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Resumo Uma reação de crecipitina em gel de agar (método de Ouchterlony) foi observada entre soro humano normal e hemoglobinas de certos peixes. As evidências acumuladas mostraram que o reatante no soro humano é a fração albumina. A reação exibe considerável especificidade uma vez que metade das hemoglobinas de peixes testados precipitou e metade não precipitou.

Resumo A dependência do pH do efeito específico ao CO2 (pCO2 = 30 torr) sobre os equilíbrios de oxigênio foi medida nas hemoglobinas de quatro espécies de peixe e um anfíbio: Leiostomus xanthurus (teleósteo marinho), Brachyplatystoma sp. (bagre da Amazônia), Hopiostermum littorale (cascudo, de respiração aérea), Lepidosiren paradoxa (pirambóia, peixe pulmonado de respiração aérea) e Typhlonectes compressicauda (um Ceciliídeo). O conteúdo de CO2 no sangue de peixe de respiração aérea e anfíbios é consideravelmente mais alto que os de respiração aquática, contudo, as hemoglobinas examinadas dos de respiração aérea não apresentou adaptação especial à carga aumentada de CO2. Embora o efeito do pH sobre os equilíbrios de oxigênio das diferentes hemoglobina tenha variado grandemente, do efeito de Root para o efeito de Bohr invertido, o efeito de CO2sobre a afinidade do oxigênio foi muito semelhante para todos, exceto para o bagre Brachyplatystoma sp., que foi um pouco maior. A queda na afinidade do oxigênio, efetuada pelo CO2, aumentou incrementando o pH para cada hemoglobina examinada. A mudança no efeito de Bohr, Δ log P50/Δ PH medida em pH 7.5 foi semelhante para todas as cinco hemoglobinas, cerca da metade da produzida pelo CO2 para a Hb A humana. Isto sugere que metade das cadeias de cada hemoglobina pode ter bloqueado os grupos aminos terminais.

Resumo O efeito Root foi medido em hemolisados de representantes de 56 gêneros de peixes amazônicos. Hemolisados de várias espécies de peixes de respiração aérea apresentaram efeito Root, contrariamente às hipóteses publicadas. Hemolisados de Potamotrygon, uma arraia de água doce, exibiram efeito Root sob nossas condições experimentais. O padrão de distribuição do efeito Root correlaciona-se positivamente com a distribuição das retia mirabile da coróide e a distribuição das bexigas natatórias, mas não com a das retia mirabile da bexiga natatória; propõe-se que a primeira é a estrutura mais primitiva que está associada a origem das hemoglobinas com efeito Root. Algumas das hemoglobinas de peixe diferem espectralmente uma das outras. As posições do máximo de absorção das desoxihemoglobinas vão de 553 nm (Lepidosiren paradoxa e Potamotrygon sp.) a 560 nm (Plagioscion). Ocorrência de efeitos Root não está correlacionada com a complexidade do padrão eletroforético da hemoglobina, embora em várias espécies se tenha encontrado sistemas de hemoglobina múltipla, nos quais o efeito Root está restrito a certos componentes.

Resumo Afinidades pelo oxigênio do sangue, concentrações eritrocíticas de nucleosídeo trifosfato (NTP) e outros parâmetros hematológicos, foram medidos em peixes de respiração aérea facultativa do Amazonas, depois da aclimatação em água oxigenada ("normóxica") e água hipóxica (PO2 = 125 a 135 e 20 a 25 mm Hg, respectivamente). No bagre, Hipostomus sp. e Pterygoplichtys sp. a hipoxia leva a interminentes subidas à superfície para tomar ar, resultando em níveis mais baixos de NTP, principalmente pelo significativo decréscimo de guanosina 3-fosfato (GTF). Os subseqüentes aumentos na afinidade pelo O2 do sangue aparecem adaptados às tensões de O2 internas médias em tempos mais baixos. Nenhuma troca semelhante foi vista na enguia Synbranchus, a qual respira quase que continuamente ar, quando mantida em água hipóxica. Os resultados, são discutidos em termos de sua significância adaptativa e comparada com os dados sobre a temperatura do peixe.

