Breve descripción de la Bioquímica de la Hemoglobina, pasando por su Función, su regulación, la sintesís y degradación del grupo Hemo, así como el efecto Bohr y la función en el organismo humano del 2-3 BPG
•función primordial es la
de almacenar la
hemoglobina
Hasta 270 millones de
moléculas x 1 eritrocito
Concentración
4,7 y 6,1 millones por mm3 en los
varones
4,2 y 5,4 en las mujeres
Leucocitos
Funciones inmunes y de defensa
Plaquetas
esenciales en la coagulación sanguínea.
Cadena Respiratoria
•Tiene lugar en las mitocondrias
•Proceso por el cual materia orgánica, con algunas escasas excepciones, no se oxida
directamente por el oxígeno atmosférico,si no por distintas coenzimas, que quedan
reducidas en consecuencia.
•El balance de la oxidación equivale al de una combustión
Proceso
1.-Los vertebrados terrestres captan el oxígeno a través de los pulmones y han de
transportarlo a todos los órganos.
2.-La compleja red del sistema circulatorio, asegura la llegada del oxígeno a todas y cada
una de las células.
3.-La cantidad de oxígeno que se puede transportar disuelto en la sangre representa sólo el 2%
del requerido.
4.-Para transportar el 98% restante del oxígeno, se utiliza la hemoglobina
Estructura
Cuatro cadenas
polipeptídicas (Molécula
Tetramérica)
contienen
Grupo Prostético
Porción no polipeptídica de una proteína
Grupo Hemo
Es una molécula de
porfirina que contiene
un átomo de hierro en
su centro
•El átomo de hierro se
encuentra en estado de
oxidación ferroso (+2)
•puede formar cinco o seis
enlaces de coordinación
dependiendo de la unión del
O2 (u otro ligando) a la Hb
•Cuatro de estos enlaces
se producen con los
nitrógenos pirrólicos de
la porfirina en un plano
horizontal
•El quinto enlace de
coordinación se realiza con
el nitrógeno del imidazol de
una histidina denominada
histidina proximal.
•El sexto enlace del
átomo ferroso es con el
O2
El tipo de porfirina de la
Hb es la protoporfirina
IX
Contiene
•Dos grupos ácidos propiónicos
•Dos vinilos
•Cuatro metilos como cadenas
laterales unidas a los anillos
pirrólicos de la estructura de la
porfirina.
Cantidad de aminoácidos
Cadenas a --> 141 aminoácidos
Cadenas b, g, d --> 146 a. a (difieren en la secuencia de
aminoácidos)
COOPERATIVIDAD EN LA UNIÓN DE
OXÍGENO A LA HEMOGLOBINA
La curva de unión de oxígeno a la hemoglobina es sigmoidea
está relacionado con el hecho de que el ligando se une de modo
cooperativo, es decir, la unión de oxígeno favorece su ulterior
unión.
La cooperatividad en la unión de oxígeno a la hemoglobina es de la
máxima importancia funcional.
la hemoglobina sale de los pulmones cargada de un modo casi total.
Un transportador ideal debe liberar tanto más oxígeno cuanto mayor sea la
demanda que exista de él
La hemoglobina sólo retiene aproximadamente el 30% de oxígeno y, si se había cargado al 98% en los
pulmones la cantidad liberada será el 68%.
La estructura tetramérica de la hemoglobina permite la existencia de cooperatividad, circunstancia que hace de esa
proteína un transportador ideal
Para que haya cooperatividad en la
unión de ligando a una proteína no
basta con que haya más de un sitio
de unión
Se precisa haya una comunicación
entre ellos
De modo que un sitio detecte si hay otros ocupados o
no y la afinidad de la unión de ligando se ajuste en
consecuencia
Función
Transportar al oxigeno
Desde los pulmones hasta los
capilares en los tejidos
Combinación del Oxígeno con la
Hemoglobina
•Cada gramo de hemoglobina puede
combinarse con 1.34 ml. de oxígeno.
•1 litro de sangre combina
aproximadamente 200 ml. de O2
Equilibrio
Oxígeno-Hemoglobina
Relacionada con varios factores
fisiológicos
1.La unión con el
oxígeno es reversible.
Hemoglobina --> Oxihemoglobina --> Hemoglobina
2.La reacción del oxígeno con la hemoglobina es muy rápida.
Los eritrocitos también contribuyen a la eliminación del CO2
producido en las células
La Hb tiene capacidad para fijar el CO2 y
transportarlo a los pulmones donde lo libera.
El efecto Bohr
Hechos
Bohr descubre en 1903 que la sangre
retenía menos oxígeno cuanto más
bajo era su pH
Datos de la
Actualidad
La unión del oxígeno a la
hemoglobina está regulada
por el pH sanguíneo
un descenso de pH disminuye
la afinidad de la proteína por
su ligando
Procesos que tienen lugar
en el eritrocito
CO2 que se produce en los
tejidos pasa en parte a la sangre
y, por difusión, se introduce en
los eritrocitos.
Función
Permite que la hemoglobina libere
más oxígeno cuanto mayor sea la
actividad metabólica de un tejido
2,3-BPG
Hechos
En 1967 se describió que el
2,3-bisfosfoglicerato (2,3-BPG),
actuaba como un inhibidor de
la unión del oxígeno a la
hemoglobina
Al aumentar la
concentración de 2,3-BPG
disminuye la saturación
de la hemoglobina por
oxígeno
Efectos
En un tejido cuya
presión parcial de
oxígeno sea un poco
inferior a 40 mm Hg la
saturación de la
hemoglobina es solo
del 70%
aproximadamente
la hemoglobina libera
en ese tejido un 30%
de oxígeno, en
términos de su
capacidad total
Una persona con
un nivel normal
de 2,3-BPG en su
sangre que se
encuentre al
nivel del mar la
hemoglobina se
carga con
oxígeno en sus
pulmones
prácticamente al
100%
Biosintesis del
Grupo Hemo
¿Donde ocurre?
85% Médula osea
resto en el Higado
Proceso
Degradación
del Grupo
Hemo
Alrededor de 100-200 millones de
eritrocitos <<envejecen>> y se
desintegran en el organismo