IL SANGUE
• Tessuto connettivo fluido, rinchiuso in un sistema di
canali comunicanti (vasi arteriosi e venosi)
• Costituito da una parte liquida: plasma
• e da elementi corpuscolati
– globuli rossi o eritrociti
– globuli bianchi o leucociti
– piastrine o trombociti
• Il volume di sangue presente in un individuo è circa il
7 - 8% del suo peso
Composizione del sangue
55%
plasma
Acqua
Proteine
Lipidi
Glucosio
Aminoacidi
Ioni
~1%
globuli bianchi
e piastrine
45%
globuli
rossi
Albumine
Globuline
Fibrinogeno
Neutrofili
Linfociti
Monociti
Eosinofili
Basofili
ERITROCITI
In natura esistono PROTEINE che interagiscono con l’O2
aumentandone la solubilità in acqua e sequestrandolo per
trasportarlo.
Nei mammiferi queste proteine sono :
 EMOGLOBINA Hb (P.M.: 66500 Dalton)
 MIOGLOBINA
Mb (P.M.: 16500 Dalton)
MIOGLOBINA

SI TROVA: nelle cellule del MIOCARDIO e del MUSCOLO
SCHELETRICO

HA LA FUNZIONE: DI IMMAGAZZINARE L’O2 NEL CITOPLASMA
E DI RILASCIARLO AI MITOCONDRI QUANDO NECESSARIO
Rappresentazione della mioglobina
EMOGLOBINA
 E’ CONTENUTA SOLO NEGLI ERITROCITI
 3 FUNZIONI:
1. trasporta l’O2 dai polmoni ai tessuti periferici
2. trasporta la CO2 dai tessuti periferici ai polmoni
3. azione tampone sul pH del sangue
!!! Nel sangue è necessario un TRASPORTATORE DELL’O2 perché
questo gas non è abbastanza solubile da soddisfare le esigenze
dell’organismo !!!
PROPRIETÀ FISIOLOGICHE PRINCIPALI :
1. Si lega REVERSIBILMENTE con l’O2
Ossiemoglobina (HbO2) forma ossigenata
Emoglobina ( o desossiemoglobina, Hb) forma non ossigenata
2. All’interno dei G.R. le molecole di O2 si legano e
si dissociano dall’Hb in millisecondi
Questa velocità è critica per il trasporto dell’O2, in quanto il sangue rimane nei
capillari per meno di 1 secondo
STRUTTURA DI MIOGLOBINA ED
EMOGLOBINA
1. PARTE PROTEICA
2. UN GRUPPO PROSTETICO
GLOBINA
EME
Sito di legame dell’O2
EME
 Derivato della
porfirina,
contente 4 anelli
pirrolici
 È legato non
covalentemente
sia all’Hb che alla
mioglobina
 Presenza di un
atomo centrale di
Fe++
POSSIBILI LEGAMI DELL’EME
1. H2O. Si originano Hb o Mb deossigenate
2. O2. Si origina ossiemoglobina (HbO2)
3. CO. Si origina carbossiemoglobina (HbCO). Legame
300 volte più stabile di quello con l’O2.
SI LEGANO SOLAMENTE IN PRESENZA DI FE++.
FE+++ NON è IN GRADO DI LEGARE CO E O2: MetHb
metHb (Fe+++) + NADPH + H+
Hb (Fe++) + NADP+
QUANDO L’EME ISOLATO REAGISCE CON L’O2 IL FERRO
PASSA IRREVERSIBILMENTE DALLO STATO FERROSO (Fe2+ ) A
QUELLO FERRICO (Fe3+ )
PER EVITARLO DOBBIAMO UTILIZZARE UNA STRUTTURA
PROTEICA
GLOBINA
GLOBINA
la coordinazione del Fe2+ nella protoporfirina IX in una tasca
idrofobica della globina permette il legame dell' ossigeno senza
ossidazione del ferro a Fe3+
MECCANISMI DI LEGAME DELL’EME CON O2:
La curva di saturazione per O2
L’affinità delle singole subunità
per l’O2 dipende dallo stato di
ossigenazione delle subunità
adiacenti.
Le quattro subunità dell’emoglobina interagiscono influenzandosi a vicenda,
aumentando progressivamente l’affinità della proteina per l’ossigeno (cioè
la facilità con cui l’ossigeno si lega). Il legame del primo ossigeno all’eme
della prima subunità favorisce il legame del secondo ossigeno all’eme della
seconda subunità; ciò favorisce il legame del terzo ossigeno e quindi del
quarto. Questo comportamento è detto cooperatività positiva.
