Hemoglobina - Tratado de fisiologia Medica PDF

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HEMOGLOBINA     

Sintetizada en los glóbulos rojos que son sintetizados en la medula Es una proteína encargada del transporte de oxigeno ( para evitar daños “oxidación”) VALOR: 11-16 mg/dL HCM= [Hb] x eritrocito VCM= Tamaño de eritrocito

ERITROCITO     

No tiene orgánulos celulares, no biosíntesis 7-8 micrometros Vida media: 120 días Se necesita NADPH para mantener el estado de óxido reducción de la Hb Un eritrocito contiene varias moléculas de hemoglobina, por ser bicóncavo

¿Qué se necesita para tener hemoglobina? 1. Sintesis del grupo hemo (4): glicina, hierro, acido fólico y vitamina B12 2. Sintesis de las globinas: aminoácidos, cromosoma 11 y 16 codifican las cadenas de las globinas de la Hb Deficiencias nutricionales (hierro…) disminuye eficiencia de la hemoglobina porque no se sintetiza bien el grupo hem ESTRUCTURA DE LA HEMOGLOBINA  Estructura cuaternaria unida por puentes de hidrogeno o fuerzas de van der vargs  Tetrámero  2 subunidades alfa y 2 subunidades beta (proteicas)  En la parte central, 4 pirrones con 1 hierro. [HEM] El grupo hem es el encargado del transporte de oxigeno en cada pirrol. Por cada pirrol se transporta 1 oxigeno. 1 hemoglobina transporta 4 atomos de oxigenos El grupo Hem esta en la parte hidrofobica para mantener el oxigeno

GRUPO HEMO       

No proteico Da el color rojo a la sangre (Fe) ya que el hierro se oxida cuando acepta el oxigeno 4 anillos pirrolicos, ferroporfirina 1 hierro central en estado ferroso Fe++ (capta o2) Estructura cíclica con dobles enlaces ( estable pero se puede romper con la luz) Síntesis en las mitocondrias Cuando se degrada: bilirrubina no conjugado, conjugado (color morado y azul)

Para la captación de hierro intestinal: ferretina y transferrina Disminuye captación cuando: el ph del estomago no es tan acido (omeprazol), deficiencia de vitamina c, mutaciones en las enzimas. TIPOS DE HEMOGLOBINA TIPO A Predominante en el adulto. 2 cadenas alfa y 2 cadenas beta, 98-99% en el cuerpo del adulto TIPO S falciforme FETAL 2 ESTADOS: por los enlaces debiles  RELAJADO Capta O2 (oxigenada)  DENSO/TENSO no capta O2 (desoxigenada) La transición de relajado a tenso depende de la regulación alosterica del paso: midiendo presion de o2 y co2, temperatura, Ph y concentraciones de bisfosfoglicerato (proteína reguladora alostericamente) [cambian afinidad por O2]

CROMOSOMA 11, 16 CODIFICA LAS CADENAS DE LAS GLOBINAS DE LA HB 11: DE LA BETA HEMOBLOBINA. Gen beta es el que se expresa en la Hb adulta 16: DE LA ALFA GLOBINA. alfa 1,2 se expresan mas 9: hemoglobina S LOS GENES TIENEN DIFERENTE AFINIDAD POR EL OXIGENO. Se pueden tener variaciones de los genes de hb. DESARROLLO EMBRIONARIO DE LA HB

EMBRION: 3 tipos de hemoglobina: portland (2 gamma2landa) y bowel (2land2epsilon) Fetal: A partir de los 4 meses de embarazo hasta los 6 meses después del nacimiento. Estructura alfa2gama2 El primer día del nacimiento: 75% fetal 25% adulta Luego de los 6 meses: 98% adulto y menos del 1% fetal/ portland ADULTO: alfa2beta2 – alfa2delta2 La Hb fetal tiene más afinidad por el o2 que la Hb adulta  por restricción de la placenta (limitado por difusión), se capta eficientemente pero se libera menos en tejidos periféricos (retenido mas tiempo)  Si hay persistencia de hb fetal en sangre: patologico porque oxigena menos eficientemente  La hb adulto es más afín al CO2 pero los reguladores alostericos permiten que en un momento se captan mas oxígenos EMBRION capta más O2 ADULTO Libera más O2 en tejidos. Si hay persistencia de Hb fetal= hipoxia, capta mas pero oxigena menos

