Química de la sangre
I) glóbulos rojos
Una presentación de:
Romina Sementa
Composición de la sangre
La sangre
esta compuesta por:
Plasma sanguíneo
• Es un liquido amarillento tiene agua (90%), sustancias
disueltas (10%), desechos como el dióxido de carbono,
nutrientes
Células sanguíneas
• Glóbulos rojos o eritrocitos
• Glóbulos Blancos o leucocitos
• Plaquetas o trombocitos
Donde se producen?
Los tres tipos principales de células sanguíneas
son producidas en la Médula ósea :
Glóbulos rojos (eritrocitos) - llevan el oxígeno
a todos los tejidos del cuerpo.
Glóbulos blancos (leucocitos) - ayudan a
combatir las infecciones y asisten en el sistema
inmunológico.
Plaquetas - ayudan a coagular la sangre.
Glóbulos Rojos
Los glóbulos rojos, hematíes o
eritrocitos carecen de núcleo y
orgánulos.
Su citoplasma está ocupado casi
en su totalidad por la
hemoglobina, una proteína
encargada de transportar
oxígeno.
Los eritrocitos tienen forma de
disco, bicóncavo, deprimido en
el centro; esta forma aumenta la
superficie efectiva de la
membrana.
Estructura
MEMBRANA: Carece de membranas internas que encierren al núcleo y a los orgánulos
presentes en otras células. La membrana es una barrera de permeabilidad selectiva con
bombas, canales, etc.
Hidratos
de
carbono
Proteínas
Lípidos
Los lípidos que se encuentran generalmente en la membrana son de tres tipos:
Fosfolípidos
Lípidos
Colesterol
Glucolípidos
Lípidos de la membrana eritrocitaria
*Fosfolípidos: Fosfatidilcolina (lecitina) 13%
Esfingomielina 26%
Fosfatidiletanolamina (cefalina) 27%
Fosfatildilserina 13%
Fosfatidilinositol 5%
*Colesterol.
*Ácidos grasos.
*Glucolípidos.
Fosfolípidos
Los fosfolípidos son los lípidos
mas abundantes de la bicapa.
Son ésteres del glicerol con 2
ácidos grasos, de los cuales
uno siempre es insaturado.
Al glicerol también se une un
fosfato y un resto “x” que
puede ser serina, colina,
etanolamina o inositol.
Este resto le da nombre al
fosfolípido, por ejemplo:
fosfatidilcolina es el
fosfolípido con colina.
La cabeza hidrofílica de los
fosfolípidos, al presentar
carga puede generar
interacciones iónicas con
otros fosfolípidos.
La palmitil oleil fosfatidilcolina, un fosfolípido habitual en las membranas
biológicas.
Este fosfolípido está compuesto por un núcleo central de glicerol unido a un fosfato , unido
a su vez a una molécula de colina (N,N,N-trimetiletanolamina ).
Colesterol:
El colesterol es un lípido
pequeño de la membrana
plasmática que se intercala
entre los fosfolípidos haciendo
que por un lado éstos se
empaqueten mejor pero
simultáneamente por otro lado
evitan que la interacción sea
tan fuerte que la membrana
solidifique, perdiendo su fluidez
característica.
El colesterol actúa como un
amortiguador de la fluidez.
Por otro lado el colesterol sirve
de precursor de hormonas
esteroideas.
Estructura del Colesterol
Modelo de varillas del Colesterol
Ácidos Grasos:
Los ácidos grasos están formados por un grupo carboxilo y una cola hidrocarbonada.
El carboxilo es hidrofílico y la cola hidrocarbonada es hidrofóbica por eso los ácidos
grasos son anfipáticos.
La cola hidrocarbonada del acido graso es hidrofóbica y puede ser saturada o insaturada,
Las colas saturadas no tienen dobles enlaces y las insaturadas presentan dobles enlaces
que pueden originar configuraciones cis o trans.
Los dobles enlaces cis son “quebrados” siendo determinantes de una mayor fluidez y los
trans son menos quebrados determinado una fluidez menor.
Por lo anterior:
-Los ácidos grasos saturados son en general sólidos a temperatura ambiente debido a
que la cola hidrocarbonada de éstos genera potentes interacciones hidrofóbicas entre si.
- Los ácidos grasos insaturados son fluidos a temperatura ambiente.
Estructura de ácidos graso
saturado e insaturado
A- Acido graso insaturado trans
B- Acido graso saturado cis
Otros lípidos de memebrana
Los esfingolípidos son los lípidos derivado de la esfingosina que es un alcohol
de cadena larga.
La esfingosina se une al ácido graso y forma, ceramida.
Se puede unir a un fosfato con colina y forma, esfingomielina.
Puede unirse a glúcidos y formar GLUCOLÍPIDOS.
No son tan abundantes como los fosfolipidos .
Siempre son más abundantes en la monocapa externa.
Proteínas de la membrana eritrocitaria:
Las proteínas integrales o intrínsecas se encuentran atravesando la membrana
(transmembrana ) y sólo se pueden separar de ella usando detergentes que
desintegren la bicapa.
Las proteínas periféricas o extrínsecas se apoyan en la bicapa o en otras
proteínas, se separan de la membrana utilizando cambios de pH o de
temperatura que desnaturaliza a la proteína.
