TRANSPORTE DE O2 EN SANGRE

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TRANSPORTE DE O2 EN SANGRE
Fisiología Comparada 2006 - I

• Fabiola León Velarde
• Dpto. de Ciencias Biológicas y Fisiológicas
• Laboratorio de Transporte de Oxígeno

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LEY DE HENRY

• O2 ? . PO2 PO2 O2 / ?
• 0.003 ml O2 /100 ml . 1 mm Hg
• Si PO2 100 mm Hg
• ? 0.003 x 100 0.3 ml/100 ml
• 0.3 vol

3
22 18 14 10 6 2
O2 total
100 80 60 40 20 0
C de O2 ml/100ml
Sat () Hb
O2 combinado con Hb
O2 disuelto
0 20 40 60 80 100 600
Po2 mmHg
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PIGMENTOS RESPIRATORIOS

• El O2 que se disuelve en sangre no es suficiente,
  se necesitan proteínas especiales que aumenten la
  afinidad por el O2 de la sangre Pigmentos
  Respiratorios.
• Existen 4 Pigmentos Respiratorios
• 1. Hemoglobina ? Fe2 - porfirina (en solución
  o en células)
• 2. Clorocruorina ? Fe2 - porfirina (en
  solución)
• 3. Hemeretrina ? Fe2 - proteína (en células)
• 4. Hemocianina ? Cu2 - proteína (en solución)

5
(No Transcript)
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HEMOGLOBINA

• PM 17 000 - 3 000 000 Da
• Extensamente distribuido, al menos 10 phyla y en
  algunas plantas.
• Desde organismos unicelulares (Paramecium),
  platelmintos, nemátodos, moluscos, hasta algunas
  especies de insectos.
• Invertebrados Hb presenta 1-250 subunidades, se
  encuentra en la hemolinfa y forma polímeros
  (gtPM).
• Vertebrados Hb presenta 4 subunidades (ltPM) y se
  encuentra en los corpúsculos.

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GLÓBULOS ROJOS

• En mamíferos discos bicóncavos sin núcleo,
  excepto Familia Camelidae.
• Peces, aves, reptiles y anfibios forma oval con
  núcleo.
• Únicos vertebrados sin Hb ni GR Leptocephalus
  larvae de la Fam. Chaenichtyrdae (peces
  antárticos)

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Oxígeno en la Hb Capacidad de la Hb

• (mM) Hb 4 O2 (mM)
• 1 mmol Hb 64.5 g Hb
• 1 mmol O2 22.4 ml.
• 4 x 22.4 ml/mmol O2 1.39 ml O2/g Hb
• 64.5 g
• 1g de Hb se combina con 1.34 ml O2 (VN)
• Capacidad de Hb 20.1 ml O2 /100 ml
• O2 disuelto 0.3 ml O2/100 ml

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CONTENIDO DE O2

• Cont. O2 Hb Sat O2 x Hb x 1.34
• 0.98 x 15 x 1.34
• 19.7 ml O2 /l00 ml
• Cont. O2 Total
• Cont. O2 Hb Cont. O2 disuelto
• (Cont O2 dis. PAO2 x 0.003 100 x 0.003)
• 0.3 19.7 20 ml O2 /l00 ml sangre

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Significado fisiológico de la forma sigmoide de
la curva
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Efectores de la Curva de Disociación de la Hb O2

• La curva se desplaza a la derecha cuando
• ? T, ? PCO2, ? H y ? 2-3-DPG
• La Hb disminuye su afinidad por el O2 y lo libera.

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CLOROCRUORINA

• PM 2 750 000 Da
• El color es marcadamente diferente (de verde a
  rojo), pero sólo está dado por una pequeña
  alteración en la porfirina.
• Se restringe a 4 familias de poliquetos (gusanos
  marinos).
• Algunos poliquetos presentan ambos pigmentos.

