O que são hemácias?

Afinal, o que são as hemácias? Também chamadas de eritrócitos ou glóbulos vermelhos, as hemácias são as células sanguíneas responsáveis pelo transporte de oxigênio e gás carbônico pelos tecidos do corpo, representando cerca de 90% das células sanguíneas. Essas células contêm o pigmento respiratório hemoglobina, formado por quatro grupos heme que têm um íon de ferro no centro.

As hemácias têm forma de disco bicôncavo e não têm núcleo ou organelas. Elas são produzidas pelas células-tronco da medula óssea vermelha e são capturadas e destruídas pelo baço, com uma vida média de 120 dias.

Alterações na quantidade de hemácias no sangue podem estar relacionadas a problemas de saúde, como deficiência pulmonar e câncer. A doença genética chamada de anemia falciforme é a condição na qual as hemácias são produzidas com forma alterada e não transportam gases de forma eficiente.

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Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre hemácias
• 2 - Características das hemácias
• 3 - Função das hemácias
• 4 - Estrutura das hemácias
• 5 - Produção de hemácias
• 6 - Causas das alterações nas hemácias
• 7 - Doenças relacionadas às hemácias
• 8 - Exercícios resolvidos sobre hemácias

Resumo sobre hemácias

• As hemácias são células sanguíneas responsáveis pelo transporte de oxigênio e gás carbônico pelos tecidos.
• Elas também podem ser chamadas de eritrócitos ou glóbulos vermelhos e representam cerca de 90% das células do sangue.
• As hemácias têm hemoglobina, um pigmento respiratório com afinidade com o oxigênio e o gás carbônico.
• A hemoglobina é composta por quatro grupos heme que contêm átomos de ferro.
• A quantidade alta (policetimia) ou baixa (anemia) de hemácias pode ser indicativo de problemas de saúde.
• As hemácias são produzidas pelas células-tronco da medula óssea vermelha por meio do processo de hematopoese.
• Algumas doenças genéticas, como a anemia falciforme, podem alterar a forma das hemácias produzidas pelo organismo.

Características das hemácias

As hemácias são células que compõem o tecido sanguíneo. Representam cerca de 90% das células do sangue e são chamadas também de glóbulos vermelhos ou eritrócitos.

As hemácias contêm o pigmento respiratório hemoglobina e são responsáveis pelo transporte de CO₂ e de O₂ pelos tecidos do corpo. O pigmento respiratório hemoglobina é uma característica comum aos animais vertebrados. Os únicos vertebrados que não apresentam hemoglobina ou outros pigmentos respiratórios são os peixes-gelo (família Channichthyidae), que vivem nas águas geladas da Antártida.

As hemácias têm forma de disco bicôncavo e, quando maduras, não têm núcleo nem organelas.

Função das hemácias

A função das hemácias é realizar o transporte de oxigênio e de gás carbônico pelos tecidos do corpo. Essas células têm uma grande quantidade de hemoglobina, um pigmento respiratório com grande afinidade com o oxigênio e o gás carbônico. O pigmento hemoglobina é o que dá o seu vermelho característico ao sangue. A afinidade química desse pigmento aos gases envolvidos nas trocas gasosas é o que permite que esse processo ocorra nos vertebrados.

O transporte rápido e eficiente desses gases pelos tecidos é essencial, pois a troca gasosa depende da razão entre volume e superfície. Dessa forma, na ausência de pigmentos respiratórios, nosso corpo não conseguiria transportar esses gases pelo nosso sangue da maneira satisfatória.

Além disso, a hemoglobina das hemácias desempenha função de tampão no sangue. Essa função diz respeito ao controle de pH do sangue, cujas variações podem ser extremamente perigosas. O pH normal sanguíneo pode variar entre 7,35 e 7,45, sendo levemente básico. A manutenção do pH se deve à função tamponante da hemoglobina.

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Estrutura das hemácias

As hemácias são originadas de células precursoras que expelem o núcleo e as organelas. Assim, as hemácias maduras presentes em nosso sangue não têm núcleo ou organelas. São compostas por membrana plasmática, citosol e uma série de compartimentos membranosos que contêm grandes quantidade de hemoglobina.

