Efeito Haldane - Haldane effect

O efeito Haldane é uma propriedade da hemoglobina descrita pela primeira vez por John Scott Haldane , dentro da qual a oxigenação do sangue nos pulmões desloca o dióxido de carbono da hemoglobina, aumentando a remoção do dióxido de carbono. Conseqüentemente, o sangue oxigenado tem uma afinidade reduzida pelo dióxido de carbono. Assim, o efeito Haldane descreve a capacidade da hemoglobina de transportar maiores quantidades de dióxido de carbono (CO 2 ) no estado desoxigenado em oposição ao estado oxigenado. Uma alta concentração de CO 2 facilita a dissociação da oxihemoglobina.

Carbaminohemoglobina

O dióxido de carbono viaja pelo sangue de três maneiras diferentes. Uma dessas formas é ligando-se a grupos amino , criando compostos carbamino . Os grupos amino estão disponíveis para ligação nos terminais N e nas cadeias laterais de resíduos de arginina e lisina na hemoglobina. Quando o dióxido de carbono se liga a esses resíduos, a carbaminohemoglobina é formada. Esta quantidade de carbaminohemoglobina formada é inversamente proporcional à quantidade de oxigênio ligada à hemoglobina. Assim, na saturação de oxigênio mais baixa, mais carbaminohemoglobina é formada. Essas dinâmicas explicam a diferença relativa na afinidade da hemoglobina pelo dióxido de carbono, dependendo dos níveis de oxigênio, conhecido como efeito Haldane.

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Os resíduos de histidina na hemoglobina podem aceitar e atuar como tampões . A hemoglobina desoxigenada é um aceptor de prótons melhor do que a forma oxigenada.

Nos glóbulos vermelhos, a enzima anidrase carbônica catalisa a conversão do dióxido de carbono dissolvido em ácido carbônico , que se dissocia rapidamente em bicarbonato e um próton livre :

CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3 → H + + HCO 3 -

Pelo princípio de Le Chatelier , qualquer coisa que estabilize o próton produzido fará com que a reação se desloque para a direita, portanto, a afinidade aumentada da desoxihemoglobina pelos prótons aumenta a síntese do bicarbonato e, consequentemente, aumenta a capacidade do sangue desoxigenado para o dióxido de carbono. A maior parte do dióxido de carbono no sangue está na forma de bicarbonato. Apenas uma pequena quantidade é realmente dissolvida como dióxido de carbono, e a quantidade restante de dióxido de carbono é ligada à hemoglobina.

Além de aumentar a remoção do dióxido de carbono dos tecidos consumidores de oxigênio, o efeito Haldane promove a dissociação do dióxido de carbono da hemoglobina na presença de oxigênio . Nos capilares do pulmão ricos em oxigênio, essa propriedade causa o deslocamento do dióxido de carbono para o plasma à medida que o sangue com baixo teor de oxigênio entra no alvéolo e é vital para a troca gasosa alveolar .

A equação geral para o Efeito Haldane é:

H + + HbO 2 ⇌ H + Hb + O 2 ;

No entanto, essa equação é confusa, pois reflete principalmente o efeito Bohr . O significado desta equação reside em perceber que a oxigenação da Hb promove a dissociação de H + da Hb, o que muda o equilíbrio do tampão de bicarbonato para a formação de CO 2 ; portanto, o CO 2 é liberado dos eritrócitos.

Significado clínico

Em pacientes com doença pulmonar, os pulmões podem não ser capazes de aumentar a ventilação alveolar em face do aumento da quantidade de CO 2 dissolvido .

Isso explica parcialmente a observação de que alguns pacientes com enfisema podem ter um aumento de P a CO 2 (pressão parcial de dióxido de carbono dissolvido na artéria) após a administração de oxigênio suplementar, mesmo que o conteúdo de CO 2 permaneça igual.

Veja também

Referências

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