1 y 2 ) Proteínas integrales o intrínsecas
3 y 4 ) Proteínas de anclaje lipídico ( estas no forman
parte de las proteínas de la membrana del eritrocito)
5 y 6) Proteínas extrínsecas o periféricas
El componente principal de los eritrocitos
HEMOGLOBINA (Hb)
La hemoglobina es una proteína oligomérica, compuesta por cuatro cadenas o
subunidades proteicas: dos cadenas alfa y dos cadenas beta. A cada subunidad se
le une un grupo Hemo, cuyo átomo de hierro es capaz de unirse -de forma
reversible- a una molécula de oxígeno ( cada molécula de hemoglobina puede
unir 4 átomos de oxigeno ).
Presenta estructura cuaternaria.
En la figura se representa -en rojo- al
grupo hemo, complejo no aminoacídico,
unido a la proteína. Contiene hierro, y
sirve para transportar oxígeno).
LA FUNCION PRINCIPAL DE LA
HEMOGLOBINA ES EL
TRANSPORTE DE OXIGENO
Estructura de la
hemoglobina
Los cuatro niveles estructurales de la hemoglobina
MODELOS VIRTUALES
Hélices alfa en la hemoglobina
(visualizción “ribbons”)
“Backbone” de la hemoglobina
Modelo de bloques de la hemoglobina
La unión del O2 con la Hb
La hemoglobina puede adoptar dos
conformaciones según se encuentre:
sin oxígeno (desoxiHb)
Unida al oxígeno llamada (oxiHb)
En las animaciones se observa la
transición: desoxihemoglobinaoxihemoglobina. Puede verse el grupo
Hemo encerrado en el circulo en la
animación superior.
El grupo Hemo
Cada subunidad de globina tiene unido un grupo hemo (una molécula de
protoporfirina IX “complejada” con un ion Fe2+), responsable del color rojo de
la hemoglobina y de la sangre.
Rojo – Oxígeno
Azul- Nitrógeno
Naranja- Fe+2
Estructura del grupo hemo
Modelo “sticks” del grupo hemo
Átomo de hierro en su
tamaño relativo “real “
Molécula de oxígeno (en rojo) unida
al Fe2+ del grupo hemo. Luego se
liberará en los tejidos que necesitan
el oxígeno para su metabolismo.
El Fe2+ también está
unido al N de la cadena
lateral de una histidina
de la globina..
GRUPOS
HEMO
Comparación con la
MIOGLOBINA
La mioglobina es una hemoproteína
muscular, estructural y funcionalmente
muy parecida a la hemoglobina.
Es una proteína relativamente pequeña,
constituida por una cadena polipeptídica
de peso molecular 17.800, conformada
por 153 residuos aminoacídicos que
contiene un grupo hemo con un átomo
de hierro.
GRUPO HEMO
La estructura de la mioglobina se
asemeja a la de una de las
subunidades de la hemoglobina
Tal como se observa en la imagen, la hemoglobina esta formada por 4
cadenas polipeptídicas o protómeros (estructura cuaternaria ), y la
mioglobina esta formada por una sola cadena polipeptidica (estructura
terciaria )
Estructura de la Mioglobina
La mioglobina fue
la primera
proteína de la que
se determino su
estructura
tridimensional
(en 1957)
Contiene 8
segmentos con
estructura
secundaria de
hélice α
( nombrados de la
A-H) , separados
por segmentos no
helicoidales
Es una proteína
pequeña,
formada por una
sola cadena
polipeptidica.
El hemo se une de forma no
covalente en la hendidura
hidrofóbica o “bolsillo hemo”.
Se pliega dando una
molécula prácticamente
esférica, muy compacta, con
un hueco en el interior
donde se sitúa el hemo,
lugar de unión al oxígeno
“Backbone” de la Mioglobina
Modelo “ribbons” de la Mioglobina
Grupo Hemo
en el “bolsillo hidrofóbico”
Funciones de la Mioglobina
Su principal función es la de almacenar y transportar
oxígeno, incrementando la velocidad de transporte de
O2 en la célula muscular.
La mioglobina es el principal pigmento de la carne, y el
color de este producto depende del estado en que se
encuentre la mioglobina.
Mioglobina y Hemoglobina
La hemoglobina y la mioglobina están involucrados en llevar el oxígeno a las células y
tejidos en el cuerpo. Mientras que la mioglobina se concentra específicamente en los
músculos y es responsable de suministrar oxígeno a las células de los músculos y los
tejidos, la hemoglobina cumple un papel más generalizado y transporta el oxígeno a
células diferentes en todo el cuerpo.
Mioglobina
Hemoglobina
Cristalografía de Rayos X
La estructura de la
mioglobina se determino por
Cristalografía de rayos X en
1957.
Fue la primera de una serie
de determinaciónes que hoy
alcanza a casi 105 proteínas
Una imagen de difracción de cristalografía
de rayos X de la proteína mioglobina
Hemoglobina - Mioglobina
Diferencias funcionales
-La curva disociación hemoglobina es
sigmoidal
-La curva disociación mioglobina es
hiperbólica
-Afinidad de la hemoglobina por el O2
depende del pH, de la presión de CO2 y
de la presencia de 2,3-bisfosfoglicerato
-Hemoglobina transporta (además de O2)
CO2 y cationes H+
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Glóbulos rojos (eritrocitos)