Resumo Os hemolisados isolados das arraias da Amazônia, Potamotrygon sp., são heterogêneos. Seus pesos moleculares aparentes, determinados pela filtração em gel, variam de 54.000 - 58.000. Os experimentos de filtração em gel do ferro e ferrilhemoglobina mostram que todos os hemolisados são tetrámeros, os quais não se polimerizam sob oxidação. Um efeito Bohr é evidente em experimentos de equilíbrio de oxigênio de sangue total e de hemolizados. O P1/2 dos hemolisados fracionado diminui 33 vezes entre pH 5,95 — 9,0. Nem NaCl nem uréia em concentrações até 4 M afetam significativamente a afinidade de oxigênio do hemolisado fracionado. A hemoglobina mostra um comportamento cooperativo. Os valores "n", determinados pela equação de Hill, caem dentro da faixa de 1,0 — 1,6 entre pH 6,0 — 9,0. As cinéticas de dissociação de O2 e combinação de CO foram medidas pelo espectrofotómetro "stopped flow" e de "flash photolysis" respectivamente. A velocidade de dissociação de oxigênio diminui e a velocidade de combinação com monóxido de carbono aumenta com o aumento de pH, mudando aproximadamente em quatro vezes entre pH 6,3 — 8,8. A velocidade de dissociação de oxigênio é também sensível ao fosfato, aumentando cerca de 22% na presença de ATP 1 mM a pH 6,3. Os experimentos de desnaturação de uréia indicam que a hemoglobina de Potamotrigonide é mais estável em concentrações elevadas de uréia do que as de outros elasmobrânqulos e teleósteos, sendo apenas 50% desnaturados em concentrações de uréia maiores que 9 M. A afinidade de oxigênio do sangue é mais elevada do que as previamente registradas para muitas espécies de arraias marinhas (P50 = 12 mm Hg a 30°C na ausência de CO2).

Resumo A hemoglobina do peixe pulmonado sul americano Lepidosiren paradoxa só apresenta um componente. Os equilíbrios desta proteína respiratória foram investigados tanto no sangue como na hemoglobina purificada. Há um marcado efeito Bohr alcalino normal, assim como uma marcada sensibilidade a fosfatos orgânicos nas soluções de hemoglobina. Os estudos da dependência de pH na cinética da dissociação de oxigênio podem ser interpretados em termos de um efeito Bohr normal. A cinética de combinação de monóxido de carbono apresenta uma dependência de pH pouco usual. Estes resultados são discutidos em termos do modelo de dois estados de Monod, Wyman & Changeux (1965).

Resumo Têm sido estudados os efeitos de pH e fosfatos orgânicos no equilíbrio e propriedades cinéticas na união de ligantes das hemoglobinas de dois peixes relacionados à Amazônia, Osteoglossum bicirrhosum de respiração branquial obrigatória e Arapaima gigas, de respiração aérea obrigatória. As hemoglobinas de ambos os peixes exibem, um efeito Root, a mínima afinidade pelo oxigênio esta associada com a completa perda da cooper atividade na união do ligante. Nesta baixa afinidade, estado T, há uma grande heterogeneidade das unidades de ambas as hemoglobinas como é evidenciado pelo coeficiente de Hill menor a, unidade e a cinética bifásica na combinação de monóxido de carbono. A maior diferença nas propriedades das hemoglobinas destes dois peixes é encontrada a pH altos (acima de pH 8) onde ambas as hemoglobinas exibem sua mais alta afinidade pelo ligante. Aqui ambas as hemoglobinas diferem em sua afinidade e cooperatividade com a qual elas se unem a seus ligantes, tendo a hemoglobina de Arapaima a menor afinidade porém a mais alta cooperatividade.

