RespiraciónRespiración

Tienen tres fases:Tienen tres fases:

1. Intercambio en los 1. Intercambio en los pulmonespulmones..2. El transporte de gases.2. El transporte de gases.3. La respiración en las células 3. La respiración en las células y tejidos.y tejidos.

FORMAS QUIMICAS EN QUE SE FORMAS QUIMICAS EN QUE SE TRANSPORTA EL DIOXIDO DE CARBONOTRANSPORTA EL DIOXIDO DE CARBONO

_En estado disuelto

_En forma de ion bicarbonato

_En combinación con la hemoglobina y con las proteínas plasmáticas: carbaminohemoglobina

Intercambio de gases: Intercambio de gases: Presión parcialPresión parcial

Región Aire Alveolo Arteria Intersticio Célula Vena

O2 160 100 95 40 35 40

CO2 0,3 40 40 45 46 45

Presión parcial de gases, a nivel del mar, en distintas regiones o partes del organismo [mm Hg]

Transporte de oxígeno y dióxido de carbono

TRANSPORTE DE OXÍGENO DESDE TRANSPORTE DE OXÍGENO DESDE LOS PULMONES A LOS TEJIDOSLOS PULMONES A LOS TEJIDOS

EL OXÍGENO SE DIFUNDE:

Desde los alveolos

porque la PO en los alveolos es mayor que la PO en la sangre ₂ ₂capilar pulmonar

_En otros Tejidos del cuerpo la PO en la sangre capilar es mayor y₂ hace que el oxígeno difunda hacia los tejidos

_Cuando el oxígeno se ha metabolizado para formar CO2

la PCO intracelular₂ Difusión hacia los capilares tisulares

Difusión hacia los capilares tisulares

hacia la sangre capilar pulmonar

hacia la sangre capilar pulmonar

El transporte de oxígeno en solución y con la hemoglobina se describe con 5 índices:

1. Capacidad de transporte de oxígeno: cantidad máxima de oxígeno que puede ser transportada por la hemoglobina.

1.35 mL O2/g de Hb * 150 g Hb/L sangre = 202.5 mL de O2/ L sangre (20.3 mL/dL)

2. Contenido de oxígeno: cantidad de oxígeno unido realmente a la hemoglobina.

3. Contenido total de oxígeno: cantidad de oxígeno unido a la hemoglobina y disuelto.

Sangre arterial:

196 mL de O2/l sangre + 3 mL de O2/ litro de sangre = 199 mL O2/ l sangre

Sangre venosa:

150.8mL de O2/l sangre + 1.2 mL de O2/l sangre= 152 mL O2/l sangre

4. Porcentaje de saturación: relación entre la cantidad de oxígeno efectivamente unido a la hemoglobina y la cantidad máxima de oxígeno que puede ser unida. Contenido de O2/ capacidad de O2 * 100

5. Presión de oxígeno: en la sangre arterial > 90 mmHg, en la sangre venosa mixta 40 mmHg. Dra. Adriana Suárez MSc. Profesora Dra. Adriana Suárez MSc. Profesora

AsociadaAsociada

EritrocitosEritrocitos• Importantes en transporte de oxígeno y dióxido de carbono

• 30% de su peso corresponde a hemoglobina (33g/dL)

•Contienen anhidrasa carbónica

•Intercambiador Cl- - HCO3

-

Tetrámero de 68 kDa. Cada monómero: un grupo heme y la globina: 2 cadenas alfa 2 cadenas beta

Grupos heme Fe +2 (ferroso)

Fe +3 (férrico) : metahemoglobina no liga oxígeno

Cada molécula de hemoglobina se une a 4 moléculas de O2

1g Hb lleva 1.35 mL O2

Estado R tiene 150 veces más afinidad por el O2 que el T

Oxihemoglobina: Hb4O2

Desoxihemoglobina: Hb + 4O2

HemoglobinaHemoglobina

HEMOGLOBINAHEMOGLOBINA

• Es el principal componente de los eritrocitos.Es el principal componente de los eritrocitos.