REGULADORES ALOSTERICOS Para unión (afinidad) del oxígeno a la Hb 1. presión de O2 Alosterico + A partir del pulsoximetro: ↑luz infrarroja↑ [o2] SATURACION DEL O2 DEPENDE DE LA ALTURA DEL NIVEL DEL MAR A nivel del mar: 96% Hb (unido o2 a hemoglobina) A mas altura: 94% Hb saturado OJO: nunca la saturación de la hb debe ser menor a 92% El oxígeno llega al grupo hem, se RELAJA la hemoglobina. -Si ↑la cantidad de oxígeno↑ la hemoglobina relajada por cambios alostericos conformacionales que induce a las globinas a permitir el ingreso de más O2. Hb con 4 oxígenos esta relajada - Si disminuye la PO2 en tejidos, se modifica la oxigenación 2. presión de CO2 AlostericoLa PCO2 arterial= 40 y la Po2 arterial= 90. En tejidos PCO2=45 que pasa a la sangre y lo elimina por la respiración - A mayor PCO2, mayor afinidad de la Hb por el CO2 estado tenso, menor afinidad por el O2 pero entrega más eficientemente O2 a los tejidos

A menor temperatura, se necesita de menos ATP, menos consumo de O2 por parte de los tejidos, metabolismo basal disminuye  la hemoglobina se mantiene retenida el O2 en el GR: aumenta la afinidad por el O2 y se libera menos O2 por parte de la Hb - menos de 34 grados disminuye entrega, aumenta afinidad. Hb relajada - mayor temperatura  Hb entrega más O2 y disminuye afinidad. 4. PH Alosterico Efecto Bohr: capacidad de la Hb de aceptar h+ Hb- los H se unen Acidemia: Saturación de o2 disminuida. Cuando hay un exceso de protones en sangre, disminuye afinidad por O2, entrega más eficientemente a tejidos.

5. Bisfosfoglicerato Alosterico – Es un producto durante la glicolisis anaerobia en el eritrocito El bisfosfoglicerato aumenta los niveles en la glicolisis “Se une con mayor afinidad a la hemoglobina desoxigenada cercana a los tejidos. Disminuye la afinidad de ésta por el oxígeno, favoreciendo la liberación de este gas en los tejidos más necesitados de él.” -

Fumadores crónicos: Carboxihemoglobina. Aumenta la [bisfosfoglicerato] en compensación al poco O2 que se une a Hb sea entregado Altura: a mayor altura, mayor bisfosfoglicerato en sangre, disminuye afinidad, libera más a tejidos que la necesites

 ACLIMATACION: Aumenta hematocrito, aumenta hemoglobina, aumenta bisfosfoglicerato (8-15 días)  EDEMA PULMONAR AGUDO DE LAS ALTURAS “SOROCHE” mecanismo fisiológico y bioquímico  BUSOS Mecanismos de adaptación físicos de buzos de apnea (Ph T Pco2 Po2 bisfosfo)  Que pasa si un buso de profundidad sube rápidamente ( afinidad de O2)  embolia gaseosa por el nitrógeno que se vuelve gas por la presion FIO2 el porcentaje del oxígeno inspirado que recibe el paciente. El FiO2 es la porción de O2 que se encuentra contenida en el gas que se suministra. (Constante a diferentes alturas, siempre 21% pero se puede manipular)  VENTURIS para ajustar la presión de O2 Azul= 24% Amarillo= 28% Blanco= 31% Verde= 35% Rosado= 40% Naranja= 50% ¿Qué FIO2 logra lo que se respira en la atmostera 21%? ADAPTACION BUZOS