Resumo Foram isoladas duas hemoglobinas de um peixe caracídeo, Mylossoma sp. O componente eletroforético de maior migração anódica constitui 89% do hemolisado total. As duas hemoglobinas nativas têm peso molecular aparente de 57.000 por cromatografia em gel. Os pesos moleculares aparentes das subunidades desnaturadas são 14.000 por eletroforese em gel de dodecil sulfato de sódio. Não ocorre polimerização depois da oxidação com ferrocianeto de potássio. O estudo da união de oxigênio indica que o componente mais "anódico" da hemoglobina possui um efeito Root. Em pH 5,9 na presença de 1 mM ATP a hemoglobina fica saturada apenas 45% quando equilibrada com ar a 1 atmosfera. O componente mais anódico possui um efeito Bohr normal que é aumentado em presença de 1 mM ATP. A cooperatividade, determinada por n na equação de Hill, varia com o pH. No pH 6,7 e abaixo deste na presença de 1 mM ATP, n < 1. A presença de 1 mM ATP causa uma redução em n em pH abaixo de 8,2. O comportamento menos anódico evidencia um comportamento muito diferente tendo um efeito Bohr reverso Δ log P1/2/Δ pH=0,14, entre pH 7,0 e 8,0 o qual muda para um efeito Bohr normal, Δ log P1/2/Δ pH= —0,13 com adição de 1 mM ATF. Esta hemoglobina mostra cooperatividade em todos os valores de pH estudados. Não mostra efeito Root. Estudos de cinética rápida da ligação CO e da dissociação do O2dos componentes isola dos da hemoglobina mostraram que ambos processos são dependentes do pH para cada componente. Estes resultados são consistentes com as análises dos dados de equilíbrio do oxigênio. As hemoglobinas de Mylossoma sp. se assemelham às de Hoplosternum, truta, salmão, remora e cadozete, no grau de sua diferenciação funcional e podem representar especializações evolutivas designadas para servir funções fisiológicas diversas.

Resumo As propriedades respiratórias do sangue da piranha, são diferentes das de outros peixes, primariamente pela alta capacidade tamponante do CO2 (ΔHCO-3/Δ pH = 19,6 mmol/L para o sangue oxigenado e 39,1 mmol/1 para o sangue desoxigenado). A concentração de nucleosídeos trifosfato (NTP) e a tensão de meia de saturação (P50) do sangue total foi encontrado como sendo inversamente relacionado ao tamanho do corpo. O maior P50 em peixes pequenos, análogo aos valores obtidos em estudos prévios, envolvendo comparações inter-específicas, poderia ser uma adaptação ao mais alto índice metabólico específico ao peso. Tanto o ATP como a guanosina trifosfato (GTP), reduziram a afinidade pelo oxigênio das soluções de hemoglobina purificadas, considerando a correlação de tamanho dependente de P50 e a concentração de NTP no sangue total. Embora em concentrações similares, nos eritrócitos, o GTP é mais potente que o ATP, como um modificador alostérico da função da hemoglobina.

Resumo Loricariichthys sp., um peixe aeróbico do rio Amazonas, tem um componente hemoglobinico principal. Estudos quantitativos na cinética de dissociação de O2 e combinação de CO a proteína foram efetuados por experimentos "stopped-flow" a diferentes valores de pH e uma concentração constante de 1,25 mM de ATP. A dissociação de oxigênio mostra um comportamento simples de 1.ª ordem e uma forte dependência de pH. Por outro lado, a cinética da combinação de CO foi homogênea e rápida a valores altos de pH, e lenta e claramente autocatalítica a valores de pH abaixo de 7,0.

Resumo Os quatro componentes de hemoglobina principais do hemolisado de Pterygoplichthys pardalis foram isolados e caracterizados. As propriedades funcionais investigadas para os componentes isolados compreendem o efeito de pH e ATP sobre: (i) o equilíbrio de O2, (ii) a cinética da dissociação de O2 (iii) a cinética da combinação de CO. O componente I, corresponde a aproximadamente 50% da hemoglobina total, é caracterizado por propriedades funcionais que são diferentes das dos componentes II, III e IV, os quais são semelhantes. Assim, é provado, uma vez mais, que componentes múltiplos num hemolisado caem na categoria de hemoglobinas caracterizadas por propriedades funcionais distintas e complementares.

