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HEMOGLOBINA Autor: Breno Vilela Massahud – 2º ano A Disciplina: Fisiologia Curso: Medicina FCMMG.

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1 HEMOGLOBINA Autor: Breno Vilela Massahud – 2º ano A Disciplina: Fisiologia Curso: Medicina FCMMG

2 INTRODUÇÃO A Hemoglobina (Hb) é uma proteína encontrada no interior das hemácias; É uma proteína de estrutura quaternária: 4 cadeias polipeptídicas ligadas entre si. Cada uma das 4 cadeias está ligadas a um grupo prostético heme (Fe 2 + ), pelo qual ela pode se ligar à molécula de O 2.

3 Então: 1 molécula de Hb pode se ligar até a 4 moléculas de O 2. (principal função); É uma cromoproteína: o seu grupo heme confere a coloração avermelhada do sangue – pigmento sanguíneo. Concentração: 15g/100 ml sangue.

4 Funções: 1.Transporte de praticamente todo o gás oxigênio circulante(97%); elo entre sistema respiratório e o metabolismo celular, em relação ao oxigênio; 2.Efeito tampão da pO 2 tecidual; 3.Transporte de uma pequena parcela do gás CO 2 circulante. 4.Tampão ácido-base na molécula de Hb.

5 PAPEL DA HEMOGLOBINA NO TRANSPORTE DE OXIGÊNIO Transporte de praticamente todo o gás oxigênio (97%), dos pulmões para os tecidos; Não é suficiente apenas transportar O 2, deve-se também liberá-lo para os tecidos; Grupo heme (Fe2+): ligação química frouxa e reversível com molécula O 2 permite essa liberação;

6 Base de quase todo o transporte: a ligação se faz e se desfaz de acordo com o nível de pO 2 local (concentração ou pressão parcial de oxigênio); porém, 4 fatores podem influenciar a taxa de ligação ou liberação de oxigênio; Desse modo, a ligação se faz ao nível capilar pulmonar ( pO 2 ) e se desfaz ao nível capilar tecidual periférico ( pO 2 ); 2 gráficos podem representar a ligação de Hb com O 2 em função da pO 2 :

7 CURVA DE DISSOCIAÇÃO DE OXIGÊNIO-HEMOGLOBINA

8 A curva de dissociação de oxigênio- hemoglobina é uma média do organismo; A curva pode estar deslocada para direita ou para esquerda de acordo com o local; 4 fatores podem deslocar a curva (serão apresentados posteriormente).

9 QUANTIDADE MÁXIMA DE O 2 QUE CONSEGUE COMBINAR COM A Hb DO SANGUE Sangue normal: 15g Hb/100ml de sangue; Para Hb 100% saturada: 1.1g Hb se liga a um máximo de 1, 34 ml de O 2 (média); 2.15g Hb transporta 20 ml de O 2 ; 3.Então: cada 100 ml de sangue, transporta, 20 ml de O 2 por meio da Hb.

10 REPOUSO Sangue arterial sistêmico: Hb 97% saturada; PO 2 de 95mmHg; Transporte de 19,4ml O 2 /100ml de sg. Sangue venoso que retorna ao coração: Hb com saturação de 75%; PO 2 de 40 mmHg; Transporte de 14,4 ml O 2 /100 ml de sg.

11 Porque tanta Hb (75%) não libera O 2 mesmo após a passagem pela área de troca (capilar)? Lembrar: o valor é para situação de repouso; Certamente haverão situações de estresse, emergência, exercício físico intenso; Essas situações requerem maior consumo de oxigênio; Importância de se ter 75% da Hb saturada: FONTE DE RESERVA DE OXIGÊNIO PARA ESSAS SITUAÇOES (além de haver uma reserva de volemia nos vasos venosos).

12 DIAGRAMA DE VOLUMES % DE 02 NO SANGUE EM FUNÇÃO DA pO 2 Volumes percentuais (%) de O 2 no sangue significa: unidade de volume de O2 (ml) transportado em cada 100 unidades de volume (ml) de sangue, via Hb.