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HEMERETRINA (Hr)

• PM 108 000 Da
• Color rosado con una afinidad diferente por el
  O2.
• El Fe2 se asocia a los aminoácidos y no a la
  porfirina.
• Se encuentra en corpúsculos o libre en la
  hemolinfa.
• Varios tipos de diferentes de Hr se pueden
  encontrar en un mismo organismo.
• Ph. Anélida Sipunculidos, Poliquetos,
  Priapulidos
• Ph. Molusca Braquiopodos

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INVERTEBRADOS

• Sus pigmentos respiratorios pueden tener
  diferentes afinidades según se encuentren en el
  fluido celómico o en la sangre.
• Dendrostomum (gusano marino)
• Vive enterrado en la arena, pero saca a la
  superficie sus tentáculos vascularizados
  (respiración).
• La Hr de la sangre de menor afinidad sede el O2 a
  la Hr del celoma de mayor afinidad para que el O2
  sea distribuido en todo el cuerpo enterrado.
• Ocurre algo parecido con los invertebrados que
  tienen mioglobina (moluscos) de mayor afinidad y
  otro pigmento respiratorio de menor afinidad en
  la sangre.

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AFINIDAD DE LA HEMERETRINA
S A T O2
mioglobina
100
Hr cel
75
Hr vasc
50
Hr en células
25
50
100
150 PO2 mm Hg
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HEMOCIANINA (Hc)

• PM 300 000 - 9 000 000 Da
• Es de color azul (Cu).
• Se le encuentra libre en la hemolinfa.
• Ph. Molusca Cl. Amphineura (chitones) y Cl.
  Cephalopoda (calamar, pulpo). Moléculas
  multiproteicas con varios sitios activos.
• Ph. Artrópoda Cl. Arachnoidea (limulus,
  escorpiones, crustáceos malacostráceos).
  Moléculas multiproteicas de estructura
  cuaternaria diferente (aprox. 650 aa) con un
  sitio activo.

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LOS PIGMENTOS RESPIRATORIOS FORMAN POLÍMEROS
PORQUE SEPARADOS COMO PARTÍCULAS AUMENTARÍAN LA
PRESIÓN COLOIDOSMÓTICA DE PLASMA
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MODULADORES ALOSTÉRICOS

• Peces ? ATP , GTP
• Anfibios ? ATP, GTP, DPG
• Reptiles ? ATP, GPT (menos)
• Aves ? IPP
• Mamíferos ?DPG

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Efecto Bohr

• El incremento de ácidos o CO2 disminuye el pH del
  plasma y mueve la curva de disociación de la Hb
  hacia la derecha.
• ? un aumento de CO2 promueve una mayor entrega de
  O2 a los tejidos a igual PO2.
• Efecto Bohr Dlog P50/DpH

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(No Transcript)
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EFECTO BOHR

• Está en función del peso corporal.
• La Hb de un ratón es más pH sensible que la de un
  elefante.
• El efecto Bohr, junto con el efecto Root,
  influyen en el transporte de O2 más no en el
  transporte de CO2.

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EFECTO ROOT

• Ocurre principalmente en peces.
• Es la reducción máxima de la saturación de O2 que
  puede ocurrir en presencia de un efecto Bohr muy
  marcado.
• La curva se corre tanto hacia la derecha que ya
  no se satura bien.
• Teleosteos ? favorece la entrega de O2 a las
  vejigas natatorias.