Resumo São estudados o equilíbrio da oxigênio de hemoglobinas de Hypostomus e Pterygoplichthys e suas sensibilidades ao nucleosídio trifosfatos eritrocítico (NTP), ATP e guanosina trifosfato (GTP) para investigar o mecanismo pelo qual o sangue se adapta à respiração aérea e aquática, As hemoglobinas de ambas as espécies são heterogêneas. Todas as frações hemoglobinicas isoladas por focalização isoelétrica, revelaram uma alta sensibilidade a NTP, mas a GTP decresce a afinidade de O2 cerca de duas vezes tão efetivamente quanto a ATP. Foi encontrado um componente hemoglobínico catódico com um efeito Bohr revertido em Pterygoplichthys mas não em Hypostomus. Os dados são discutidos em relação à modulação do cofator in vivo, de afinidade pelo O2 do sangue e a importância adaptativa da heterogeneidade funcional de hemoglobinas de peixes.

Resumo O cascudo (Hypostomus sp.) induzido por água hipóxica a respirar ar apresentou o mesmo pH (7,39 a 30°C) que os peixes mantidos em água bem oxigenada e dependentes apenas da ventilação branquial (pH 7,41). Ocorreu retenção do CO2(aumento da PCO2de 3 para 20 torr) no grupo hipóxico indicando troca gasosa aquática reduzida, porém ela foi completamente compensada por um aumento no bicarbonato plasmático (de 2 a 13 mmol/L). Este padrão do balanço ácido-base é semelhante àqueles encontrados em comparações prévias entre espécies diferentes de vertebrados com respiração aquática e aérea. O teor mais elevado de bicarbonato plasmático de peixes aclimatados à hipóxia é considerado vantajoso na tamponação de ácidos metabólicos produzidos pelo matabolismo anaeróbico.

Resumo Hemolisados de Hoplias malabaricus e Hoplerythrinus unitaeniatus apresentaram padrões pouco nítidos de hemoglobina com 3 a 4 bandas, respectivamente, por eletroforesis alcalina em gel de disco. A afinidade da hemoglobina fracionada pelo oxigênio do Hoplerythrinus é cerca de um terço da do Hoplias; os valores do P50 para o Hoplias é cerca de 1,3 mm de Hg (pH 6,9 e 20ºC,. A adição de 1 mM ATP diminui a afinidade de oxigênio de cada hemoglobina 2,6 vezes. Ambas as hemoglobinas apresentam efeito Root e efeito Bohr; Δlog P50/Δ pH = -0,40 para hemoglobina fracionada no intervalo de pH 7 a 8. A velocidade de dissociação do oxigênio de cada hemoglobina é semelhante e é cineticamente homogênea com taxas de diminuição constante de 200-250 sec-1 no pH 6,2 para cerca de 25-26 no pH 7,7 com 1 mM ATP ou sem ele. A reação de combinação do CO para a hemoglobina do Hoplias é cineticamente heterogênea em todos os valores de pH e para a hemoglobina Hoplerythrinus em pH abaixo 7,5. As fases rápida e lenta explicam cerca da metade da reação observada. A heterogeneidade cinética e máxima em pH abaixo para ambas as hemoglobinas. A fase rápida para a hemoglobina do Hoplias é cerca de duas vezes mais do que para a hemoglobina do Hoplerythrinus.

