Como acontece o transporte de oxigênio no sangue a partir da hemoglobina?

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RKA7MP - Olá! Bem-vindos a mais uma aula da Khan Academy Brasil. Hoje estudaremos a hemoglobina. Porém, para você entender sobre a hemoglobina, é necessário que você saiba um pouquinho sobre as hemácias, então eu vou dar um breve resumo, antes de começar a falar sobre hemoglobina, mas, para uma explicação um pouco mais completa, sugiro que você assista a nossa aulinha sobre as hemácias no canal da Khan Academy. Então, vamos dar início a nossa aula. As hemácias são os glóbulos vermelhos do sangue. A hemácia é o elemento presente em maior quantidade no sangue e a hemoglobina é o principal componente das hemácias. Ela possui uma cor avermelhada e tem a função de fazer o transporte de oxigênio pelos diferentes tecidos do corpo humano. A hemoglobina transporta também uma pequena quantidade de gás carbônico. A hemoglobina é uma proteína presente nas hemácias do sangue capaz de se ligar a moléculas de oxigênio e assim transportá-las pelo corpo. Como dito antes, a hemoglobina é o pigmento que dá cor vermelha ao sangue e está presente em células sanguíneas de todos os vertebrados e alguns invertebrados, como anelídeos, equinodermos, alguns moluscos, e insetos. A seguir, vou fazer um breve esquema para que você possa entender melhor. Então, temos a hemácia. Dentro dessa hemácia, temos a nossa hemoglobina. Ela aparece dessa forma, de forma espiralada, para poder caber dentro da hemácia, dentro da célula. E ela tem uma ligação com o grupo heme. Esses pontos em rosa são os nossos grupos heme. Cada hemácia possui 4 grupos heme ligados à hemoglobina. O que é esse grupinho heme? Esse grupo heme se trata de uma estrutura anelar chamada porfirina, formada por 4 unidades combinadas com ferro. Esse grupo heme se liga com o oxigênio, as moléculas de oxigênio, e ajuda o transporte do oxigênio pelo corpo. É assim que a hemoglobina consegue fazer o transporte de oxigênio para o nosso corpo. A hemoglobina é produzida durante a formação das hemácias na medula óssea e cumpre sua função de transporte de gases entre os tecidos do corpo através do sistema circulatório. Nos pulmões, as moléculas de hemoglobina das hemácias se ligam a moléculas do gás oxigênio, com a ajuda do grupo heme. Quando as hemácias chegam aos tecidos com baixa concentração de oxigênio, a diferença de concentração e a instabilidade das moléculas provoca a separação entre hemoglobina e oxigênio, liberando-o para ser utilizado na respiração celular. Depois, o gás carbônico gerado na respiração celular é transmitido das células para o sangue. Ele reage com a água no interior das hemácias e é transportado pelo plasma. Mais tarde, o gás carbônico se associa novamente com a hemácia e é levado até o pulmão. Assim, podemos considerar que cerca de 20% do gás carbônico produzido pela respiração celular é transportado pela hemoglobina. Eu espero que você tenha gostado desta aula. Até a próxima!

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Como ocorre o transporte de oxigênio pela hemoglobina?
Como ocorre o transporte de O2 é CO2 feito pelas hemoglobinas?
Qual a principal forma de transporte de oxigênio no sangue?
Como ocorre o processo de oxigenação do sangue?

Mestre em Ciências Biológicas (UFRJ, 2016)
Graduada em Biologia (UFRJ, 2013)

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A hemoglobina é uma proteína presente nas hemácias do sangue, capaz de se ligar a moléculas de oxigênio (O2) e assim transportá-las pelo corpo. A hemoglobina é o pigmento respiratório que dá a cor vermelha ao sangue, sendo o mais difundido entre os organismos. Ela está presente em células sanguíneas de todos os vertebrados e alguns invertebrados como anelídeos, equinodermos, alguns moluscos e insetos.

O nome “hemoglobina” reflete sua estrutura química, pois consiste em uma proteína de estrutura globular (globina) associada a um grupo heme. Esse grupo se trata de uma estrutura anelar chamada porfirina, formada por quatro unidades combinadas com um íon de ferro (Fe2+).

