O
sangue do ser humano transporta diariamente o equivalente a 600
litros de oxigênio dos pulmões aos tecidos, mas pouco
deste oxigênio é transportado no plasma sangüíneo
porque ele é muito solúvel em soluções
aquosas. Quase todo o oxigênio transportado pelo sangue está
ligado à hemoglobina. Os eritrócitos ao passarem pelos
pulmões têm suas moléculas de hemoglobinas saturadas
em 96% de oxigênio (oxiemoglobina do sangue arterial) que
serão gradualmente liberados para os tecidos. No sangue venoso
que retorna ao coração a hemoglobina está apenas
64% saturada de oxigênio. Assim, o sangue que passa através
dos tecidos libera perto de um terço do oxigênio que
transporta.
As propriedades especiais da molécula de
hemoglobina que a transforma em um transportador tão eficiente
podem ser entendidas pela comparação das curvas de
ligação do oxigênio, ou curvas de saturação
do O2 da hemoglobina e mioglobina (figura 3.16). Essas curvas mostram
os graus de saturação de oxigênio quando mioglobina
e hemoglobina estão no sangue venoso e arterial. A mioglobina
tem maior afinidade pelo oxigênio que a hemoglobina. Ela está
quase 100% saturada em pressões parciais de oxigênio
medida em milímetros de mercúrio (pO2 / mm Hg) quando
o pO2 é de 15 mmHg ou 1,5 kPa, enquanto a hemoglobina requer
pO2 de 35 mmHg ou 3,5 kPa para obter 50% de saturação.
Quando o hemoglobina se oxigeniza no sangue arterial seu grau de
saturação é de 95%, e à medida que começa
a distribuição do oxigênio para as células
teciduais o faz de forma lenta até passar ao sangue venoso.
No sangue venoso a liberação do oxigênio é
muito rápida e eficiente, fato que faz com que a saturação
de oxigênio de 75% em pO2 de 50 mmHg (do músculo em
repouso) diminui rapidamente para menos de 10% de saturação
em pO2 de 15 mmHg, numa curva tipo sigmóide. Assim, a curva
sigmóide de saturação da hemoglobina revela
uma adaptação molecular para a sua função
de transporte nos eritrócitos, assegurando a ligação
e a liberação do oxigênio para as células
teciduais. Esse fato indica que a mioglobina tem alta afinidade
pelo oxigênio em comparação com a hemoglobina.
Conforme mostra a figura 3.16, o gráfico da curva de saturação
da mioglobina pelo oxigênio é do tipo hiperbólica
simples, fato decorrente da ação de massa do oxigênio
no equilíbrio mioglobina + O2

Oxi Mb. Em contraste, a afinidade da hemoglobina diminui rapidamente
à medida que se transforma de oxiHb ® desoxiHb, fato
que caracteriza a curva sigmóide que se acentua no sangue
venoso. O formato sigmóide tem uma explicação
físico-química da afinidade da hemoglobina pelo oxigênio.
A figura 3.17 representa cada uma das quatro subunidades de globinas
(duas alfa ou
a 2 e duas beta
ou
b 2) se ligando independentemente
com a molécula de oxigênio (O2). Assim, o processo
fisiológico da oxigenação da hemoglobina ocorre
em quatro estágios seqüentes. No primeiro estágio,
a molécula está desoxigenada e a molécula de
2,3 – difosfoglicerato (2,3-DPG) está inserida entre
as duas subunidades de globina beta; no estágio seguinte,
inicia-se a oxigenação dos grupos heme das duas globinas
alfa, primeiro um e depois o outro; o terceiro estágio se
caracteriza pelo ajustamento da conformação tetramérica
provocado pelo processo de oxigenação que, ao se completar
nos grupos heme das globinas alfa, começa a abranger as globinas
beta. O movimento de adaptação a esse processo é
provocado pela aproximação entre as globinas beta
e a desacomodação do 2,3 DPG, que é expelido
para fora. Finalmente, o último estágio se deve pela
oxigenação dos grupos heme das globinas beta, inicialmente
uma e depois a outra, completando a oxigenação da
molécula de hemoglobina.
A oxigenação da molécula
de hemoglobina também depende do pH e da concentração
de CO2; o aumento de CO2 induz a liberação de oxigênio
pela hemoglobina, cujo processo é conhecido por efeito Bohr.
Esse desempenho bioquímico se deve quando a curva de dissociação
de oxigênio (curva sigmóide) em pO2 de 50 mmHg (ou
P50) é afetada pelo metabolismo tecidual e pH sangüíneo.
Quando o metabolismo tecidual está aumentado são liberados
produtos ácidos capazes de causar a queda de pH (acidose)
e assim a curva sigmóide é mudada à direita,
permitindo maior liberação de oxigênio para
os tecidos. Por outro lado, quando há elevação
do pH sangüíneo (alcalose) a curva sigmóide se
move para a esquerda, diminuindo a liberação de oxigênio
para os tecidos.
A curva de dissociação de oxigênio
também varia em situações específicas:
a) O 2,3-DPG, encontrado em grande quantidade nos eritrócitos
e em pequenas quantidades nos tecidos, desvia a curva para a direita,
diminuindo a afinidade da hemoglobina pelo oxigênio;
b) A afinidade da molécula isolada de Hb S pelo oxigênio
é a mesma que a da Hb A, porém os eritrócitos
falciformes contêm mais 2,3-DPG do que os normais e, consequentemente,
diminuem sua afinidade ao oxigênio.
c) A Hb Fetal tem maior afinidade pelo oxigênio do que a Hb
A, provavelmente devido ao fato do 2,3-DPG não se ligar às
globinas gama;
d) A Hb H, constituída por quatro globinas beta, tem afinidade
pelo oxigênio 12 vezes maior que a Hb A;
e) Há muitas hemoglobinas variantes que apresentam afinidade
aumentada pelo oxigênio – Hb Bethesda, Hb Luton, entre
outras – e Hb variantes que apresentam baixa afinidade pelo
oxigênio, como é o caso da Hb Kansas.