Curva de Dissociação Oxigénio-Hemoglobina

Defina as pressões no pulmão e nos tecidos, e depois leia o que o sangue capta e o que liberta. Os controlos deslizantes de pH, temperatura e CO₂ deslocam a curva dos tecidos; o coeficiente de Hill desativa a cooperatividade.

A carregar a simulação interativa...

O patamar protege do ar rarefeito e não serve de nada na anemia 🖖

Reduza a PO₂ arterial de 100 para 60 mmHg. Trata-se de uma queda de 40%, comparável a uma pneumonia ou a cerca de 3.500 m de altitude, e a saturação passa apenas de 97,3% para 90,0%. O conteúdo arterial cai de 19,85 para 18,27 mL/dL, uma perda de 8,0%. Reponha agora a pressão e diminua a hemoglobina nos mesmos 40%, de 15 g/dL para 9. O conteúdo desce para 12,03 mL/dL, uma perda de 39,4%. O topo plano da curva constitui uma reserva face a pulmões em falência. A perda de hemoglobina contorna totalmente este mecanismo, porque o conteúdo resulta da multiplicação da capacidade pela saturação, e apenas a saturação apresenta um patamar. Aqui reside o limite do oxímetro de dedo. O aparelho indica a percentagem em vez da quantidade, pelo que uma leitura de 97% num doente anémico não oferece qualquer informação útil.

A mioglobina é uma reserva, e a diferença face a um transportador é de 18,4 pontos de saturação 🖖

Fixe n em 1 e a P₅₀ em 2,8 mmHg para que a ferramenta modele a mioglobina, o pigmento no interior da célula muscular. Tal como a hemoglobina, chega com 97,3% de saturação. A uma PO₂ tecidular de 40 mmHg continua a 93,5% de saturação. Libertou 3,8 pontos. Entre estas mesmas duas pressões, a hemoglobina liberta 22,2, o que equivale a 5,8 vezes mais. Consegue-o porque as quatro subunidades cooperantes tornam a sua curva sigmoide em vez de hiperbólica. A mioglobina não cede metade da sua carga até a pressão cair para 2,8 mmHg. O sangue nunca atinge uma pressão tão baixa. Arraste o controlo deslizante dos tecidos para o limite inferior de 3 mmHg e verá a mioglobina ainda a 51,7% de saturação. É exatamente isto que se exige de uma reserva de emergência no interior da célula. Contudo, é o oposto do que se pretende para o sangue.

O maior declive da curva ocorre a 19,9 mmHg, muito abaixo do seu ponto de semissaturação 🖖

O último cartão indica 19,9 mmHg, enquanto a P₅₀ regista 26,6. Ao igualar a zero a segunda derivada da equação de Hill, obtemos P = P₅₀((n−1)/(n+1))^(1/n). Logo, a inflexão situa-se abaixo da P₅₀ para qualquer valor finito de n, subindo progressivamente à medida que a cooperatividade aumenta. Aumente n para 4 e o ponto de maior declive passa para 23,4 mmHg. Reduza n para 1 e a inflexão desaparece, pois o declive de uma hipérbole é máximo quando a pressão é nula. A região em que uma pequena queda adicional na PO₂ tecidular garante uma grande libertação extra de oxigénio está assim mais perto dos 20 mmHg do que dos 27. Situa-se nas pressões que um músculo em atividade alcança realmente, e não no valor que dá o nome à curva.

Problemas resolvidos na íntegra

  1. Um doente com hemoglobina de 9 g/dL e PO₂ arterial de 100 mmHg 5 passos

    Um doente sentado e imóvel, com hemoglobina de 9 g/dL e PO₂ arterial de 100 mmHg. O coração bombeia 5 L/min; o corpo consome 250 mL de oxigénio por minuto. Determine a PO₂ do sangue que regressa dos tecidos e explique o significado desse valor para o doente.

    1. Comece pelo princípio de Fick. O que os tecidos consomem equivale ao fluxo multiplicado pela diferença entre o que chega e o que sai.

    2. Isole a diferença de conteúdo e converta para as unidades em que o sangue é medido: mililitros de oxigénio por decilitro.

    3. Calcule o conteúdo arterial. Cada grama de hemoglobina totalmente saturada transporta 1,34 mL de oxigénio, e ficam fisicamente dissolvidos mais 0,003 mL por decilitro por cada mmHg de PO₂.

    4. Subtraia 5,00 e volte a converter o conteúdo em saturação. A fração dissolvida depende da pressão que será calculada no passo seguinte; por isso, comece sem ela: 7,03 ÷ 12,06 = 0,5829 corresponde a 30,1 mmHg. Repondo 0,003 × 30,1 = 0,09 mL/dL, obtém-se 6,94 ÷ 12,06 = 0,5755. Uma iteração basta, pois o termo dissolvido representa 1,3% do conteúdo.

    5. Inverta a equação de Hill. A ferramenta relaciona a pressão com a saturação e não dispõe de uma função para o sentido oposto, pelo que este passo é feito à mão.