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Aumenta presion externa, disminuye volumenes pulmonares Aumenta necesidad de consumo de oxigeno Aumenta numero de alveolos reclutados Alcaliniza Ph mediante hiperventilaciones para eliminar co2, sobresatura la sangre de o2 para que se neutralice co2 del desenso Aumenta bisfosfoglicerato

EDEMA PULMONAR DE ALTURA “SOROCHE”  Aumenta altura, disminuye Po2  Aumenta consumo de o2  Aumenta frecuencia repiratoria  Disminuye volumen corriente  Disminuye saturacion de o2  El edema se forma por el aumento de vascularizacion que provoca un transurado (de sangre al alveolo) agua en los alveolos no hay un adeacuado intercambio y el agua se queda ahí  Mas bisfosfoglicerato, pierde afinidad por O2  Si aumenta consumo O2, baja saturacion o2

CURVA P50 DE LA HEMOGLOBINA Presión de oxígeno a la cual se alcanza el 50% de la saturación de la hemoglobina o A menor P50, mayor afinidad (a la izquierda) temperaturas bajas, aumento de la PO2 y alcalinización

o

A mayor P50, menor afinidad ( a la derecha)  temperaturas altas, aumento de la PCO2, aumento del bisfosfoglicerato y PH acido

P50 de la hemoglobina HB A= 26 mmHg HB FETAL= 19 mmHg HB S= 18-20mmHg MIOGLOBINA= 4 mmHg A menor P50, mayor afinidad por el oxígeno, libera menos a tejidos  presión de 20, saturación del 30% A mayor P50, menor afinidad por el oxígeno, libera más a tejidos  presión de 60, saturación del 90% ¿Qué pasaría? hipoxia Saturación en menos de 92%  es necesario ponerle oxigeno CARBOXIHEMOGLOBINA Hemoglobina unida al Co2, alta afinidad por el CO. No capta oxigeno produciendo hipoxia  cianosis Co2 (morada) CO (rosada) METAHEMOGLOBINA Hemoglobina en estado férrico (oxidado)Sin unión a oxígeno, pierde afinidad Unión del oxígeno con la hemoglobina (oxida) pasa de férrico a ferroso Hb saturada al 97%, Po2 de 100mmHg HEMOGLOBINOPATIAS Es un grupo de trastornos en los cuales hay: - Una estructura y producción anormal de la molécula de la hemoglobina. - Presencia de factores alostericos Se transmite de padres a hijos (hereditario). 1. síndromes talasemicos mala producción de Hb  Alfa talasemias Cadenas alfa mutada (16) -mayor: muerte del feto -menor: fatiga, dificultad respirar, piel amarilla, insuficiencia de crecimiento, deformidades en rostro  Beta talasemias Cadenas beta mutada (11) - Mayor: anemia severa - Menor: fatiga, dificultad respirar, piel amarilla, insuficiencia crecimiento… 2. Hemoglobina falciforme (S) gen 11 de la hemoglobina beta hay un cambio en los aminoácidos (cambio de ácido glutámico por valina) ARNm mutado  hemoglobina falciforme mutada. Los glóbulos rojos se deformen y quedan aplastados en forma de oz coágulos, dolores abdominales Síntesis HbS Hb falciforme mutada, se une con Hb alfa no se permite una buena unión y liberación con el oxígeno por parte de las porfirinas. Se forma polímeros de HbS= forma de Oz cuando hay menos oxígeno. El oxígeno no se une y se convierte a oxigeno radical libre (molecular)  peroxida los lípidos que daña la membrana de los GR y este muere. Vuelve la Hb en metahemoglobina con menor capacidad de oxigenación. Cuerpos de Heins (genera agregados en membrana) y se lisa el eritrocito. Tipos de HbS a travez de electroforesis

SE PRODUCE: - Anemias por radicales libres. Macrófagos generan más anemia - Hipoxia - Coagulopatias Trombos - Aumento presión arterial, frecuencia cardiaca, alteraciones acido base, fiebre, dolor en las articulaciones 3. Mutaciones en la secuencia de las globinas No permiten adecuado plegamiento, cambia vida media. Solubilidad alterada que permite que la Hb se agregue 4. Hb inestables (menor vida media, menor oxigenación) se rompen fácilmente 5. Cambios en la afinidad por el O2 (mayor o menor) 6. Metahemoglobinas 7. persistencia de Hb fetal

