Bioquímica Básica
3.3.3 Hemoglobina e o tamponamento do sangue
A influência do pH e da concentração de CO 2 sobre a oxigenação da hemoglobina tem grande importância fisiológica, porque no nível dos tecidos a acentuada produção de CO 2pelo metabolismo e o decréscimo no pH resultante estão sempre associados a uma maior demanda de oxigênio. O efeito do pH e da pressão parcial de CO 2sobre a união entre Hb e O2 é denominado efeito Bohr.
O conjunto dos fenômenos relacionados com o aumento do caráter básico da hemoglobina causado por sua desoxigenação e o aumento do caráter ácido quando ela se liga ao oxigênio, que constituem o efeito Bohr, pode ser representado pelas equações:
A representação do efeito Bohr não levou em conta a estequiometria do processo: cada molécula de hemoglobina pode combinar-se com + a 4 moléculas de O + 2 e associar-se ou liberar de 1,2 a 2,8 H, dependendo de condições como o pH, a concentração de 2,3-bisfosfoglicerato etc.
3.3.3 Hemoglobina e o tamponamento do sangue
A análise das equações que resumem o efeito Bohr revela o papel fundamental desempenhado pela hemoglobina na manutenção do pH plasmático: à medida que a pO + 2 diminui e a concentração de H aumenta, a hemoglobina libera O e capta H+. Quando a pO aumenta e a concentração 2 2 de H+ diminui, ela se liga a O2 e libera H+. Estas são as condições encontradas nos tecidos e nos alvéolos pulmonares, respectivamente.
Nos capilares que irrigam os tecidos, o CO 2 produzido pelo metabolismo celular difunde-se até as hemácias, onde é hidratado
rapidamente em uma reação catalisada pela anidrase carbônica (Seção 1.4), formando H – 2 CO 3 . No pH do sangue (7,4), o H 2 CO 3 dissocia-se em HCO 3 e
H+:
CO2 + H2O ⇌ H – 2 CO 3 ⇌ HCO + 3 + H
A ocorrência destas duas reações consecutivas explica por que um aumento na concentração de CO causa uma diminuição do pH. Este 2 aumento de acidez, associado à baixa pO 2 tecidual, faz com que a hemoglobina libere O e capte H+, impedindo que ocorram grandes 2
variações de pH. O HCO – 3, produzido nas hemácias, difunde-se para o
plasma e é transportado até os pulmões (Figura 3.10). Cerca de 90% do CO2 produzido nas células são transportados aos pulmões por este mecanismo; 5% como carbamino-hemoglobina e 5% permanecem em solução.
Nos pulmões a situação inverte-se. A alta pO 2 leva à oxigenação da hemoglobina e à dissociação de H+. O HCO – desloca-se do plasma para o 3 interior das hemácias e combina-se com os H+, formando H2CO3, que é convertido em CO e H O pela anidrase carbônica. O CO difunde-se das 2 2 2 hemácias para o plasma, depois para os alvéolos pulmonares e é expirado. A liberação de prótons pela hemoglobina corrige o valor de pH que, de outro modo, tenderia a aumentar pois, com a baixa pCO 2 alveolar, o CO2 é eliminado no ambiente, consumindo H+ e HCO –: 3
H1 + HCO – 3 ⇌ H2CO3 ⇌ H2O + CO2
Assim, a manutenção do pH fisiológico, imprescindível para o desempenho de qualquer função vital, é obtida pela ação coordenada do sistema Hb/HbO e do sistema CO /HCO –. 2 2 3