• Es la proteína responsable del transporte eficaz de los gases OEs la proteína responsable del transporte eficaz de los gases O22 y y COCO22

• La concentración de Hemoglobina se define como la cantidad del La concentración de Hemoglobina se define como la cantidad del pigmento presente en 100 ml de sangre. pigmento presente en 100 ml de sangre. • Valor de referencia es:Valor de referencia es:

- en el hombre: 15.4gr% - en el hombre: 15.4gr% - en la mujer: 13.8gr%- en la mujer: 13.8gr%

• A concentraciones normales de HbA concentraciones normales de Hb:: el total del volumen sanguíneo el total del volumen sanguíneo transporta 210 ml de Otransporta 210 ml de O22,es decir que cada gramo de Hb es capaz de ,es decir que cada gramo de Hb es capaz de transportar 1.34 ml de Otransportar 1.34 ml de O22..

• Sus variaciones fisiológicas concuerdan más o menos con las Sus variaciones fisiológicas concuerdan más o menos con las descriptas para el número de eritocitos.descriptas para el número de eritocitos.

• Estructura común a todos los mamíferos.

• Lugar de síntesis: eritrocitos.

• Es una proteína conjugada oligomérica constituida por 4 subunidades.

• PM aproximado: 68.000.

• Formada por dos componentes:1. Grupo HEMO: derivado porfirínico que contiene el

átomo de Fe indispensable para el transporte de O2,constituye el núcleo prostético .

2. GLOBINA:proteína conjugada oligomérica formada por 4 subunidades, cada una unida a un grupo HEMO.

ESTRUCTURA DE LA HEMOGLOBINAESTRUCTURA DE LA HEMOGLOBINA

Hemoglobina: Formado por un anillo Hemoglobina: Formado por un anillo porfirínico con un centro de Fe (II) que porfirínico con un centro de Fe (II) que posee como quinto ligando un residuo de posee como quinto ligando un residuo de histidina (grupo Hemo)histidina (grupo Hemo)

Características del centro activo Características del centro activo

Mioglobina Mioglobina

0,4 A

2,04 ACabe Fe II bajo spin

Fe III bajo spin

(2H+)Hb + O2 + 60 H2O [Hb(O2)4] + 2H+

La coordinacion de O2 se ve afectada por el pH (efecto Bohr), además de por la presencia de CO2 y H2C(PO4

2-)COO-

(aloterismo heterogéneo).

Hemoglobina Hemoglobina Fe Fe

Fe

Fe

O2

O2 O2

O2

HEMOGLOBINA

Hemoglobina Hemoglobina

Forma tensa (T) Forma relajada (R)

Tiene una afinidad por O2 menor que la Mb (predomina la forma desoxi)

Tiene una afinidad por O2 similar a la Mb

La escasa afinidad de T por O2 se debe a impedimentos estericos

SÍNTESIS DE HEMOGLOBINASÍNTESIS DE HEMOGLOBINA

LOCALIZACIÓN: LOCALIZACIÓN: orgános eritropoyéticos orgános eritropoyéticos en en células células eritrocíticas principalmente y escasamente en reticulocitos eritrocíticas principalmente y escasamente en reticulocitos circulantes. circulantes.

SÍNTESIS DEL HEMO: se necesita no solo para Hb sino para SÍNTESIS DEL HEMO: se necesita no solo para Hb sino para citocromos, catalasas y peroxidasas.citocromos, catalasas y peroxidasas.

sustrato: glicina y succinil-CoA. sustrato: glicina y succinil-CoA.

FeFe+2+2 llega desde el plasma llega desde el plasma ((transferrinatransferrina),), atraviesa la membrana atraviesa la membrana del GR en desarrollo y es captado la sideroglobulina. Es del GR en desarrollo y es captado la sideroglobulina. Es incorporado al HEMO ya sintetizado. incorporado al HEMO ya sintetizado.

Los GR nucleados tienen depósitos FeLos GR nucleados tienen depósitos Fe+2+2 en gránulos de ferritina. en gránulos de ferritina.