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Curva de disociación del O2 en Salmo gairdneri a
diferentes niveles de CO2 y a diferentes
temperaturas. Randall (1970).
24
Afinidad de la Hb por el O2 en PECES
(regulación mediada por catecolaminas)
PO2
NE, EP
VE
SatO2
Na /H
pH
Af Hb O2
ATP
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TRANSPORTE DE CO2 EN SANGRE
Fisiología Comparada 2006 - I

• Fabiola León Velarde
• Dpto. de Ciencias Biológicas y Fisiológicas
• Laboratorio de Transporte de Oxígeno

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TRANSPORTE DE CO2

• Puede ser transportado como
• 1. Disuelto en solución.
• 2. Como HCO3- (80 - 90 en sangre venosa)
• 3. Como carbaminohemoglobina
• pigmento - NH2 CO2 pigmento H
• NHCO-

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CO2 Disuelto

• Obedece a la Ley de Henry.
• CO2 ? . PCO2 PCO2 CO2 / ?
• Es 20 veces más soluble que el O2, por lo que
  disuelto, tiene un papel más significativo en el
  transporte.

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pH y Ecuación de H-H
a.c.

• CO2 H2O H2CO3 HCO3- H
  CO3
• CO2 1 y CO2 1 ? HCO3- 20 a
  pH 7.4
• H2CO3 1000 HCO3- 20 H2CO3 1 pK
  6.1
• pH pK log HCO3- 24 log 20 1.3
• H2CO3 1.2
• pH 6.1 1.3 7.4

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ANHIDRASA CARBÓNICA

• Si bien NO es un factor crítico en el transporte
  de CO2, SI participa de manera importante en el
  equilibrio ácido-básico.
• A menor tamaño, mayor concentración de anhidrasa
  carbónica en sangre para acelerar el transporte
  de CO2.
• Permite una formación inmediata de HCO3- H en
  sangre, lo que genera un acelerado efecto Bohr.
• Es importante en todo tejido, donde ocurre
  transporte de iones riñones, páncreas,
  glándulas salivales.

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CO2 EN TEJIDOS

• La Hb desoxigenada tiene mayor afinidad por los
  H (la curva se mueve hacia la derecha y entrega
  más O2 a igual PO2).
• Disminuye la afinidad de la Hb por el O2. Aumenta
  la capacidad para liberar O2.
• CO2 H2O
  H2CO3
• HHbCO2 HCO3-
  H
• (NHCOO-) Cl-
• HHb

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CO2 EN PULMONES

• El CO2 es espirado, y aumenta la afinidad de la
  Hb por el O2
• 
  CO2
• HbO2
• H HCO3- H2CO3 CO2
• HbO2 Cl- H2O
• HCO3-

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TRANSPORTE DE CO2

• Pulmones El CO2 total se reduce entre 6 - 8
  en los pulmones.
• Branquias El CO2 total se reduce entre 10 -
  20
• El transporte se complica en los animales
  acuáticos porque este no solo se elimina como CO2
  molecular, sino también como HCO3- y H.
• En los salmones el intercambio de NaCl- por
  HCO3- y H da cuenta del 10 del CO2 excretado.

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RESPIRACION y pH
pH HCO3- PCO2 mM/L mmHg Trucha 7.81 5
1.5 Tortuga 7.79 50 23 Regulación del
pH Animales terrestres gt PCO2 pulmón y
riñón Animales acuáticos riñón
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EFECTO HALDANE

• La formación de deoxiHb aumenta la afinidad de la
  Hb por el CO2 70 del efecto Haldane.
• El 30 restante, ocurre cuando los H son
  amortiguados por la Hb a medida que el CO2 se
  desprende, formando más HCO3-.
• Este efecto favorece tanto la toma de CO2 en los
  capilares tisulares, como su eliminación en los
  órganos respiratorios.
• No se ha demostrado en los elasmobranquios.

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EFECTO DE HALDANE

• CO2
• Tejido
• Arteria
• 60 PO2 40 y Sat 75
• 50 PO2 100 y Sat 98
• 10 20 30 40 50 60 70
  80 PCO2

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EFECTO DE LA TEMPERATURA

• Cont. CO2
• 35 oxigenada
• deoxigenada 25oC
• 30 35oC
• ? temperatura
• 25 ? pK de Hb ?
• ? efecto tampón de la Hb
• ? HCO3- sangre
• 20 10 30 50 70
  90 PCO2