LA CURVA STANDARD SI APPLICA SOLO ALLE SEGUENTI
CONDIZIONI:
1. Hb umana di tipo A (HbA: è l’emoglobina presente nell’adulto)
2. pH = 7.40
3. pCO2 = 40 mmHg
4. T = 37 °C
5. [ 2,3- bifosfoglicerato]= 15µmol/g Hb
A. AUMENTANO: l’affinità dell’Hb per l’O2 si
riduce
LA CURVA SI SPOSTA A Dx
B. DIMINUISCONO: l’affinità aumenta
LA CURVA SI SPOSTA A Sx
ATTENZIONE!
SI MODIFICA
LA POSIZIONE
non la forma
MODIFICAZIONI DI POSIZIONE della curva
MODULAZIONE DELL’AFFINITÀ DI Hb PER O2
 EFFETTO DEGLI H+ : è dovuto ad una maggiore affinità di
questi ioni per l’Hb desossigenata che per l’ossiemoglobina
 EFFETTO DELLA CO2: nel plasma la CO2 forma acido carbonico
per cui determina modificazioni della [H+]
 EFFETTO DELLA TEMPERATURA: è quello tipico per tutti gli
equilibri chimici: una temperatura più elevata favorisce la
dissociazione tra Hb e O2, viceversa
 EFFETTO DEL 2,3- BIFOSFOGLICERATO (2,3-BPG): si lega con
maggiore affinità all’Hb ridotta.
Effetto del pH e della CO2
sull’affinità dell’emoglobina per l’O2
è noto come
EFFETTO BOHR
Forme di trasporto di CO2 nel sangue
1. Disciolta nel plasma (5-10% del totale)
2. Carbammato (5-10% del totale)
3. Bicarbonato (70-80% del totale)
POTERE TAMPONE DELL’EMOGLOBINA:
sinergia tra H+ e CO2
Il pKa è una misura della forza di un acido, della sua tendenza,
cioè, a cedere un protone. Più piccolo il pKa, più forte l’acido
Il pKa apparente dell’Hb dipende dal suo stato di ossigenazione in
modo tale che Hb è un acido più debole di HbO2:
(H+)2Hb « Hb + 2 H+
pKa » 7,8
(H+)2HbO2 « HbO2 + 2 H+
pKa » 7,0
• Nel sangue venoso, che è più acido, pKa > pH, l’Hb è in parte
desossigenata, si combina con H+ e si oppone all’acidificazione
causata dal rilascio di CO2 da parte dei tessuti.
• Nel sangue arterioso, che è più basico, pKa < pH, l’Hb è
completamente ossigenata (HbO2); pertanto rilascia H+ e si oppone
all’alcalinizzazione causata dall’eliminazione respiratoria della CO2.
EFFETTO BOHR
Facilita il trasporto di CO2 come bicarbonato, perché fornisce H+
necessario per la sua formazione
pH
Affinità dell’Hb per O2
Rilascio O2 ai tessuti
Hb(O2)4 + nH+
Hb(H+)n + 4O2
( n di poco > 2 )
i protoni spostano la curva di dissociazione verso Dx
promuovendo il rilascio di O2
RILEVANZA FISIOLOGICA DELL’EFFETTO BOHR
La presenza di elevati livelli di CO2 e H+ nei capillari dei tessuti
metabolicamente attivi determina il rilascio di ossigeno dall’Hb.
Nei polmoni, invece, l’elevata concentrazione di ossigeno induce il
distacco della CO2 e degli H+ dall’Hb.
• La riduzione di pH sposta la curva verso Ds (minore affinità dell’Hb per O2)
• L’aumento di pH sposta la curva verso Sn (maggiore affinità di Hb per O2 )
TEMPERATURA
• L’aumento di T sposta la curva verso Ds (minore affinità dell’Hb per O2)
• La riduzione di T sposta la curva verso Sn (maggiore affinità di Hb per O2 )

Il 2,3 -BIFOSFOGLICERATO
• effettore allosterico negativo, la cui attività si somma a
quella di CO2 e H+.
• stabilizza la configurazione deossi dell'emoglobina.
• viene allontanato dalla cavità solo in seguito all'
ossigenazione.
ADATTAMENTO AD ALTE QUOTE
1. Aumento della sintesi di Hb
2. Aumento della [2,3-BPG] negli
eritrociti
VARIANTI DELL’EMOGLOBINA
 La variante più comune è l’Hb fetale ( HbF ): è costituita da 2
catene α e 2 . (a2  2 ) Subito dopo la nascita le catene 
vengono sostituite dalle β.
 Interazione nulla con 2,3-DPG: ALTA AFFINITA’ PER O2
Catene 
50%
Catene 
Catene 
25%
0%
-9
Concepimento
0
Nascita
9
Mesi
Cinetica di ossigenazione dell’emoglobina fetale
VARIANTI PATOLOGICHE
I.