SÍNTESIS DE GLOBINA:retículo endoplásmico rugoso de SÍNTESIS DE GLOBINA:retículo endoplásmico rugoso de células de los tejidos eritropoyéticoscélulas de los tejidos eritropoyéticos

CATABOLISMO DE LA HEMOGLOBINACATABOLISMO DE LA HEMOGLOBINA

Los GR envejecidos son destruidos en el Los GR envejecidos son destruidos en el

SISTEMA RETICULOENDOTELIAL (SER):SISTEMA RETICULOENDOTELIAL (SER):

- la GLOBINA se separa de la molécula de - la GLOBINA se separa de la molécula de Hemoglobina.Hemoglobina.- el grupo HEMO es transformado en BILIVERDINA.- el grupo HEMO es transformado en BILIVERDINA.

La BILIVERDINA es convertida en BILIRRUBINA y se La BILIVERDINA es convertida en BILIRRUBINA y se excreta por bilis.excreta por bilis.

El Fe del HEMO es reutilizado en la síntesis de nueva El Fe del HEMO es reutilizado en la síntesis de nueva Hemoglobina.Hemoglobina.

FORMACIÓN Y DESTRUCCIÓN DE LOS ERITROCITOSFORMACIÓN Y DESTRUCCIÓN DE LOS ERITROCITOS

CIRCULACIÓN

3 x 1013 eritrocitos

900 g de Hemoglobina

MÉDULA ÓSEA

SISTEMA RETÍCULO -

ENDOTELIAL

HIERRO

DIETA

AMINOÁCIDOS

Pigmentos biliares en

heces, orina

Pequeña cantidad de

Hierro

1 x 1010 GR

0.3 g de Hb por hora

1 x 1010 GR

0.3 g de Hb por hora

Control Químico De La Control Químico De La Respiración.Respiración.

Detectan:Detectan:– AUMENTO DE PCO2 (hipercapnia)AUMENTO DE PCO2 (hipercapnia)– DISMINUCIÓN DE O2 (hipoxia)DISMINUCIÓN DE O2 (hipoxia)– AUMENTO DE HAUMENTO DE H++ (acidosis) (acidosis)

Tipos:Tipos:– Centrales: HCentrales: H+. +.

– Periféricos: PO2, PCO2, HPeriféricos: PO2, PCO2, H++, Flujo sanguíneo, , Flujo sanguíneo, temperaturatemperatura

Control Químico De La Control Químico De La Respiración.Respiración.

COCO22 O O HH++

Estimula fundamentalmente al propio centro Estimula fundamentalmente al propio centro respiratorio, y aumenta mucho las señales respiratorio, y aumenta mucho las señales inspiratorias y espiratorias a los músculos inspiratorias y espiratorias a los músculos respiratorios.respiratorios.

El El O2O2 actúa sobre actúa sobre quimiorreceptores periféricos.quimiorreceptores periféricos.

Situados en los cuerpos Situados en los cuerpos carotideos y aórticos, y éstos a su carotideos y aórticos, y éstos a su vez transmiten las señales vez transmiten las señales nerviosas oportunas al centro nerviosas oportunas al centro respiratorio para el control de la respiratorio para el control de la respiración.respiración.

Centrales Periféricos

aorta

Carótidas

Detectan cambios en PO2

Detectan cambios en PCO2 de forma directa

No detectan cambios en PO2

Detectan cambios en PCO2

de forma indirecta (por cambios de pH)

QuimiorreceptoresQuimiorreceptores

Sistema de control de la actividad Sistema de control de la actividad respiratoria por los quimiorreceptores respiratoria por los quimiorreceptores

periféricos: papel del oxígeno en el control periféricos: papel del oxígeno en el control respiratorio.respiratorio.

CUERPOS CAROTÍDEOSCUERPOS CAROTÍDEOS.. Mayor efecto sobre la respiración.Mayor efecto sobre la respiración.

Tienen células tipo I (glomus) y tipo II (de sostén).Tienen células tipo I (glomus) y tipo II (de sostén).

Las células tipo I se estimulan por la hipoxia en especial.Las células tipo I se estimulan por la hipoxia en especial.

CUERPOS AÓRTICOS.CUERPOS AÓRTICOS. Son similares, pero sin respuestas al pH.Son similares, pero sin respuestas al pH.

• Por tanto, siempre están expuestos a sangre arterial y no venosa.