SINTESIS DE LAS PORFIRINAS dan origen al grupo HEM 1’ Se necesita: 1. Succinil CoA 2. Glicina 9 3. Ácido Folico 12 4. Hierro

ENZIMAS ALA INHIBIDAS POR PLOMO: ANEMIA HIPOCROMICA, no síntesis del grupo hem. Intoxicación por plomo, da porfiria ALA deshidratasa y aguda intermitente

PORFIRIAS Enzimas afectadas↓accion y bloqueadas. 2 tipos: cutáneas y hepáticas 1. ALA- deshidratasa  PLUMBOPORFIRIA, porfiria ALA deshidratasa 2. PBG- desaminasa  PORFIRIA AGUDA INTERMITENTE 3. Uroporfirinogeno cosintetasa 3  PORFIRIA ERITROPOYETICA CONGENITA 4 Uroporinogeno descarboxilasa  PORFITIA CUTANEA TARDA 5. Coproporfirinogeno oxidasa  COPROPORFIRIA HEDERITARIA 6. Protoporfirinogeno oxidasa  PORFIRIA VARIEGATA 7. Ferroquelatasa  PROTOPORFIRIA ERITROPOYETICA Transferrina  transporta hierro Anemia por deficiencia de ácido fólico, B12  anemia megaloblastica y permiciosa. (Glóbulos rojos más grandes) No interviene en la síntesis del grupo hem. PORFIRIAS CUTANEAS (variegata y cutánea tarda) Dan foto sensibilidad porque rayos UV choca con los 2 enlaces del grupo hem, estos vibran y generan calor, produciendo quemaduras en la piel tipo quemadura de cigarrillo, edema, hinchazón y manchas de piel

PORFITIA CUTANEA TARDA también trastornos de alucinación, hipertricosis (Aumento del bello facial)

PORTIRIAS HEPATICAS HEMATOLOGICAS producen anemia, ictericia porque el grupo de las porfirias se convierte en bilirrubina, viceromegalias (hepatomegalia esplenomegalia).Se presentan dolores abdominales por lisis de glóbulos rojos

MEDICAMENTOS QUE DESENCADENAN PORFIRIAS

DEGRADACION DEL GRUPO HEM bilirrubina

1. HEMOXIGENASA convierte el grupo hem en biliverdina 2. BILIVERDINA REDUCTASA convierte la biliverdina en bilirrubina Pigmentos biliares vienen de la degradación del grupo hem EMATOMA VERDE Y AMARILLO  se está convirtiendo el grupo hem en bilirrubina

ICTERICIA relacionada con la conjugación de la bilirrubina 1. pre hepática: hemolisis que incremente concentración de la bilirrubina 2. Intra hepática: afecta funcionamiento del hígado. Hepatitis, obstrucción del hígado 3. Post hepática: fenómenos obstructivos de la vía biliar CAUSAS 1. hemolisis por infección, lisis de células falciformes, alfa y beta talasemias (pueden ser autoinmune/ infecciosa) 2. infecciosas: como accesos hepáticos amebianos, hepatitis viral, medicamentos hepaticotoxicos, errores genéticos de la metabolismo de la bilirrubina: Síndrome de Gilbert Sindrome de ki Dubin jonson Rotor Errores de metabolismo de la bilirrubina ( errores en la UDP transferasa )transportadores Cuales da conjugado y no conjugado 3. Cálculos, parásitos en la vía biliar, medicamentos que induzcan poli estasis o inflamación de la vía biliar HIDROPESÍA FETAL: anticuerpos mama contra RH del niño. El niño muere por hemolisis masiva GERNICTERUS: niños recién nacidos por aumento de bilirrubina no conjugado (liposoluble, se acumula en SNC y genera encefalopatías). RH+ mama y RH- del niño. Lisis de las neuronas