EMOGLOBINOPATIE: per indicare CAMBIAMENTI nella
SEQUENZA AMINOACIDICA di una delle catene della
globina
II.
TALASSEMIE: per indicare anomalie dovute a DIFETTI
QUANTITATIVI nella produzione delle catene globiniche.
EMOGLOBINOPATIE
A SECONDA DI DOVE SI PRESENTA LA VARIAZIONE, CAMBIA IL TIPO DI
PATOLOGIA
1.
SOSTITUZIONE DI RESIDUI IN SUPERFICIE. Es. anemia
falciforme (HbS)
2.
SOSTITUZIONE DI RESIDUI INTERNI ALLA CATENA
GLOBINICA. Formazione di precipitati con
conseguente lisi e anemia emolitca.
3.
4.
MODIFICAZIONI CHE STABILIZZANO LA FORMA
OSSIDATA DELL’HB. Provoca cianosi
SOSTITUZIONI NELL’INTERFACCIA FRA LE CATENE α E
β. Stabilizzano la forma ossigenata e conseguente
ipossia.
Polimerizzazione HbS
È una malattia ereditaria dovuta alla
presenza nei GR della HbS.
• Nelle catene β dell' HbS: acido
glutammico (Glu 6) è sostituito da una
valina (Val 6).
• Falcizzazione: quando la pO2 scende
sotto i 50-60 mmHg. La desossiemoglobina infatti è meno solubile
tende a polimerizzare formando,
all’interno dell’eritrocita, fasci di fibre
tubulari insolubili.
ERITROCITI
NORMALI: FORMA
BICONCAVA
EMAZIE A FALCE
Può essere presente in:
OMOZIGOSI : la malattia si manifesta nel primo anno di vita
con aumentata suscettibilità a contrarre infezioni, crisi
dolorose, anemia emolitica cronica.
SOLO IN OMOZIGOSI LE EMAZIE ASSUMONO LA FORMA A FALCE
ETEROZIGOSI : la [HbS]~ 50%; ne conseguono due vantaggi:
1. non si verifica la falcizzazione per cui, solitamente, è
asintomatica
2. protezione nei confronti della malaria in quanto crea
condizioni non ottimali per la sopravvivenza del Plasmodio
falciparum
TALASSEMIE
α-talassemia:
– No espressione catena α,
– Gravità della malattia:
• ASSENZA DI UNA SOLA COPIA: stato di portatore silente
(asintomatico)
• ASSENZA DI DUE COPIE: alterazione ematologica lieve buon
stato di salute
• ASSENZA DI TRE COPIE: presenza nelle emazie di Hb formata
da tetrameri di catene b (HbH = b4); quadro clinico grave
• ASSENZA DI QUATTRO COPIE: CONDIZIONE INCOMPATIBILE
CON LA VITA: MORTE INTRAUTERINA. In queste condizioni si
forma scarsa quantità di Hb anomala in quanto formata da 4
catene  (Hb Barts = 4 )
β-talassemia:
– No espressione catena β,
– Gravità della malattia:
• MAJOR: Morbo di Cooley (b0 omozigote); anemia
molto grave: il paziente necessita di continue
trasfusioni di sangue altrimenti muore prima
dell’adolescenza
• INTERMEDIA: (b+ omozigote): quadro clinico ed
ematologico di gravità intermedia tra la forma major e
la minor
• MINOR: (b0 eterozigote ): il paziente è affetto da
anemia cronica non grave; non richiede trasfusioni
• MINIMA: (b+ eterozigote ): paziente portatore del
tratto talasssemico; manca ogni manifestazione
clinica.
TALASSEMIE E ANEMIA FALCIFORME RENDONO L’OSPITE
RESISTENTE ALLA MALARIA
DATI CLINICI: EMOGLOBINA GLICATA (HbA1c)
Quando la concentrazione ematica del glucosio è elevata questo
zucchero può reagire senza mediazioni enzimatiche con le proteine
in una reazione detta “GLICAZIONE”
Dipende dalla
conc. di glucosio
e dalla durata
dell’iperglicemia
Reazione
lenta
Hb + glucosio
aldimmina
chetoammina
IMPORTANZA DELLA DETERMINAZIONE DELL’HbA1C NEL
MONITORAGGIO DEL DIABETE!!!
• La GLICEMIA consente una valutazione dello stato
metabolico al MOMENTO DEL PRELIEVO
• L’ EMOGLOBINA GLICATA permette una valutazione del
controllo metabolico nelle 4-8 SETTIMANE PRECEDENTI IL
PRELIEVO.