FUNCION RESPIRATORIA DE LA HEMOGLOBINA

• Jackeline Condorcuya Gutierrez• Anthony Conislla• Melissa Layme del Solar

Curva de disociación de la hemoglobinaLa curva de disociación de la oxihemoglobina describe la saturación de oxígeno o el

contenido de la oxihemoglobina.

La curva de disociación de la oxihemoglobina describe la relación entre la saturación de oxígeno o el contenido de hemoglobina y la tensión de oxígeno en el equilibrio. Bohr primero demostró que la curva de disociación era en forma de sigma-, lo que lleva a Hill a postular la existencia de múltiples sitios de unión de oxígeno en la hemoglobina y para derivar una aproximación empírica de la relación:

(oxygen tension / P50)n = oxygen saturation / (100 - oxygen saturation)

Donde P50 es la tensión de oxígeno (en milímetros de mercurio) cuando los sitios de unión son 50 por ciento saturado. Dentro de la gama de saturación entre 15 y 95 por ciento, la forma sigmoide de la curva puede ser descrita por el coeficiente de Hill (n = 2,7; rango, 2,4 a 2,9), y su posición a lo largo del eje de oxígeno tensión puede ser descrita por el P 50, que está inversamente relacionada con la afinidad de unión de la hemoglobina por el oxígeno.

Relaciones estructura-funciónNormal hemoglobina adulta (peso molecular, 64500) consta de dos α y dos

cadenas polipeptídicas beta, cada uno unido a un grupo hemo. Cada grupo hemo contiene un anillo de porfirina y un átomo de hierro capaz de unión reversible una molécula de oxígeno. La unión de oxígeno impone tensiones químicas y mecánicas que se rompen estos enlaces electrostáticos.

La unión de una molécula de oxígeno a desoxihemoglobina aumenta la afinidad por el oxígeno de los sitios de unión restantes en la misma molécula de hemoglobina. Por lo tanto, la curva de unión asume una forma sigmoide, lo que refleja la transición de baja a alta afinidad a medida que mas sitios de unión se convierte ocupado.

Hidrógeno y Oxígeno Ion-carbono Dióxido de AcoplamientoLa adición de iones de

hidrógeno o dióxido de carbono en sangre reduce la afinidad de la hemoglobina se une al oxígeno; esto se conoce como el efecto Bohr (1-A)

A la inversa, la oxigenación de la hemoglobina reduce su afinidad por el dióxido de carbono; esto se conoce como el efecto Haldane (1-B) 

Estos efectos se deben a interacciones entre oxígeno, iones de hidrógeno y dióxido de carbono unido a diferentes sitios en la hemoglobina. En los capilares del tejido, el dióxido de carbono puede difundir como un gas disuelto, se unen a la terminal-α amino de la cadena de globina como carbaminohemoglobina, o ser hidratado por la acción de la anhidrasa carbónica para formar bicarbonato

Efecto de la TemperaturaA medida que aumenta la temperatura corporal, la afinidad de la hemoglobina

por el oxígeno disminuye, aumentando el P 50 y facilitar la liberación de oxígeno. Esta característica es especialmente beneficiosa durante el ejercicio intenso prolongado.

Efectos de la temperatura pueden causar errores en la interpretación de los valores de gases en sangre, debido a que en los laboratorios clínicos de la tensión de oxígeno se mide generalmente a 37 ° C, no a la temperatura in vivo. Por lo tanto, la verdadera tensión de oxígeno in vivo puede ser subestimada en la hipertermia y sobreestimado en hipotermia, particularmente cuando la tensión de oxígeno se encuentra a lo largo de la parte empinada de la curva de disociación

Metabolismo de las células rojas

HEMOGLOBINA Y TESTOSTERONA: IMPORTANCIA EN LA ACLIMATACIÓN Y ADAPTACIÓN A LA ALTURA

La hiperventilación es un fenómeno que se observa en todos los sujetos que ascienden a la altura (exposición aguda). En el nativo de altura lo que se observa es un fenómeno de hipoventilación. Son dos situaciones diferentes con dos procesos o resultados diferentes.Lo que se postula en la exposición aguda a la altura es que con la hiperventilación hay mayor eliminación de CO2 que conlleva a una alcalosis respiratoria. Si este fenómeno no es regulado la persona tiene síntomas.

Se postula que en la exposición aguda a la altura, la hiperventilación genera como respuesta una elevación de testosterona. La testosterona cumple su papel de reducir la ventilación y con ello regular este proceso; además, la testosterona favorece la eritropoyesis y con ello mejora el transporte de oxígeno, lo que conlleva a un proceso de aclimatación. La situación en el nativo de la altura es otra. Al estar permanentemente estimulado con mayores niveles de testosterona, por ejemplo entre hombres y mujeres, se produce una hipoventilación permanente y este es un estímulo para eritropoyesis que asociado al propio estímulo eritropoyético de la testosterona conduce a la eritrocitosis excesiva y al mal de montaña crónico. Por ello, si bien en situaciones de exposición aguda, la testosterona es útil, no lo es para el nativo de la altura que tiene valores altos de testosterona. Por ello se concluye que la testosterona es buena para aclimatación pero mala para adaptación a la altura

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• Es un pigmento• Proteína conjugada: TetraméricaCADA UNIDAD

a1-a2-a2-a3-a4-a5-a6-a7-a8

O2 O2

O2 O2

1

2

2

1

Histidina proximal

HEM

Globina(proteina)

Grupo prostético

Una molécula:4 globinas4 Hem

2 2

La hemoglobina es una molécula casi esférica:Peso molecular: 64,500 D2 formas: R: Oxigenada o relajada

T : Desoxigenada o tensa

HEMOGLOBINA

15gr de HB x 100ml de sangre1g HB se une a 1,34 ml de O2

Dr. J. Velásquez G.