EQUILIBRIO ACIDO- BASE

Electrolito: son aquellas moleculas que en disolución acuosa conducen la corriente eléctrica.. Electrolitos fuertes: son sustancias que conducen bien la electricidad en disoluciones acuosas diluidas. Electrolitos débiles: son sustancias que no conducen bien la electricidad en disoluciones acuosas. No electrolito: son aquellas moleculas que en disolución acuosa no conducen la corriente eléctrica.. Disociación: es el proceso por el cual un compuesto iónico se separa en sus iones en disolución, por ejemplo NaCl. Ionización es el proceso por el cual un se forma un compuesto ionico, por ejemplo HCl. Neutralización: Es una reacción ácido base entre el ácido conjugado y la base conjugada del disolvente anfiprótico.

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Ácido: especie química que cede un protón y al unirse a una base= base conjugada. Base: especie química que acepta un protón y al unirse a un acido= ácido conjugado. Ácido fuerte: Cuando un ácido se disuelve en agua y se ioniza completamente. HCl + H2O H3O+ + ClÁcido débil: cuando un ácido se disuelve en agua y se ioniza parcialmente. CH3COOH + H2O ---------- H3O+ + CH3COOH Base fuerte: cuando una base se disuelve en agua y se disocia completamente. NaOH ------- Na + + OH – Base débil: cuando una base se ioniza parcialmente en agua. NH3 + H2O ------- NH4+ + OH–

FiO2: Fracción inspirada de oxígeno. PaCO2: Presión de dióxido de carbono en sangre arterial. PvCO2: Presión de dióxido de carbono en sangre venosa periférica. PaO2: Presión de oxígeno en sangre arterial.

 Ph sangre: 7.4 (ya que la mayoría de procesos metabólicos generan ácidos “CO2” para amortiguarlo)  Ph estomago: 2 con alimento, 4 sin alimento  Ph saliva: 7.2  Ph orina: 5-6 (excreción de ácidos no volátiles) LUGARES QUE PRODUCEN ACIDO EN EL CUERPO Estómago, musculo, hígado LUGARES QUE PRODUCEN BASES EN EL CUERPO Páncreas, riñón

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ACIDO VOLATIL se elimina por respiración (CO2) ACIDO NO VOLATIL Se elimina por riñón, piel (cc, H)

ORGANOS QUE FORMAN ACIDOS MUSCULO ESTOMAGO RIÑON HIGADO

ORGANOS QUE FORMAN BASES PANCREAS RIÑON

CO2 (VOLATIL)+H2O + ANHIDRAZA CARBONICA H2CO3 (ACIDO CARBONICO)  H (NO VOLATIL) + HCO3 BICARBONATO SI↑H NO VOLATILES, SE NECESITA AUMENTAR LA RESPIRACION PARA ELIMINARLOS EN FORMA DE ACIDOS VOLATINES SI ↑ CO2 SE NECESITA ELIMINAR POR VIA METABOLICA NO VOLATIL

FORMACION DEL ACIDO CLORHIDRICO  En células parietales  Estimulo por: Nervio vago, visualización de la comida, Histamina(RHD2)  Señal: acetil colina  receptores de HD2 Una vez recibida la señal… El CO2 metabólico entra por difusión, en presencia de agua y anidraza carbónica (que está en el estómago) forman el ácido carbónico H2CO3  este posteriormente se va a disociar en bicarbonato e hidrogeniones (volátil y no volátil). El bicarbonato se saca por un INTERCAMBIADOR DE CLORO al moco para neutralizar el ácido, el hidrogenión sale a la luz por una bomba de HIDROGENO/POSTASIO y luego se une el Cl presente allí = HCL FORMACION EN LA LUZ DEL ESTOMAGO MEDICAMENTOS INHIBIDORES DE LA FORMACION DE ACIDO CLORHIDRICO o OMEPRAZOL: inhibe bomba de protones(saca protones y mete K), no hay salida de hidrogeniones y por eso no se va a formar el HCL (neutraliza el ácido por el bicarbonato o RAMITIDINA: bloquea receptores de HD2 en la célula parietal (inhibe formación de HCL NEUTRALIZADORES DEL ACIDO CLORHIDRICO PRESENTE o MILANTA: neutraliza el ácido ya formado ( OH en exceso produce una alcalosis) o ASPIRINA: inhibe COX1, inhibe producción de moco  PRODUCE GASTRITIS

