uma P 50 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 Vicunha P 50 = 17.5 Torr Alpaca P 50 = 20.3 Torr Guanaco P 50 = 22.2 Torr Lhama P 50 = 20.3 Torr α122asp Dromedário α130thr α10ile P 50 = 21.5 Torr α120ser α120ser α23asp β2asn β76ser Ancestral comum P 50 = Torr Humanos P 50 = 26 Torr

26 EFEITOS DA HIPÓXIA

27 Influencia do Tamanho Animais maiores: P50 MENOR Animais menores: P50 MAIOR H b O 2 100% elefante rato Po 2

29 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?

30 Transporte de gás carbônico no sangue A enzima anidrase carbônica cataliza a seguinte reação nas hemáceas: CO 2 CO 2 ERITRÓCITO HHb Hb CO 2 + Hb HbCO 2 + CO 2 + H 2 O H HCO H + 2 CO 3 A.C. Cl - CÉLULAS PRODUTORAS CO 2 DISSOLVIDO NO PLASMA NaHCO HCO - 3 Na ANIDRASE CARBÔNICA grande quantidade no líquido extracelular a PCO 2 é quem coordena o sentido das reações A atividade da anidrase carbônica é determinante da rapidez da conversão do CO 2 absorvido em ácido carbônico nos tecidos metabolicamente ativos, interferindo na dissociação da oxiemoglobica sensível ao ácido (Efeito Bohr).

33 Animais de respiração aquática baixa tensão de CO 2 e [HCO 3- ] no plasma - regulação de ph realizada através de trocas iônicas nas brânquias (Na + por H + e NH 4+ e Cl - por HCO 3- ). Animais de respiração aérea alta tensão de CO 2 e [HCO 3- ] no plasma - regulação de ph realizada através da regulação das taxas de ventilação pulmonar e excreção de H + e HCO 3- através dos rins.

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