    Resposta

    29,8 mmHg. A ferramenta imprime os dois valores que serviram de ponto de partida: 97,3% de saturação arterial e 12,03 mL/dL de conteúdo arterial. Repita agora o mesmo raciocínio mais duas vezes. Com Hb 15 e a mesma carga de trabalho em repouso, a PO₂ venosa é de 38,7 mmHg. Com Hb 15 e uma carga de trabalho de 1.000 mL por minuto, o equivalente a uma caminhada rápida numa subida, o valor passa para 30,2 mmHg. Este doente, sentado e imóvel, apresenta o oxigénio venoso misto de uma pessoa saudável em esforço. O sangue arterial está normal, o oxímetro regista 97%, e a reserva que serviria para subir o próximo lance de escadas já foi gasta, pelo que o coração tem de compensar batendo mais depressa. É no lado venoso que a anemia se torna visível, mas ninguém o mede.

  2. Catorze vezes o oxigénio, e a parte que o efeito de Bohr conquista 6 passos

    Carregue Exercício intenso: PO₂ tecidular descida para 20 mmHg, pH 7,2, 39 °C, PCO₂ 60 e débito cardíaco de 20 L/min. O cartão do O₂ entregue marca 3.301 mL/min contra 232 em repouso. Divida esse fator entre o coração e o sangue e decida depois se pesa mais o desvio de Bohr ou a queda da pressão nos tecidos na metade que cabe ao sangue.

    1. A entrega é o débito multiplicado pelo conteúdo que cada litro cede, pelo que o fator se separa logo na primeira linha: quatro do coração, e o que sobrar do sangue.

    2. O coração fornece um fator de quatro. O sangue fornece 3,55, e a multiplicação dos dois dá os 14,2 completos.

    3. As três condições dos tecidos empurram a curva no mesmo sentido, e Severinghaus mantém-nas separadas para que os tamanhos se vejam: a acidez contribui com 0,080 do expoente, os dois graus com 0,048 e o dióxido de carbono com 0,011.

    4. Esse desvio para a direita, somado à menor pressão nos tecidos, leva a saturação à saída de três quartos para um sexto. A ponta arterial não se mexe de todo, porque o sangue equilibrou-se no pulmão, onde nenhuma destas condições se aplica.

    5. Para dividir os 3,55 do sangue, reponha um fator de cada vez e volte a ler o cartão do O₂ entregue.

    6. Os dois interagem, pelo que os seus tamanhos dependem da ordem por que os repõe. Faça-o nas duas ordens.

    Resposta

    Quatro do coração, 3,55 do sangue — e, dentro do sangue, a queda da pressão nos tecidos ganha ao desvio de Bohr em qualquer das ordens: 2,891 contra 1,229, ou 1,946 contra 1,825.

    O efeito de Bohr vale aqui cerca de um quinto da entrega, o que é muitíssimo para um mecanismo cujo funcionamento nada custa ao corpo. A maior parte do que o sangue traz vem de algo mais simples: um músculo em esforço queima oxigénio depressa o suficiente para puxar a sua própria PO₂ até aos 20 mmHg. O último cartão explica porque é que esse número importa: nestas condições a curva atinge o maior declive nos 27,4 mmHg, pelo que os tecidos já desceram atravessando a parte mais inclinada. Reponha o cursor dos tecidos nos 40 e a entrega cai de 3.301 para 1.696 com a acidez e o calor ainda instalados.

Problemas de exemplo

  • Sangue ideal em repouso - Uma PaO₂ de 100 mmHg e uma PO₂ tecidular de 40 resultam no par de valores com que qualquer curso de fisiologia começa: o sangue chega com 97,3% de saturação, sai a 75,1% e cede 22,2 pontos. A 5 L/min, isso corresponde a 232 mL de oxigénio por minuto, aproximadamente o que um adulto em repouso consome.
  • Ar rarefeito: PaO₂ 60 - A PO₂ arterial desce 40%, para 60 mmHg, e ainda assim o sangue sai do pulmão com 90,0% de saturação a transportar 18,27 mL/dL. É a secção plana no topo da curva a cumprir a sua função.
  • Anemia: Hb 9 g/dL - Os mesmos pulmões e a mesma saturação de 97,3%, mas com menos quatro décimos de hemoglobina. O conteúdo arterial é de 12,03 mL/dL e a entrega cai para 143 mL/min. Um oxímetro neste doente apresentaria um valor normal.
  • Apenas mioglobina - A mioglobina, com n = 1 e uma P₅₀ de 2,8 mmHg, chega com 97,3% de saturação e continua a 93,5% a uma PO₂ tecidular de 40. Liberta apenas 3,8 pontos, o que não constitui transporte.
  • Exercício intenso - PO₂ tecidular a 20 mmHg, pH 7,20, 39 °C e PCO₂ de 60: a P₅₀ desloca-se para 36,6 mmHg e o sangue sai do músculo com 16,4% de saturação. A 20 L/min, a entrega é de 3.301 mL por minuto.