A hemoglobina é sintetizada durante a produção das hemácias na medula óssea e cumpre sua função de transporte de gases entre os tecidos do corpo através do sistema circulatório. Nos pulmões, as moléculas de hemoglobina das hemácias se ligam a moléculas do gás oxigênio formando o complexo chamado oxiemoglobina. Cada molécula de hemoglobina é capaz de se ligar a quatro moléculas de oxigênio. Como cada hemácia possui cerca de 250 milhões de moléculas de hemoglobina, cada hemácia é capaz de transportar aproximadamente 1 bilhão de moléculas de O2. Quando as hemácias chegam aos tecidos com baixa concentração de oxigênio, a diferença de concentração e instabilidade da oxiemoglobina provoca a dissociação entre hemoglobina e oxigênio, liberando-o para ser utilizado na respiração celular.

Posteriormente, o gás carbônico (CO2) gerado na respiração celular é difundido das células para o sangue e reage com a água no interior das hemácias. Dessa reação resultam íons de bicarbonato (HCO3–), que saem das hemácias e são transportados pelo plasma, e íons H+ que se associam a grupos amina da hemoglobina formando a carboemoglobina. Nos pulmões, os íons de bicarbonato (HCO3–) do plasma entram novamente nas hemácias e se reassociam com os íons H+, através de reações que produzem novamente o gás carbônico (CO2) para ser liberado. Assim, podemos considerar que cerca de 20% do gás carbônico produzido pela respiração celular é transportado pela hemoglobina.

Após cumprir seu tempo de vida útil, as hemácias morrem e a hemoglobina é quebrada. O ferro presente nessa molécula é recuperado, sendo transportado de volta para a medula óssea e usado novamente na produção de hemoglobina. O restante da hemoglobina se torna bilirrubina, um produto químico que é excretado na bile.

A contagem baixa de hemoglobina configura um quadro de anemia, que pode ser causada pela diminuição da produção de hemoglobina ou pelo aumento da destruição da mesma e de suas hemácias. O primeiro tipo de anemia é o mais comum e ocorre principalmente pela deficiência de ferro. Como foi visto, a estrutura da hemoglobina depende desse mineral para ser formada e sua carência leva a baixa produção. Já a chamada anemia falciforme diminui as taxas de hemoglobina no sangue pela destruição precoce das hemácias. Essa doença é causada por um defeito genético e hereditário que resulta em uma estrutura anormal da molécula de hemoglobina. Essa forma variante é conhecida como hemoglobina S, a qual deforma as hemácias, que assumem uma forma semelhante a foices, resultando em um transporte de gases ineficiente. As células anormais em forma falciforme morrem prematuramente e ainda podem ficar alojadas em pequenos vasos sanguíneos, obstruindo potencialmente a microcirculação e causando danos nos tecidos.

Como ocorre o transporte de oxigênio pela hemoglobina?

Ligação do oxigênio à hemoglobina Cada Hb pode transportar quatro moléculas de O2, uma para cada um de seus quatro grupos heme. A afinidade da Hb pela ligação da primeira molécula de O2 é muito baixa, mas, subsequentemente, as moléculas de O2 se ligam com uma afinidade muito maior.

Como ocorre o transporte de O2 é CO2 feito pelas hemoglobinas?

É por difusão que as moléculas de O2 movem-se do gás alveolar para o sangue que percorre os capilares pulmonares. É também por difusão que esse gás move-se do capilar sistêmico até as mitocôndrias nos diversos órgãos sistêmicos. O movimento do CO2 é no sentido oposto, mas também processa-se por difusão.

Qual a principal forma de transporte de oxigênio no sangue?

O oxigênio se dissolve no plasma, mas como é pouco solúvel, é transportada no sangue ligado à hemoglobina. Cada molécula de hemoglobina possui quatro sítios de ligação para o O2 e a ocupação total ou parcial desses sítios depende da concentração de O2 sanguínea.

Como ocorre o processo de oxigenação do sangue?

A troca gasosa ocorre nos milhões de alvéolos nos pulmões e nos vasos capilares que os envolvem. Conforme mostrado abaixo, o oxigênio inspirado passa dos alvéolos para o sangue nos vasos capilares e o dióxido de carbono passa do sangue nos vasos capilares para o ar nos alvéolos.