Difusão e Sangue Vermelho

Pela Dra. Catherine Shaffer, Ph.D. Reviewed by Chloe Barnett, BSc

Animais respiratórios de oxigénio, após os quais deve ser administrado a todos os órgãos do corpo. Este processo envolve células vermelhas do sangue e difusão.

Crédito: eyeretina/Shuttertstock.com

Células vermelhas do sangue

Células vermelhas do sangue (hemácias) são um tipo de célula do sangue cujo papel é transportar oxigênio dos pulmões para os tecidos periféricos do corpo. O oxigênio se difunde dos alvéolos dos pulmões para as hemácias, onde se liga à hemoglobina. Uma molécula de hemoglobina pode ligar quatro moléculas de oxigênio (O2).

A pressão parcial de oxigênio determina a afinidade da hemoglobina com o oxigênio. Nos pulmões, a pressão parcial de oxigênio é alta, e a hemoglobina tem uma afinidade alta com o oxigênio. Em outros tecidos, a pressão parcial de oxigênio é menor, e a hemoglobina libera suas moléculas de oxigênio.

Esta diferença de afinidades é importante para que o oxigênio seja fornecido onde ele é necessário. Os glóbulos vermelhos têm a forma de um disco achatado, gerando uma ampla área superficial para a difusão do oxigênio. Como seu único propósito é transportar oxigênio por todo o corpo, eles não possuem muitas estruturas celulares típicas, incluindo um núcleo.

Hemoglobina

Células de sangue vermelhas são preenchidas com hemoglobina. A hemoglobina é uma proteína globular composta por quatro cadeias de polipeptídeos com um grupo ligante de ferro chamado heme em cada cadeia. O grupo heme tem afinidade pelo oxigênio e quando o oxigênio está presente é vermelho, mas quando falta oxigênio é azulado. A hemoglobina também liga o dióxido de carbono residual para seu retorno aos pulmões, mas isso não ocorre em seu local de ligação heme.

Hemoglobina fetal

Um feto em desenvolvimento recebe oxigênio através do suprimento sanguíneo da mãe. A hemoglobina fetal tem maior afinidade pelo oxigênio do que o sangue materno, para que o oxigênio seja transferido com sucesso dos glóbulos vermelhos maternos através da placenta para os glóbulos vermelhos fetais.

A razão pela qual a hemoglobina fetal tem maior afinidade pelo oxigênio é que ela não tem a capacidade de interagir com o 2,3-bisfosfoglicérato (2,3-BPG), o que nas células adultas reduz a afinidade pelo oxigênio. A diferença é devida a uma única mudança de aminoácidos na bolsa de ligação 2,3-BPG.

Difusão dentro das hemácias

A taxa na qual as hemácias podem trocar oxigênio e dióxido de carbono é uma medida da aptidão das células. Para a troca de gases, as células são submetidas a uma série de etapas, incluindo a permeação dos gases através da membrana celular e a ligação da hemoglobina. No caso do CO2, as moléculas são convertidas em íons HCO3- e íons H+.

Os íons HCO3- são transportados pelo trocador de ânions, AE1, e os íons H+ são tamponados pela hemoglobina. A difusão citoplasmática dentro da célula liga todos estes processos. A eficiência da troca gasosa depende do transporte da membrana facilitada por proteína, incluindo o transporte de íons HCO3- por AE1 e permeação gasosa assistida por proteína de membrana.

A forma achatada das hemácias facilita a troca gasosa, aumentando a relação superfície/volume e reduzindo o comprimento do trajeto para a difusão citoplasmática e, assim, reduzindo os atrasos introduzidos pela difusão citoplasmática. No entanto, essas vantagens foram consideradas modestas.

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Escrito por

Dr. Catherine Shaffer

Catherine Shaffer é uma escritora freelancer de ciência e saúde de Michigan. Ela tem escrito para uma grande variedade de publicações comerciais e de consumo sobre tópicos de ciências da vida, particularmente na área de descoberta e desenvolvimento de drogas. Ela tem doutorado em Química Biológica e começou sua carreira como pesquisadora de laboratório antes de fazer a transição para a escrita científica. Ela também escreve e publica ficção, e em seu tempo livre gosta de yoga, ciclismo, e cuidar de seus animais de estimação.

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