Resumo O sistema de hemoglobina do jaraquí, Prochilodus sp. consiste em componentes múltiplos de hemoglobina. O derivado oxidado elui como uma espécie de único peso molecular em experimentos de filtração. O derivado carboxi tem um peso molecular aparente de 60.000 determinado por filtração de gel. Uma mudança de 44 vezes no p1/2 ocorre entre pH 6,4 e 8,6 na solução da hemoglobina. Esta mudança aumenta 388 vezes sob a mesma faixa de pH na presença de 1mM de ATP. A cooperatividade da união do oxigênio, medida por n na equação de Hill, é maior que um em pH acima de 6,7, porém menor que um quando abaixo deste valor. O hemolisado apresentou efeito "Root", sendo apenas 44% saturado a pH 6,4 em presença de 1mM de ATP e equilibrado com ar a uma atmosfera. Em 30°C e pH 7,6 o sangue total processa-se abaixo de p1/2, 4,7 mm de Hg, menor que o de maioria dos outros teleósteos amazônicos. Ambas as velocidades de combinação do monóxido de carbono e velocidade de dissociação do oxigênio são dependentes do pH e ATP. Entre pH 6,2 e 8,8 a velocidade do COon aumenta 10 vezes. ATP reduz a velocidade em valores de pH Intermediários. A velocidade de Ooff aumenta 2,4 vezes entre pH 8,8 e 6,7. A adição de 1 mM de ATP produz um aumento de 4,5 vezes sobre a mesma faixa de pH. Os baixos valores de n abaixo de pH 6,7 e a heterogeneidade da combinação de CO e o processo de dissociação da combinação de O2 sugerem que os componentes da hemoglobina podem ser funcionalmente diferenciados e/ou existem diferenças intramolecular nas propriedades cinéticas das cadelas oc e β.

Resumo O sangue completo dogimnotídeo teleósteo de respiração aquática, Sternopygus macrurus está 50% saturada com oxigênio a 5,2 mm Hg (valor aparente) a 30°C na ausência de CO2. A adição de 5,6% CO2 causa um aumento de 3 vezes o valor P50 aparente. A afinidade de oxigênio da hemoglobina de componente simples "stripped" a 20°C aumenta umas 20 vezes entre pH 5,8 e 8,6 na ausência de ATP. Esta diferença aumenta a 100 vezes na presença de 1mM ATP. Há um efeito Root marcado: A hemoglobina "stripped" só está 70% saturada com O2 a pH menor que 6 quando equilibrado com o ar. O valor do coeficiente de Hill, n, é máximo entre pH 7,0 e 7,5, e chega perto de 1,0 a pH alto. O valor é aproximadamente 1,5 a pH baixo na ausência de ATP e 1,0 na presença de 1mM ATP. As cinéticas de O2 são heterogêneas a todos os valores de pH, sendo mais heterogêneo a pH mais baixo. A taxa aumenta sustancialmente à medida que o pH diminui. As cinéticas de combinação de CO como medida pela técnica de fluxo detido são em grande parte homogêneas exceto a pH alto; porém as cinéticas de combinação depois de fotólise de "flash" são marcadamente heterogêneas.

Resumo A hemoglobina do bagre da Amazônia Pseudodoras sp. foi isolada e caracterizada; ela compreende um componente único. A composição da subunidade da hemoglobina é similar à de outras hemoglobinas de teleósteos. O peso molecular nativo aparente determinado pela filtração em gel é 66.000. O peso molecular aparente da subunidade é 14,300 por eletroíorese de diodecil sulfato de sódio. A hemoglobina não polimeriza após a oxidação por ferricianeto de potássio. A hemoglobina não apresenta efeito Root. Um pequeno efeito Bohr é evidente na hemoglobina livre de fosíato: Δ log P1/2/Δ pH não é mais do que cerca de -0.1 a -0.2, e aumenta para Δ log P1/2/Δ pH= -0.4 na presença de 1 mM ATP. A cooperatividade determinada pelo n da equação de Hill é baixa, variando de 0.8 para 1.7, entre os pH 6.1 e 8.6. Os valores de P1/2 das soluções de hemoglobina fracionada são extremamente baixos, menos que 0,5mm Hg, em todos os valores de pH examinados entre 6,1 e 9,0, A alta afinidade do oxigênio é refletida principalmente na velocidade de combinação de CO, que se assemelha às encontradas nas mioglobinas e nas subunidades isoladas da hemoglobina humana. Tanto a velocidade da combinação de CO quanto a velocidade da dissociação de O2 determinada por espectrofotometria de "stopped flow", são sensíveis ao pH e ao fosfato. Entre os pH 6,2 e 8,1, a velocidade de COon aumenta cerca de 5 vezes na hemoglobina livre de fosfato. A adição de 1 mM ATP causa uma depressão na velocidade em todos os valores nos pH examinados. A velocidade de O2off diminui 7 vezes, desde pH 6,0 ao pH 8,2, nas soluções de hemoglobina fracionada. A adição de 1 mM ATP induz uma diminuição de 10 vezes através da mesma escala. Nos valores de pH abaixo de 6,0, ocorre uma depressão na velocidade de 02off na hemoblobina fracionada o que indica um efeito Bohr ácido.

