Função SangFunção Sangüüíneaínea

1. Introdução 1.1. Mb versus necessidade de um sistema de distribuição 1.2. Funções do Sangue (Tabela 2.1) 1.3. Peculiaridades do Sangue (transporte de gases e coagulação) 1.4. Objetivo do capítulo: papel do sangue no transporte dos gases e as propriedades que servem para este fim2. Pigmentos Respiratórios (Tabela 2.2, Figura 2.1)

Função SangFunção Sangüüínea (cont.)ínea (cont.)

3. Curvas de Dissociação do Oxigênio (CDO)

3.1. O que significam 3.2. Fatores que influenciam (Mb, pH,

Tº, íons,CO2 etc) 3.3. CDO de Hb de peixes 3.4. CDO de pigmentos de invertebrados4. Curvas de dissociação do CO2

Tabela 2.1. As Funções do SangueTabela 2.1. As Funções do Sangue

1. Transporte de :

a) nutrientes do TD para os tecidos (ex.: tecido adiposo)b) metabólitos [ácido láctico do músculo para o fígado]c) produtos de excreção a partir dos tecidos (uréia)d) gases (O2 e CO2) entre os órgãos respiratórios e tecidose) hormônios [Adrenalina (rápido), GH (lento)]f) células de função não-respiratória (leucócitos). g) calor de órgãos mais profundos para a superfície a fim

de dissipação [animais grandes e de alta Mr]

Funções do Sangue (cont.)Funções do Sangue (cont.)

2. Transmissão de força:

- para locomoção (minhocas) - para quebrar exoesqueleto durante a muda (crustáceos) - para movimento de órgãos (pênis, sifão de bivalves) - para expansão de patas (aranhas) - para UF nos capilares dos rins.

Funções do Sangue (cont.)Funções do Sangue (cont.)

3. Coagulação, característica para proteger contra perda de sangue

4. Manutenção do “milieu interieur”adequado para células

[pH, íons, nutrientes etc.]

Curvas de Dissociação do OxigênioCurvas de Dissociação do Oxigênio

• Vantagens da curva sigmoidal: Se a PO2 alveolar cair de 100 para 60mmHg a saturação da oxi-Hb fica quase constante (proteção contra anoxia tecidual)

• Ao contrário do plasma a Hb não se combina com o O2 de um modo linear com o aumento da PO2

Pigmentos Respiratórios: proteínas contendo Pigmentos Respiratórios: proteínas contendo metais (Fe ou Cu)metais (Fe ou Cu)

Como o O2 é transportado no sangue : - dissolvido em solução (↓ solubilidade em soluções aquosas)

0,2ml O2 /100ml de sangue (mamíferos) - a solubilidade varia inversamente com a T° (importância para animais ectotérmicos?)

- O2 carreado pela Hb : 20 ml O2/100 ml de sangue (100X mais) - Homem: 0,3ml/100ml sangue Um Qh normal de 5L/min levaria

apenas 15ml O2/min aos tecidos, que consomem, no mínimo, 250ml/min.

- Se não houvesse outro mecanismo de carrear O2: este consumo exigiria um Qh de 83L/min. Máximo de atletas bem treinados: 30L/min

Pigmentos Respiratórios: proteínas contendo Pigmentos Respiratórios: proteínas contendo metais (Fe ou Cu)metais (Fe ou Cu)

Pigmentos respiratórios mais comuns:

- Hemoglobina (Hb): Fe – vertebrados, equinodermos, anelídeos, moluscos, larva de insetos, plantas.

- Hemeritrina (Ht): Fe – anelídeos- Clorocruorina (Ch): Fe – anelídeos- Hemocianina (Hc): Cu - moluscos

Nas células No plasma Pigmento Animal Massa

molecular Animal Massa

molecular mamíferos ca. 68.000a Oligoquetas

Lumbricus

2.946.000 Aves ca. 68.000a Poliquetas

Arenicola Serpula

3.000.000 3.000.000

Peixe ca. 68.000a Moluscos Planorbis

1.539.000

Ciclóstomos Lampetra Myxine

19.100 23.100

Insetos Chironomus

31.400

Poliquetas Notomastus

36.000

Equinodermas Thyone

23.600

Moluscos Arca

33.600

Hemoglobina

Insetos Gastrophilus

34.000

Clorocruorina Poliquetas Spirographis

3.400.000

Hemeritrina Sipunculus Phascolosoma

66.000 120.000

Hemocianina Gastrópodes Helix Cefalópodes Rossia (lula) Octopus Eledone Aracnídeos Limulus Crustacea Pandalus Palinurus Nephrops Homarus

6.680.000

3.316.000 2.785.000 2.791.000

1.300.000

397.000 337.000 812.000 803.000

a A massa molecular da mioglobina é 17.000.

Tabela 2.2- Massas Moleculares e Localização dos Pigmentos

Como os pigmentos respiratórios Como os pigmentos respiratórios funcionam?funcionam?

Se ligam reversivelmente ao O2

Hb + O2 HbO2

Para funcionar efetivamente a Hb deveria:

- Ligar-se ao O2 a ↑PO2 (pulmões, eqn. tende para a direita)

- Liberar O2 a ↓PO2 (tecido em atividade, eqn tende para esquerda).

CooperatividadeCooperatividade

A ligação do O2 muda a conformação das subunidades da Hb.

