Hemoglobina - Hb

Hemoglobina – Hb

- proteína globular, estrutura quaternária, possui 4 sub-unidades : 2α e 2β;

- cada subunidade está ligada a um grupo prostético heme que é uma porfirina fixadora de ferro;

- o grupo heme em cada subunidade está dentro de uma cavidade hidrofóbica delimitada por aminoácidos apolares e este ambiente apolar torna possível a ligação com o oxigênio:

Observe:

Hb sem O₂ – sangue venoso – azulado

Hb ligada ao O₂ – sangue arterial – avermelhado

Oxiemoglobina (Oxi-Hb): Hb totalmente oxigenada pode ter até 4 moléculas de O₂

Desoxiemoglobina (Desoxi-Hb): Hb desprovida de oxigênio

Fatores que interferem na ligação com oxigênio:

- As hemácias contêm um composto que diminui a afinidade da Hb por O₂;
- A afinidade da Hb pelo O₂ diminui na presença de altos níveis de 2,3-bifosfoglicerato (BPG), um composto sintetizado a partir de 1,3-bifosfoglicerato, um intermediário da glicólise;
- O BPG liga-se preferencialmente à desoxi-Hb pois esta apresenta uma cavidade entre as subunidades β com espaço suficiente para recebê-lo, nesta cavidade há radicais com carga + que interagem com os grupos negativos do BPG;
- Na Oxi-Hb, a cavidade é menor, o que dificulta a ligação do BPG;
- Quando Hb está ligada ao BPG não permite que o O₂ ligue, ocorre um predomínio na forma desoxigenada, ou seja, a Hb sem O₂ fica disponível por maior tempo e assim ocorre um decréscimo na afinidade pelo O₂ resultando em baixas pressões de O₂

             P O₂ baixa (tecidos)                                                       P O₂ alta (pulmões)

               HbO₂ à Hb + O₂                                                                                   HbBPG à Hb + BPG

       _____________________                                                _____________________

       HbO₂ + BPG à HbBPG + O₂                                                            O₂ + HbBPG à BPG + Hb O₂

- O nível de BPG nas hemácias aumenta de acordo com hipóxia tissular, em anemias e em altas altitudes;


- A afinidade da Hb com o O₂ também diminui com o aumento da temperatura (37-41°C)


- A relação da temperatura e afinidade da Hb por O₂ tem importância fisiológica, pois permite a disponibilidade de O₂, ou seja, O₂ livre quando é alta a demanda de energia devido ao aumento do metabolismo celular e consequentemente da temperatura como ocorre na febre e contração muscular intensa.

A ligação do O₂ a Hb depende do pH – Efeito Bohr:


- Para cada valor de PO₂ a afinidade da Hb pelo O₂ varia com o pH.


- Os íons H⁺ (como acontece com o BPG) ligam-se preferencialmente a desoxi-Hb, isto ressalta que a desoxi-Hb age como uma base de Bronsted mais forte que a forma oxigenada;


- Esta diferença no comportamento ácido-base é conseqüência da movimentação das subunidades da Hb devido a associação/dissociação de O₂, alterando também valores de pKa;


- Alteração importante: Ocorre em dois resíduos de aminoácidos da subunidades β “His 146” e “Asp 94”, quando temos a desoxi-Hb estes resíduos ficam mais próximos do que eram na Oxi-Hb. Esta aproximação promove uma ligação iônica entre a carboxila (-) do Asp 94 e o grupo imidazólico (+) da His 146:

- esta interação iônica estabiliza a forma positiva da His 146, tornando mais difícil a dissociação, o valor do pKa do grupo imidazólico passa de 6,5 a 8,0, ou seja, uma base de Bronsted mais forte ficando protonada no ph do sangue venoso 7,2

- quando a Hb é oxigenada ocore o distanciamento ente His 146 e Asp 94, o valor do pKa da His 146 cai pra 6,5, ou seja, agora um ácido de Bronsted mais forte no pH do sangue arterial 7,4 e fica desprotonada.


Ligação da hemoglobina com o monóxido de carbono:
Para cada molécula de Hb existem 4 átomos de íon ferroso(Fe²⁺). Portanto cada molécula de Hb liga até 4 moléculas de oxigênio. 

CO = monóxido de carbono

CO₂ = dióxido de carbono

O ambiente que proporciona o tipo de ligação, se há predomínio de oxigênio a Hb se ligará, da mesma forma que havendo mais CO se ligará também. O CO tem afinidade em torno de 200-250X maior pela Hb que o oxigênio.

Ao sítio de ligação do Fe com o oxigênio também podem ligar outras duas pequenas moléculas: CO e H₂S , mas estas duas com afinidade ainda maior que o oxigênio.

Evite o plágio e prestigie o trabalho baseado em estudos e evidências, cite!

BIBLIOGRAFIA: Bibliografia: MARZZOCO, A.; TORRES, B.B..Bioquímica Básica, 3 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007.