A forma de disco bicôncavo fornece uma proporção entre superfície e volume, facilitando as trocas gasosas entre o pigmento respiratório e os tecidos. Os pigmentos respiratórios, de forma geral, são compostos por complexos de proteínas e íons metálicos. A hemoglobina contém quatro grupos prostéticos chamados heme, que se associam à globina, uma proteína tetramérica.

Cada grupo heme contém em seu centro um átomo de ferro, no estado ferroso (íon Fe²⁺), ligado a quatro átomos de nitrogênio. Essa estrutura central dos grupos heme é chamada de anel porfírico e é responsável pelas ligações com o oxigênio e com o gás carbônico. A hemoglobina saturada de O₂ é chamada de oxiemoglobina e tem cor vermelho vívido. Já a hemoglobina saturada de CO₂ é chamada de carboxiemoglobina e tem um tom de vermelho mais escuro.

Produção de hemácias

A produção de hemácias ocorre na medula óssea e é chamada hematopoese. A medula óssea é um tecido conjuntivo vascular e gelatinoso presente nas cavidades medulares dos ossos longos e nos interstícios dos ossos esponjosos. A medula óssea é separada do osso pelo endósteo, e, neste tecido, ocorre a produção de células do sangue.

A hematopoese se inicia no quinto mês durante o desenvolvimento do organismo ainda no útero e ocorre por toda a vida. A medula óssea vermelha contém células-tronco, ou seja, células multipotentes que podem se diferenciar e dar origem às células sanguíneas. As células-tronco ficam reservadas à medula óssea, e se dividem formando as células progenitoras. Estas passam pelo processo de diferenciação celular. No caso das hemácias, elas perdem o núcleo e as organelas e adquirem a sua forma características de disco bicôncavo.

As hemácias maduras adentram a corrente sanguínea e desempenham sua função de transporte gasoso. O tempo de vida das hemácias em nosso corpo é de cerca de 120 dias. Ao final da vida, quando já estão rígidas, as hemácias são capturadas pelo baço. Esse órgão é responsável por recolher e destruir as hemácias que estão envelhecidas. Assim, nossos eritrócitos estão constantemente sendo renovados, produzidos pela medula óssea e recolhidos e destruídos pelo baço.

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Causas das alterações nas hemácias

As hemácias são células sanguíneas essenciais, e alterações na sua forma ou quantidade podem apresentar consequências negativas ao nosso corpo.

• Hemácias altas: uma quantidade maior do que o normal de hemácias no sangue é chamada de policitemia. Essa condição pode ser sinal de mau funcionamento do baço, pulmões e/ou outras estruturas vasculares. Tem relação com problemas que interferem na eficiência do transporte de oxigênio, causando o aumento da produção de hemácias como forma compensatória. O tabagismo diminui a eficiência da hemoglobina, pois a nicotina se liga aos grupos heme, impedindo as ligações de oxigênio e de gás carbônico. Dessa forma, é uma das causas possíveis de policitemia. Essa condição pode causar fraqueza, fadiga, cefaleia, hiperidrose e pode desencadear formação excessiva de coágulos. O principal indicativo para essa condição é um exame de hemograma.

• Hemácias baixas: a baixa quantidade de hemácias normais no sangue é a condição chamada de anemia. As causas são múltiplas, como deficiência de ferro, de vitaminas, câncer ou sangramentos. A anemia está relacionada à fraqueza, fadiga, dor de cabeça e falta de ar. Dietas carentes em nutrientes podem causar anemia, mas também existem condições genéticas ou em decorrência de outras doenças que prejudicam a hematopoese, como a leucemia. O principal indicativo para essa condição é um exame de hemograma.

• Hemácias na urina: em situações normais a urina não contém hemácias. Assim, quando existem hemácias na composição da urina, condição chamada de hematúria, pode ser um indicativo de problemas renais. Infecções urinárias, mau funcionamento do rim ou traumas no sistema urinário podem resultar em hemácias na urina. Os exames de urinam são os principais indicadores dessa condição. Outros eventos como a menstruação podem causar contaminação do exame de urina e fazer com que este aponte a presença de hemácias.

Doenças relacionadas às hemácias

A quantidade de hemácias pode ser um indicador de diversas condições que são caracterizadas por problemas de saúde. Algumas doenças estão relacionadas à forma das hemácias, como a anemia falciforme, uma das principais doenças relacionadas às hemácias.