A entrada do primeiro O2 na molécula de Hb é muito difícil, mas qdo a 1a. Molécula penetra, o grupamento heme oxigenado interage com os demais, abrindo caminho para que outras moléculas de O2 penetre na Hb.

Estrutura da HemoglobinaEstrutura da Hemoglobina

Fatores que interferem na CDOFatores que interferem na CDO

1. Temperatura2. pH3. [fosfatos orgânicos]4. CO2

5. Íons inorgânicos, força iônica

LhamasVicuňa

Altitude Simulada: novo tipo de Altitude Simulada: novo tipo de dopingdoping??

Treinamento hipóxico: utilizado por atletas (corredores, nadadores, boxeadores) em busca de melhor condicionamento físico.

O desempenho de atletas pode aumentar em até 40%

Efeito do pH (Efeito de Bohr)Efeito do pH (Efeito de Bohr)

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-

Diminuição do pH (aumento de [H+])

Diminuição da afinidade (maior P50) - H+ se liga aos aminoácidos da Hb causando

mudanças conformacionais

Desvio da CDO para a direita

- redução da afinidade

- favorece a liberação de O2

CDO e Tamanho CorporalCDO e Tamanho Corporal

Curva de Dissociação de Peixes: Curva de Dissociação de Peixes: Efeito de RootEfeito de Root

Curvas de Dissociação dos Pigmentos Curvas de Dissociação dos Pigmentos Respiratórios de InvertebradosRespiratórios de Invertebrados

Daphnias quando mantidasem água com baixo O2 aumentam a [Hb]

Auxilia sua sobrevivência em águastão pobres em O2 que são letais para Daphnias sem Hb

Curvas de Dissociação dos Pigmentos Curvas de Dissociação dos Pigmentos Respiratórios de InvertebradosRespiratórios de Invertebrados

Hemocianina do sangue

Mioglobina (músculo da rádula) do molusco Cryptochiton

Curvas de Dissociação dos Pigmentos Curvas de Dissociação dos Pigmentos Respiratórios de InvertebradosRespiratórios de Invertebrados

Hemeritrina do sanguee fluido celômico do vermeipunculídeo Dendrostomum zostericolum

Transporte de COTransporte de CO22

~7% em solução ~23% ligado a Hb (aminoácidos) ~70% como HCO3

-

- muito mais solúvel em água do que o CO2

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-

lento rápido

Curva de dissociação do dióxido de Curva de dissociação do dióxido de carbonocarbono

• A quantidade de CO2 captada pelo sangue depende também de sua pressão parcial• A CDC é diferente entre sangue oxigenado e desoxigenado• A HbO2 é um ácido mais forte que a Hb. Daí o sangue oxigenado liga menos CO2- efeito de Bohr visto de outro lado.

• Hb + O2 HbO2

+ CO2 puxa o equilíbrio daeqn para a esquerda, na direçãodo ácido mais fraco (Hb). Isto tende a liberar mais O2(efeitode Bohr).

Anidrase Carbônica (AC)Anidrase Carbônica (AC)

Ocorre nas hemáceas, rins, epitélio do estômago, pâncreas e glândulas salivares, mas não no plasma

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-

AC• Inibidores desta enzima (tratamento de disfunção renal) tem baixa toxicidade; completa inibição causa pouco efeito no transporte de CO2.• Sua inibição é crítica para a regulação do equilíbrio ácido-básico (importante para o efeito de Bohr)

Adaptações Respiratórias às Adaptações Respiratórias às Altas AltitudesAltas Altitudes

Peromyscus maniculatus

Llama glama

Adaptações das LhamasAdaptações das Lhamas

Desvio da CDO para a esquerda (baixa P50)

Aumento do teor de Hb das hemáceas (aumenta a extração de O2)

Baixas concentrações de DPG (aumenta a afinidade da Hb pelo O2)

CDO das LhamasCDO das Lhamas

Adaptações do camundongo Adaptações do camundongo cervocervo

Desvio da CDO para a esquerdaAumento do teor de Hb nos eritrócitosBaixos níveis de DPG

É importante que camundongos e lhamas não desviem a CDO demais para a esquerda senão perderiam a capacidade de liberar O2

para os tecidos.

CDO do camundongo cervoCDO do camundongo cervo

DPG versus afinidade da HbDPG versus afinidade da Hb

DPGP50 afinidade

Lhamas e camundongos regulam a afinidade alterando a razão DPG/Hb (Schmidt-Nielsen, 1997). 

Adaptações do homem às altas Adaptações do homem às altas altitudesaltitudes

Ventilação pulmonar:

( Freqüência Respiratória disponibilidade de O2 nos alvéolos

Problemas: perda de CO2 desequilíbrio ácido-básico doença das montanhas (cefaléia, insônia, anorexia, náusea, vômito e tontura) + desidratação

Adaptações do homem às altas Adaptações do homem às altas altitudesaltitudes

Sistema CV

fh e Qh circulação para os músculos descarregam O2 e captam CO2 para os alvéolos – estresse para o coração; pode afetar pessoas predispostas a doenças cardíacas.

Adaptações do homem às altas Adaptações do homem às altas altitudesaltitudes

Variação na composição do sangue

(+) medula produção de eritrócitos e Hb + vol. plasma

Himalaias

Andes

HimalaiasHimalaias