GLOBINA

O2

HISTIDINA PROXIMAL

Estructura del grupo HEM

GLOBINA

HISTIDINA DISTALG

LOB

INA

Dr. J. Velásquez G.

Estructura proteica: GLOBINAS

Desviación Derecha:

DesviaciónIzquierda

PCO2

[ H+]

[2-3-DPG]

T

pH

PCO2 [ H+] [2-3-DPG]

T

pH

P50= PRESION DE O2 A UNA SATURACIÓN

DE 50% * 27mmHg

Curva de Disociación de la Hemoglobina

+ AFIN

- AFIN

Efecto de la exposición a presiones atmosféricas bajas sobre las concentraciones de gases alveolares y la saturación arterial de oxígeno*

ADAPTACIÓN A ALTITUDES ELEVADAS

• Hipoxia Alveolar: HB-O2 • 3100 msnm, la hipoxia induce un aumento en 2,3BPG• P50=29mmHg en reposo.• Ejercicio3100msnm induce a p50= 38mmHg, similar al nivel del mar.Beneficioso, carga de oxigeno mantenido por el aumento de la Tensión de oxigeno alveolar a través de la estimulación respiratoria. Hipoxia Severa: la hiperventilación no puede aumentar la T de O2 alveolar, se produciría un alcalosis respiratoria con una disminución del p50.

2,3 BPG ESTABILIZA LA ESTRUCTURA T DE LA

HEMOGLOBINA

• Po2 baja en los tejidos periféricos promueve la síntesis de 2,3BPG en eritrocitos a partir del intermediario glucolítico 1,3-BPG

• El BPG alto disminuye la afinidad de la HbA por el O2 (aumenta el p50) lo que incrementa la liberación de O2 en los tejidos.Harper, Bioquímica ilustrada

ACLIMATACIÓN A UNA pO2 baja

• Una persona que permanece a alturas elevadas, se aclimata a la pO2 baja, menos efectos adversos, la persona trabaja más sin efectos de la hipoxia, ascendiendo alturas mayores. (Mecanismos)

1. Ventilación pulmonar2. Número de eritrocitos3. Capacidad de difusión pulmonar4. Vascularización de los tejidos periféricos5. Capacidad de las células tisulares de utilizar el O2 a pesar

de una pO2 baja

• Escaladores de élite, para respirar aire ambiental del monte Everest (8,800msnm, pO2 43mmHg) tenían una presión alveolar de O2 35mmHg y una presión arterial de oxigeno de 28 mmHg.

Aclimatación natural de Nativos que viven a grandes

alturas:

• Nativos del Andes e Himalaya, viven a alturas superiores a 4000msnm• Andes peruanos a una altura superior de 5,300msnm• La aclimatación de estos nativos comienza desde la lactancia con un

aumento del tamaño del tórax, tamaño corporal disminuido; elevado cociente de capacidad ventilatoria respecto a la masa corporal. Sus corazones bombean cantidad adicionales de gasto cardiaco.

• Liberación de O2 desde la sangre a los tejidos está muy facilitada.• PO2 arterial es solo de 40mmHg, debido a una mayor cantidad de Hb,

cantidad de O2 mayor que en nativos de alturas menores.• Persistencia de Hb fetal

• Los nativos tibetanos, tiene menores concentraciones de Hb y glóbulos rojos más pequeños que los andinos que reside en altitudes similares.

• Los Sherpas pueden adaptarse mejor a la hipoxia que los nativos del ande peruano, debido a su historia de larga residencia en alturas y no presentan enfermedades relacionadas a la altitud.

ANEMIA FALCIFORME

• Sustitución de Valina por ác. Glutámico en la posición 6 de la cadena B de la Hb.

• Disminución de afinidad por el O2, por niveles más altos de 2,3BPG y disminución de pH.

• Incremento del efector borh• P50 elevado, formación de desoxiHb:

polimerización de HbS: crisis falciforme

Efectos del Monóxido de Carbono

• El CO aumenta la afinidad de O2 a la Hb y dificulta la oxigenación del tejido.

• Mujer gestante fumadora: afectaría el transporte de O2 fetal

• Con un cambio de saturación de O2 de 75% a 58%

Alteraciones Acido-Base

• Acidosis Aguda: mayor P50 favorece la descarga de O2• Acidosis cónica: reducción de 2,3BPG compensa a un p50

casi normal• Alcalemia:• Reduce el flujo sanguíneo cerebral: vasoconstricción,

afectando la liberación de O2 mediante la reducción de p50. hipoxia tisular cerebral.

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