Hemoglobina e a tríade de gases: NO, O2, CO2 Hemoglobinas ancestrais em bactérias: teriam surgido em atmosfera anóxica, porém contendo NO em níveis tóxicos Hemoglobinas recentes em bactérias: metabolizam NO e protegem contra a toxicidade mediada por NO e compostos derivados desintoxicação por NO: função primordial da Hb (e Mb)?

Uma das principais funções do NO é a regulação do fluxo sanguineo Uma das principais funções do NO é a regulação do fluxo sanguineo. O NO é liberado das células endoteliais a cada batimento cardíaco, difundindo-se através da musculatura lisa e reagindo com proteínas que promovem o relaxamento dos vasos sanguíneos, consequentemente aumentando o fluxo sanguineo local

ÓXIDO NÍTRICO molécula de pequeno tamanho e natureza lipofílica, difunde-se através da membrana em poucos milisegundos e decai rapidamente propriedades pró- e antioxidantes, ação antimicrobiana intra- e extra-celular; toxicidade aumenta muito após reação com radicais superóxido forma complexos com íons metálicos de metaloproteínas (hemoglobina, mioglobina, CCO, enzimas da cadeia respiratória) sintetizado em vários tecidos: pulmões e vias aéreas, coração e vasos sanguíneos, músculo esquelético, hepatócitos

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         Evidências sugerem que as hemácias consomem e liberam NO de modo sequencial. Nas artérias, o sangue está saturado com O2 e o NO encontra-se ligado à hemoglobina. Nos pequenos capilares a Hb libera o O2 e promove a liberação de NO para fora da hemácia e de volta à parede do vaso. Apenas 1 em 10.000 Hb possuem NO; contudo, este mecanismo permitiria a regulação do fluxo sanguineo em resposta a mudanças locais nos níveis de oxigenação.

ÓXIDO NÍTRICO HbO2 + NO nitrato + metahemoglobina (heme) HbO2 + NO SNO-Hb (resíduos de cisteína) No sangue, a hemoglobina controla os níveis de NO, removendo o acúmulo e assegurando sua atividade como potente vasodilatador no controle do fluxo sanguíneo nos capilares dos tecidos NO + MbO2 nitrato + Mb (heme) Na célula muscular cardíaca e esquelética, a mioglobina controla os níveis de NO e, assim, regula a taxa de liberação de O2 pelo capilar sanguíneo e a taxa de utilização de O2 pela CCO

RESPOSTA LOCAL À HIPÓXIA vasoconstrição (capilar alveolar) vasodilatação (capilar sistêmico) PO2

circulação sistêmica circulação pulmonar PRESSÃO VASCULAR circulação sistêmica circulação pulmonar 120/80 25/8 30 12 8 10

Fluxo Sanguíneo Pulmonar pressão pressão pressão arterial alveolar venosa Zona 1: pressão alveolar excede pressão arterial e o fluxo sanguíneo é muito reduzido nesta área Zona 2: pressão arterial excede pressão alveolar e o fluxo sanguíneo aumenta em direção à base Zona 3: pressão arterial e venosa excedem a pressão alveolar e aumentam em direção à base; resistência ao fluxo sanguíneo é mínima, capilares distendidos

? ar ambiente PO2= 150mmHg PCO2  0 O2 40 CO2 45 O2 100 CO2 40 O2 150 veia pulmonar (sangue arterial) artéria pulmonar (sangue venoso) PO2 , PCO2 ? PO2= 40mmHg PCO2= 45mmHg

Desigualdade V/Q e efeitos sobre a PO2 e PCO2 alveolar 60 40 20 PCO2 LOW V/Q HIGH V/Q  40 60 80 100 120 140 PO2

Relação Ventilação - Perfusão VA/Q Fluxo (L / min) VA/Q Q VA Base Topo

Desigualdade VA/Q e diferenças regionais nos parâmetros de trocas gasosas Vol VA Q VA/Q PO2 PCO2 pH (%) (L/min) (mmHg) 7 0,24 0,07 3,3 132 28 7,51 13 0,82 1,29 0,63 89 42 7,39

Ajustes locais de ventilação e perfusão pulmonar V reduzida Q elevada V reduzida Q elevada PCO2 local PO2 local (vias aéreas) (vasos sanguíneos) contração músc.liso contração músc.liso resistência vias aéreas resistência vascular perfusão ventilação perfusão ventilação