Hemoglobina în cadrul neurotransmițătorilor

și neurofarmacuticelor

Nume și prenume:

ISTOC ANDREEA

Master an II Fizica

Hemoglobina este o homeoproteină cu masa moleculară de 64500 D, la limita superioară a

capacității de filtrare a membranelor glomerulare renale (ceea ce înseamnă că hemoglobina liberă în

plasmă se filtrează la nivelul nefronilor și trece în urină.)

Este o proteină tetramerică alcătuită din :

Globină: este formată din 4 lanțuri de aminoacizi aranjați într-o structură aproape

sferică, aceasta reprezentând 90 % din globulină.

Hem (feroprotoporfirină): alcătuit din fier bivalent Fe2+ și un inel tetrapirolic,

protoporfirina IX

Lanțurile de aminoacizi sunt de mai multe tipuri : ɑ, β, γ, δ, λ, ε. Sinteza lor se realizează sub

controlul genelor specifice din ADN-ul aflat în nucleul celulelor care sintetizează hemoglobina.

Genele care asigură sinteza lanțurilor ɑ sunt situate în cromozomul 16, iar cele care controlează

sinteza lanțurilor β sunt situate pe cromozomul 11 şi sunt active toată viața. Genele care codifică

informația necesară sintezei celorlalte tipuri de lanțuri de globină sunt situate pe tot cromozomul

11, dar sunt active doar în scurte perioade ale dezvoltării embrio-fetale.

Structura HbA: La adult Hb A conține 2 lanțuri ɑ cu 141 de aminoacizi și 2 lanțuri β cu 146 de aminoacizi, legate

prin legături labile, punţi de H sau legături de Van der Walls. Cele 4 lanțuri realizează o structură

globulară compactă, ce are în vecinătatea suprafeței externe 4 cavităti, pungile hemului. Există zone

de contact între lanțurile subunităților vecine, ɑ1-β2 si ɑ2-β1. În axul moleculei există o cavitate

central cu 2 mici fosete, ce separă lanțurile ɑ si β, fosete în care se fixează 2,3 bisfosfoglicerat (2,3

DPG).

Hemul este gruparea proteică și are o serie de pigmenți respiratori: Hb, mioglobulină, citocromi şi a

unor enzime oxido-reductoare: catalaze, peroxidaze. El este o feroprotoporfirină alcătuită din Fe++ și

un heterociclu tetrapirolic, proporfirina IX. Biosinteza hemului se desfăşoară în precursorii eritrocitari.

Fe este inserat în centrul inelului porfirinei sub acțiunea enzimei ferochelataza.

La trecerea prin capilarele pulmonare, Hb incarcată cu CO2, numită carbhemoglobină sau

carbamin-hemoglobină, eliberează CO2 şi fixează O2 , devenind oxihemoglobina. Schimburile de gaze

se realizează prin membrane alveolo-capilare şi este condiționat de diferențele de presiune parţial a

celor 2 gaze de o parte şi de alta a membranei alveolo-capilară şi este condiționat de diferențele de

presiune parțial a celor 2 gaze de-o parte şi de alta a membranei. Procesul se numesțe hematoza

pulmonară. Astfel sângele arterial care pleacă de la plămani este bogat în oxi-Hb.

Fiecare atom de Fe2+ leagă covalent o moleculă de oxigen, iar fiecare moleculă de Hb leagă 4 O2.

Un gram de Hb fixează 1,34 ml O2. În medie concentrația sanguină a Hb este de 15g%, ceea ce

înseamnă ca în cei 5- 6 litri de sânge a adultului sunt 750-900 g Hb.

În sângele arterial :

- presiune partială a O2=95 mmHg

- saturația Hb cu O2 = 97%

- cele 15 g%Hb fixează 15x 1,34= 19,5ml O2/ 100 ml sânge.

- O2 dizolvat fizic = 0,3 ml / 100 ml plasma.

În sângele venos:

- presiune parțial a O2 = 40 mmHg

- saturația Hb cu O2 = 75%

- cele 15 g %Hb fixează 15 ml O2 / 100 ml sânge.

Diferența dintre volumul de oxigen de Hb în sângele arterial și venos, de 4,5 ml O2 /100ml

sânge, se numește diferența arterio-venoasă și reprezintă cantitatea de O2 cedată la țesuturi. Deci,

în repaus, debitul cardiac de 4.5-6 l/min furnizează țesuturilor circa 250 ml O2/ min.

În timpul fixării și eliberării O2 de pe Hb, se produc o serie de modificări conformaționale ale

structurii Hb, cu micșorarea și mărirea cavității interne a moleculei, motiv pentru care Hb este

denumită ,,plăman molecular”, iar fenomenul ,, respirație moleculară”.

Metode de explorare a hemoglobinei Dozarea hemoglobinei:

Hemoglobina este greu de obținut în stare pură și nu se poate doza ca atare. De aceea, se folosesc

diverse metode indirecte:

Gazometrice (dozarea O2 și a CO2)

Chimice,

Spectofotometrice,

Colorimetrice.

Hemoliza= procesul prin care hemoglobina iese din eritrocite în mediul din jur și iși pierde funcția

respiratorie. Eritrocitele tinere sunt mai rezistente, cele bătrane au o rezistența slabă. Dacă

hemoglobina ar circula liberă prin plasmă, fără a fi inchisă în hematii, ar aparea o serie de

dezavantaje:

Funcția respiratorie ar fi blocată,

Ar crește vâscozitatea sângelui,

S-ar modifica presiunea osmotică,

Hemoglobina liberă s-ar modifica prin rinichi,

producând hemoglobinurie și ar precipita în tubii

nefronilor determinând blocarea funcţiei renale.

Prin metabolizare hepatică, hemoglobina s-ar

transforma în bilirubină, eliminată în intestine prin

bilă.

Clasificarea hemolizei

1. fiziologică- de desfăşoară în organele sistemului reticulo-endotelial, în special în splina, sub

acțiunea macrofagelor locale, care fagocitează zilnic circa 1,5 miliarde hematii îmbătrânite.

2. patologică- este datorată acțiunii agenților hemolizanţi, se de desfăşoară intravascular.

3. experimentală, de laborator, realizată de cele mai multe ori prin agitare mecanică sau

introducerea hematiilor în mediu hipoton.