FORMACION DE BICARBONATO  En páncreas exocrino  Señal: Ph acido del estómago (simpático)  colecistoquinina  secreción de billis

Una vez recibida la señal… El Co2 entra al páncreas exocrino, se une con agua y anhidraza carbónica formando acido carbónico que posteriormente formara bicarbonato e hidrogeniones. El intercambiador de cloro permite que salga bicarbonato a la luz y entre cloro; también por medio de in intercambiador de Na, permite que salgan los hidrogeniones y entre Na que va a ser regulado posteriormente por la bomba Na/K y la bomba que saca K. LA PANCREATITIS PRODUCE ACIDOSIS BICARBONATO SE FORMA EN EL ACINO Y SE VA A LA LUZ ACIDEMIA Disminuye Ph en sangre ALCALEMIA Aumenta Ph en sangre ACIDOSIS Aumentan hidrogeniones en tejidos, disminuye Ph ALCALOSIS Aumentan bases (OH) en los tejidos aumenta Ph H2O permite la conjugación del equilibrio de ácido base MUJERES: ↓agua↑ tejido adiposo CONTROL DEL QUILIBRIO DE ACIDO Y BASE 1. ERITROCITO Transporte de ácidos volátiles 2. RIÑON Excreción de ácidos no volátiles. Riñón enfermo: acidosis 3. PULMON Excreción de ácidos volátiles. Fumador: acidosis ERITROCITO transporta CO2 en forma de ácido carbónico disuelto e H que estarán unidos a Hb (H)  efecto Bohr: la hemoglobina acida es un control PULMON El ácido carbónico se disocia en H2O y CO2 y se eliminan RIÑON Se eliminan hidrogeniones (ácidos no volátiles) por eso el Ph de la orina es acido, se produce y reabsorbe el bicarbonato del páncreas que estaba en el torrente sanguineo

CONTROL RESPIRATORIO

El centro respiratorio es el bulbo y mediante mecano receptores y quimiorreceptores que son los que censan los niveles de PCO2 envíen una señal al centro respiratorio que por medio de impulsos nerviosos permitirá que los músculos respiratorios generen una respuesta y aumente las inspiraciones= ventilación alveolo capilar  Si ↓Hb (metahemoglobina)= ↑PCO2 señal para que se produzca una hiperventilación y aumento de la oxigenación  ↑PO2 señal para que se produzca una hipo ventilación Neumonía, mina de carbón, tuberculosis pulmonar, vertebras aplastadas, obstrucción via aérea, consumo de aerosol, broncoaspiracion, sedantes que permitirán un transtorno acido base Epoc, asma, TBC  que volúmenes modifican ↑PCO2, no se elimina CO2 acidosis respiratoria HIPERCADMIA (aumento co2 en sangre)

FUNCION DE LOS ERITROCITOS EN EL TRANSPORTE DE CO2

HEMASTOSIS Intercambio de Co2 y O2 en el alveolo. Depende de la presión atmosférica, pulmón y capilar para que se genere un gradiente y así un intercambio Surfactante en neumocito tipo II, fosfatidilcolina

TRANSPORTE DE CO2 DE LOS TEJIDOS 1. El co2 pasa por difusión de los tejidos al eritrocito 2. En el eritrocito gracias a la anhidraza carbónica y al agua se forma ácido carbónico 3. Se disociara en H y bicarbonato 4. La Hb aceptara los hidrogeniones y se volverá hemoglobina acida (efecto Bohr) 5- el cloro…

EXCRECION DE CO2 (cuando llega al pulmón) 1. los hidrogeniones de la Hb junto con el bicarbonato y en presencia de anhidraza carbónica formaran ácido carbónico 2. E...