13 LIBERAÇÃO DE OXIGÊNIO DA HEMOGLOBINA Ocorre ao nível dos capilares periféricos; Como se calcula: Para Hb 100% saturada: 100ml sg -15g Hb – 20 ml de O 2 transportado; No sangue arterial sistêmico - Hb 97% saturada: 100ml sg – 15g Hb – 19,4ml de O 2 transportado;

14 Nos capilares teciduais periféricos: desfazem-se ligações entre Hb-O 2, liberando oxigênio até que: No sangue venoso - saturação de Hb é 75%: 100ml sg – 15g Hb – 14,4ml de O 2 continua sendo transportado (pessoa em repouso); Então: a Hb liberou, para os tecidos, 5ml de O 2 (19,4 – 14,4) a cada 100ml de sangue ou fluxo sanguíneo (condições normais de repouso).

15 COEFICIENTE DE UTILIZAÇÃO É a porcentagem do sangue cuja hemoglobina realmente libera oxigênio, quando o sangue passa pelos capilares teciduais; Pessoa em repouso (como já exposto no slide anterior): Hb 75% saturada no sangue venoso: 25% (100 – 75) da Hb, ou seja, 25% do sangue, liberou oxigênio. Coeficiente de utilização = 25%.

16 EFEITO TAMPÃO DA HB NA PO 2 TECIDUAL Para liberar 5ml de O 2 por 100 ml de sangue, a pO 2 deve cair para 40 mmHg (repouso); A pO 2 tecidual não pode ultrapassar os 40 mmHg; Se ultrapassar esse limite, a quantidade de oxigênio (5 ml) necessária pelos tecidos não é liberada da Hb. Dessa forma: A Hb estabelece limite superior de pO 2 tecidual de 40 mmHg (repouso);

17 Por outro lado, em exercícios físicos pesados, grandes quantidades de O 2 podem ser liberadas, sem que a pO 2 tenha que cair tanto. Isso é possível por causa de: 1.Inclinação abrupta da curva de dissociação de oxigênio-Hb, para pO 2 abaixo de 40 mmHg; 2.Aumento do fluxo sanguíneo logo após queda da pO 2, anulando, em parte, a queda da pO 2. 3.Maior liberação de oxigênio da Hb a uma mesma pO 2, em relação a situação de repouso: Efeito Bohr (Próximo assunto).

18 DESVIO DA CURVA DE DISSOCIAÇÃO DE Hb-O 2 Quais fatores desviam: 1.Mudanças no pH; 2.Mudanças na [ ] de CO2; 3.Variação de temperatura; 4.Variação da [ ] de BPG (2,3 – bifosfoglicerato)

19 FATORES QUE DESVIAM A CURVA DE DISSOCIAÇÃO O 2 -Hb

20 DESVIO PARA A DIREITA EFEITO BOHR Ocorre nos tecidos periféricos: da pCO 2 e da concentração de H+( no pH); Deslocamento da curva para direita = em relação a curva normal, ocorre uma liberação de oxigênio ( saturação de Hb) para uma mesma pO 2. Intensifica a liberação de O 2, havendo menos queda da pO 2 ; Quanto a atividade metabólica de um tecido, mais intenso é o Efeito Bohr na circulação local.

21 É o oposto do Efeito Bohr; Ocorre nos capilares pulmonares; É devido à pCO 2 e da [ ] de H+ no sangue, pois ocorre liberação de CO 2 para os alvéolos com a hematose; A uma mesma pO 2, ocorre maior ligação de oxigênio à Hb, permitindo, assim, maior transporte de O 2 aos tecidos. DESVIO PARA A ESQUERDA

22 EXERCÍCIO FÍSICO INTENSO Necessidade de maior aporte de algumas substâncias para as células: O 2 e glicose, basicamente. Para isso, ocorre: 1.Aumento do FLUXO SANGUÍNEO (Débito Cardíaco) em até 7 vezes – ação do simpático. 2.AUMENTO EM 3 VEZES DA DISSOCIAÇÃO DE HB-O 2 : a mesma quantidade de fluxo sanguíneo libera até 3 VEZES MAIS OXIGÊNIO para os tecidos.

