Estudo Bioquímico de componentes do sangue

O sangue pode ser considerado como uma mistura contendo alguns componentes ditos essenciais para a nossa sobrevivência. Entre estes componentes, destacam-se as hemácias, os granulócitos, os monócitos, os linfócitos e as plaquetas, cada qual com uma respectiva função.

As hemácias, nosso principal objeto de estudo, tem um papel muito importante na respiração e possui uma estrutura celular com alguma similaridade em relação às células de vários tecidos do nosso corpo. Como veremos adiante, sua estrutura pode ser explorada para a verificação da integridade das mesmas, bem como do extravazamento de componentes essenciais como a hemoglobina.

Estudos revelam que as hemácias são constituídas por uma bicamada lipídica semi-permeável,  sustentada por um citoesqueleto protéico. A composição bioquímica da membrana do eritrócito é de cerca de 52% de proteínas, 40% de lipídeos e 8% de carboidratos, de modo que algumas destas proteínas são ditas “ ïntegrais “ e as outras são ditas “ periféricas “.

A membrana das hemácias é livremente permeável a ânions,como o Cl^- e o HCO₃^- , mas é impermeável a cátions, como o Na⁺ e o K⁺, que por sua vez penetram na mesma via transporte ativo( Na⁺ para fora e K⁺ para dentro) via bomba de Na⁺/K⁺ . O Ca²⁺ também é bombeado por transporte ativo, só que por outra enzima, a Ca²⁺ - ATPase.

As propriedades de permeabilidade da membrana da hemácia, bem como o transporte ativo de cátions, são cruciais para evitar a hemólise coloidosmótica e controlar o volume da hemácia. A energia necessária para o transporte ativo e a manutenção dos gradientes eletroquímicos provém do ATP.

A energia celular da hemácia provém da via glicolítica anaeróbica e de 3 vias auxiliares que servem para manter a função da hemoglobina. Todos estes processos são essenciais, uma vez que a hemácia deve transportar oxigênio e manter as características físicas necessárias para a sua sobrevivência na circulação.

Noventa por cento do ATP necessário para as hemácias são gerados na glicólise, a principal via metabólica do eritrócito. Cerca de 10% do ATP da hemácia são oriundos da via Pentose-fosfato.

A via da meta-hemoglobina-redutase constitui outro importante componente do metabolismo do eritrócito. Dois sistemas de meta-hemoglobina-redutase são importantes na manutenção da hemoglobina em um estado funcional reduzido. Esta via é necessária para manter o ferro do radical heme da hemoglobina no estado funcional ferroso(Fe²⁺).

Na ausência dessa maquinaria enzimática, ocorre o surgimento da meta-hemoglobina, que resulta da oxidação do íon ferroso(2+) em férrico(3+). A meta-hemoglobina representa uma forma não-funcional de hemoglobina e uma perda da capacidade de transporte de oxigênio, visto que a porção meta-hemoglobina não pode ser combinada ao oxigênio. Em indivíduos saudáveis, não há mais que 1% de meta-hemoglobina nas hemácias. Isso garante a função e a sobrevida das hemácias.

Existe ainda mais um fator que influina afinidade entre o oxigênio e a hemoglobina, dentro e fora da hemácia. Foi demonstrado que o

2,3-difosfoglicerato(DPG), um fosfato orgânico encontrado na hemácia em uma proporção de 1:1 com a hemoglobina, que garante uma influência na afinidade pelo oxigênio e exercendo um papel fisiologicamente importante. Em sua ausência a hemoglobina libertaria pouco oxigênio ao passar pelos capilares. No caso, DPG exerce efeito sobre a afinidade da hemoglobina, se ligando à desoxihemoglobina, porém não àoxihemoglobina. A união do oxigênio e DPG à hemoglobina é mutuamente exclusiva. Para uma boa aproximação, a oxigenação da hemoglobina na presença de DPG pode ser representada pela seguinte equação:

          A hemoglobina representa cerca de 95% do peso seco de uma hemácia ou 33% de seu peso por volume. Ela pode ser considerada uma proteína conjugada, visto que tem como parte da estrutura um grupo prostético (não-protéico). Devido à sua estrutura de cadeia múltipla, a hemoglobina, que possui um PM de cerca de 68000, é capaz de considerável alteração alostérica quando se liga e se desprende do oxigênio. A hemoglobina normal consiste da globina (um tetrâmero de 2 pares de cadeias polipeptídicas) e quatro grupos heme, cada qual contendo um anel de protoporfirina e um íon ferroso(2+). As cadeias polipeptídicas se enovelam, de modo a dar uma forma esférica à hemoglobina. Além disso, cada grupo heme se acha numa fenda com os grupos vinila hidrofóbicos da sua estrutura porfirínica circundados por cadeias laterais hidrofóbicas de resíduos amino. As 2 cadeias laterais de propanoato do heme estão próximas dos grupos amino com carga positiva dos resíduos de lisina e de arginina.
        O ferro do grupo heme está no estado de oxidação 2+ e forma ligação coordenada com um nitrogênio do grupo imidazol da histidina da cadeia polipeptídica.
         Isto deixa livre uma valência do íon ferroso para se combinar com o oxigênio.

  

  Parte da hemoglobina oxigenada (oxihemoglobina)

      O fato de o íon ferroso(2+) se combinar com o oxigênio não é paricularmente notável; muitos outros compostos também se combinam. O que é notável na hemoglobina é que quando o grupo heme se combina com o oxigênio, o íon ferroso(2+) não se oxida a férrico(3+) facilmente. Investigações mostram que, em água, um ambiente polar e hidrofílico, compostos com grupo heme se oxidam facilmente a férrico(3+). Já num ambiente apolar e hidrofóbico, o íon ferroso é facilmente oxigenado e desoxigenado, sem alterar seu estado de oxidação.

       
  A produção normal de hemoglobina é dependente de 3 processos:
● Suprimento e liberação adequados de ferro;
● Síntese adequada de protoporfirinas(precursor do grupo heme);
● Síntese adequada de globina.
        Em adultos normais, há 4 tipos de hemoglobina:
● Hb A (em torno de 92 a 95%);
● Hb A₃ (em torno de 3 a 5%);
● Hb A₂ (em torno de 2 a 3%);
● Hb F (em torno de 1 a 2%).
        A principal função da hemoglobina é o transporte gasoso (oxigênio ou gás carbônico), liberação e distribuição de oxigênio para os tecidos e facilidade de excreção de gás carbônico.
        A perda da viabilidade das hemácias está associada com várias alterações bioquímicas, que incluem o aumento do pH, aumento do teor de ácido lático, diminuição no consumo de glicose, redução nos níveis de ATP e uma perda da função da hemácia, expressa como um desvio para a esquerda no caso de curva de dissociação hemoglobina-oxigênio ou aumento da afinidade hemoglobina-oxigênio.
        A viabilidade está associada aos níveis de ATP e à integridade da membrana das hemácias. Os níveis apropriados de ATP são necessários para a manutenção da(o):
● Capacidade de deformação e integridade da hemácia;
● Volume de hemácias, por manter as bombas de Na⁺/K⁺ ;
● Função da hemoglobina;
● Troca lipídica da hemácia com o plasma;
● ETC.






Fonte: http://www.uff.br/gcm/GCM/atividades/luciano/inicial.htm