Resumo O componente único da hemoglobina de Brachyplatysoma sp, tem um peso molecular aparente de 69000 determinado por filtração de gel. A hemoglobina apresenta efeito Bohr tanto ácido quanto básico, efeito de fosfato orgânico e não apresenta efeito Root. O P1/2, de oxigênio do sangue completo varia de 10.7 mm Hg em soluções equilibradas no ar até 25,1 mm Hg após a adição de 5,6% CO2 ao gás equilibrado. O efeito Bohr medido para hemoglobina "stripped" entre pH 7,0 e 8,0 é Δ log P1/2/Δp = H —0,23. Adições de 1mM ATP induzem mudança no efeito Bohr a Δ log P1/2/Δ pH = —0,58 na mesma faixa de pH. O valor n das soluções de hemoglobina "stripped" varia de 1 a pH 7,0. Adições de 1mM ATP mudam a variação de n a valores de pH mais altos causando um aumento no valor de n, n=2 a pH 7,4. As cinéticas da ligação de monóxido de carbono e dissociação de oxigênio são dependentes do pH. A taxa CO "on" vira autocatalítica à medida que o pH diminui, indicando interações positivas das subunidades. A taxa O2 "off" foi homogênea a todos os valores do pH. Os efeitos Bohr da hemoglobina de Brachyplatystoma e outras hemoglobinas de pimeloidídeos são maiores que as determinadas para as hemoglobinas não fraccionadas de espécies mais sedentárias de outras famílias de bagres, tais como Loricariidae e Callichthyidae.

Resumo Foram isoladas as duas hemoglobinas, I e II do bagre de respiração aérea obrigatória Hoplosternum llttorale. A hemoglobina não fracionada apresenta alta atividade de oxigênio, efeito Bohr alcalino normal e efeito Root. Tanto o efeito Bohr quanto o efeito Root são aumentados por 1mM ATP. A hemoglobina I fracionada apresenta uma atividade relativamente alta de oxigênio, um efeito Bohr Inverso entre pH 6.0 e 8,0 (Δlog p50/ΔpH >0). porém sem apresentar efeito Root. Adição de 1mM ATP à hemoglobina I causa uma redução acentuada na afinidade oxigênio, mudança a um efeito Bohr alcalino normal (Δlog p50/Δ pH>0) mas não no efeito Root. A hemoglobina II fracionada apresenta menor afinidade de oxigênio a pH baixo e maior afinidade de oxigênio a pH alto que a hemoglobina I. A hemoglobina II apresenta um efeito Bohr alcalino acentuado que só é ligeiramente aumentado por 1mM ATP e um efeito Root a pH baixo que é aumentado por 1mM ATP. As velocidades de dissociação de O2 observadas e combinação de CO com os componentes I e II apresentam diferenças paralelas às observadas nas medições de equilíbrio de oxigênio.

Resumo As hemoglobinas do peixe que respira ar Synbranchus marmoratus apresentam componentes múltiplos e demonstram polimorfismo. Foi comparado o equilíbrio de oxigênio com células completas e hemoglobina Isolada. Há um efeito Bohr alcalino considerável e este é mais marcado em hemoglobina fracionada à qual tem sido adicionado 1 mM ATP. Foram estudadas as cinéticas de dissociação de oxigênio da combinação de oxiemogloblna e monóxido de carbono, apresentando cursos de tempo cinético surpreendentemente uniformes para um sistema composto de componentes múltiplos. Estes resultados são discutidos dentro do contexto das exigências do animal em um meio ambiente aquático-aéreo misto.