23 Obs.: O aumento da dissociação entre Hb-O 2 permite que ocorra um grande aumento do metabolismo sem que o débito cardíaco aumente o mesmo tanto de vezes (experiência em sala de aula). Logicamente, essa resposta ao aumento do metabolismo, para tentar supri-lo de maneira adequada, ocorrerá mais eficazmente quanto mais treinado ou condicionado fisicamente for a pessoa. Importante: a longo prazo, além desses dois itens, também ocorrem: aumento da densidade capilar e do n de mitocôndrias.

24 3.Desvio da curva de dissociação de Hb-O 2 para a direita (Efeito Bohr) por causa de: Aumento da [ ] de H+; Aumento da [ ] de CO 2 ; Aumento da temperatura em 2º a 3º C; Aumento do BPG, em casos de hipóxia prolongada.

25 AUMENTO DA LIBERAÇÃO DE O 2 EM EXERCÍCIOS FÍSICOS INTENSOS Para que: aumentar aporte de O 2 para as células em maior taxa metabólica; Porque: nos exercícios intensos, o aumento da utilização de oxigênio pelas células leva a grande redução da pO 2 ao nível muscular – estímulo maior para a dissociação de Hb-O 2 ; Além disso: a curva de dissociação é deslocada para a direita – maior liberação de O 2 da Hb a uma mesma pO 2, em relação a situação de repouso.

26 Quantidades: na pessoa em repouso a saturação de Hb cai de 100% para 75%: cada 100ml de sangue libera 5ml de O 2 para os tecidos; Atividade física intensa: a mesma saturação de Hb cai para 25% (25% a 15%), liberando 15ml (3 vezes mais) de oxigênio em cada 100 ml de fluxo sanguíneo; Efeito multiplicador: 3 vezes maior dissociação de Hb-O 2 x 6 a 7 vezes maior débito cardíaco = cerca de 20 vezes maior o aporte de oxigênio para os tecidos.

27 Esse aumento em 3 vezes do transporte de O 2, dos pulmões, para as células e tecidos (maior liberação) também pode ser explicado pelo Coeficiente de Utilização: Repouso: Coeficiente de utilização de 25% (100 – 75%) – média. Atividade física intensa: 75% a 85% (100 – 25% a 15%) – média. Algumas áreas musculares: próximo de 100%, ou seja, quase todo o O 2 transportado é liberado para ser utilizado pelas células.

28 DESVIO DA CURVA DE DISSOCIAÇÃO NO EXERCÍCIO de H+ ( pH), de CO 2, temperatura (em 2º a 3º C) Efeito Bohr: desvio da curva de dissociação O 2 -Hb para a direita; A uma pO 2 menos baixa haverá grande liberação de oxigênio para o tecido muscular; A pO 2 de 40 mmHg consegue-se remover 70% do oxigênio da Hb, ou seja, caindo a saturação para somente 30%;

29 Nos pulmões, durante o exercício, a remoção de CO 2 do sangue em intensidade faz com que: 1.níveis de CO 2 ; 2.níveis de H+, pH no sangue; Ocorre, então, nos capilares pulmonares, o desvio para a esquerda da curva, o contrário dos capilares musculares; Há, com isso, ligação do O 2 com a Hb a uma pO 2 menos alta, permitindo transporte de oxigênio dos alvéolos para os tecidos.

30 CARBOXIEMOGLOBINA A Hb combina-se com CO no mesmo ponto que combinaria com O 2 ; Porém, a ligação CO-Hb ocorre 250 vezes mais facilmente do que O 2 -Hb; A curva de dissociação de CO-Hb é idêntica à de O 2 -Hb, exceto pelo fato de que as pressões parciais de CO são 250 vezes menor que as pressões de O 2.

31 CURVA DE DISSOCIAÇÃO DE CO-HB

32 CO a uma pressão gasosa (0,4 mmHg) 250 vezes que a pO 2 alveolar normal (100 mmHg): compete igualmente na combinação com a Hb (metade da Hb para cada gás); pCO de 0,6 mmHg ( que 1 parte por mil do ar): pode ser letal – desloca + da metade O2; Importante: na intoxicação por CO, a pO 2 do sangue pode estar normal – com isso: 1.Não ocorre estimulação do centro respiratório para a freqüência respiratória;

33 2.Sangue continua vermelho – vivo – não há sinal clínico de hipoxemia: cianose; Com isso: o cérebro pode ser afetado antes de se perceber a situação de intoxicação. CONDUTA Administração simultânea de: 1.Oxigênio puro para deslocar o CO da Hb; 2.CO 2 a 5% para estimular intensamente o centro respiratório e a freq. respiratória, eliminando o CO em excesso.

34 TRANSPORTE DE CO 2 NO SANGUE Em condições normais de repouso: Sangue venoso: pCO 2 de 45 mmHg 52 ml de CO 2 é transportada a cada 100 ml de sangue; Sangue arterial sistêmico: pCO 2 de 40mmHg 48 ml de CO 2 é transportada a cada 100 ml de sangue Ou seja:4 ml de CO 2 é liberada para os alvéolos a cada 100 ml de sangue (fluxo sanguíneo).

35 CURVA DE DISSOCIAÇÃO DO CO2

36 FORMAS NAS QUAIS O CO 2 É TRANSPORTADO NO SANGUE CO 2 dissolvido no plasma: 7%; HCO 3 ¯ dissolvido no plasma: 70%; Combinada com a Hb (CO 2 Hgb): 23%.

37 Formas de transporte do CO2

38 Hb NO TRANSPORTE DE CO 2 Sob a forma CO 2Hgb; A Hb transporta apenas 23% do total de CO 2 ; Combinação fraca e reversível: feita nos capilares teciduais periféricos e desfeita nos capilares pulmonares, liberando CO 2 para os alvéolos, onde a pCO 2 é menor.

39 Hb função de tampão ácido - base no interior dos eritrócitos: No interior das hemácias: CO 2 + H 2 O HCO 3 ¯ + H+ O HCO3¯ sai das hemácias e se constitui na principal forma química de transporte do CO 2 (70%); Já o subproduto H+ combina-se com a Hb (proteína base) função de tampão ácido – base da hemoglobina.

40 EFEITO HALDANE Definição: fenômeno em que o CO 2 é deslocado do sangue sob estímulo do aumento da combinação de O 2 -Hb. Ou seja, para uma mesma pCO 2 no sangue, haverá maior liberação de CO 2 (menos CO 2 no sangue) na situação em que houver maior pO 2 e complexo O 2 -Hb;

41 Sem o Efeito Haldane: apenas 2ml de CO 2 (por 100ml de sangue) seriam liberados dos capilares pulmonares para o ar alveolar. Com o Efeito Haldane: são liberados 4ml (dobro). Mecanismo a combinação com O 2 torna a Hb mais ácida duas conseqüências: 1.Hb mais ácida libera o CO 2 ligado a ela; 2.Hb mais ácida libera muito H+ para o plasma sanguíneo se ligam ao HCO 3 - H 2 CO 3 H 2 O + CO 2 que é liberado do sangue.

42 EFEITO HALDANE

43 RAZÃO DE TROCA RESPIRATÓRIA (R) É a razão do débito de CO 2 em relação à captação de O 2 ; Condições normais de repouso, com dieta equilibrada: R = 0,825; Uso exclusivo de glicídios: R = 1,00. Predomínio de triglicérides: R = 0,7.

44 REFERÊNCIAS JUNQUEIRA, L. C. ; CARNEIRO, J. Histologia Básica. 10 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, p. GUYTON, A. C. ; HALL, J. E. Tratado de Fisiologia Médica. Tradução de Bárbara de Alencar Martins... [et al.] 11 ed. Rio de Janeiro: Elsevier, p.


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