A hemácia normal tem forma de disco bicôncavo, o que se relacionada à eficiência no transporte gasoso por conta da razão entre a superfície e o volume. A anemia falciforme é uma doença genética e hereditária, recessiva, na qual as hemácias são produzidas com uma forma de “foice”. Essa forma alterada leva a problemas no transporte de oxigênio e de gás carbônico, fazendo com que o pigmento respiratório hemoglobina não aja como o esperado por conta de sua distribuição na célula com formato alterado.

Exercícios resolvidos sobre hemácias

Questão 1

(Fuvest) O processo de transporte de O2 para a respiração pode ser entendido como um processo de equilíbrio químico entre a hemoglobina (Hb) e o O2. A Hb é uma proteína do sangue responsável pelo transporte do O2 que também pode existir na forma protonada como HbH+. Dependendo da concentração de CO2, podem ocorrer a alcalose ou a acidose respiratória. A ligação do oxigênio com a HbH+ gera a forma oxigenada (HbO2), como pode ser representado pela equação química simplificada:

HbH+ (aq) + O2(g) $\leftrightarrow$ HbO2(aq) + H+ (aq)

O dióxido de carbono liberado na respiração pode alterar esse equilíbrio devido à formação de ácido carbônico, representado pela equação:

CO2(g) + H2O(l) $\leftrightarrow$ H+ (aq) + HCO3 − (aq)

Com base nessas informações, é correto afirmar:

A) Nos pulmões, onde a concentração de oxigênio é mais elevada, a forma de hemoglobina favorecida é a protonada.

B) Nos tecidos humanos, onde é consumido O2 pelo metabolismo, a forma de hemoglobina favorecida é a HbO2.

C) Quando uma pessoa expira mais depressa que o normal, a concentração de dióxido de carbono no seu sangue diminui e, nessas situações, a forma de hemoglobina favorecida é a forma protonada.

D) Nos tecidos humanos, onde é liberado dióxido de carbono produzido pelo metabolismo, a forma de hemoglobina favorecida é a forma protonada.

E) Nos tecidos humanos, onde é liberado dióxido de carbono produzido pelo metabolismo, a forma de hemoglobina favorecida é a HbO2.

Resolução:

Alternativa D.

A forma protonada da hemoglobina é HbH+. Ao se ligar ao oxigênio, transforma-se em HbO2, uma forma não protonada. Dessa forma, em tecidos ricos em oxigênio, a forma favorecida é não protonada. Em tecidos ricos em gás carbônico e, portanto, pobres em oxigênio, a forma favorecida da proteína é HbH+ (protonada). O aumento de frequência respiratória aumenta a oxigenação e, assim, favorece a forma HbO2. A alternativa correta, portanto, é a alternativa D.

Questão 2

(Enem)

As lhamas que vivem nas montanhas dos Andes da América do Sul têm hemoglobinas geneticamente diferenciadas de outros mamíferos que vivem ao nível do mar, por exemplo. Essa diferenciação trata-se de uma adaptação à sua sobrevivência em altitudes elevadas onde o ar é rarefeito.

SCHMIDT-NIELSEN, K. Fisiologia animal: adaptação ao meio ambiente. São Paulo: Santos, 2002.

A adaptação desses animais em relação ao seu ambiente confere maior 

A) afinidade pelo O₂, maximizando a captação desse gás.

B) capacidade de tamponamento, evitando alterações de pH no sangue.

C) afinidade pelo CO₂, facilitando seu transporte para eliminação nos pulmões. 

D) velocidade no transporte de gases, aumentando a eficiência de troca gasosa.

E) solubilidade de gases no plasma, melhorando seu transporte nos tecidos.

Resolução:

Alternativa A.

A adaptabilidade a elevadas altitudes se relaciona ao transporte de gases no sangue, uma vez que o oxigênio é rarefeito nessas condições. Assim, essas adaptações são ligadas a uma maior eficiência na absorção de oxigênio, pois esse gás está em menor quantidade em elevadas altitudes. Uma modificação que organismos de altitudes baixas passam ao migrarem para locais de alta altitude é o aumento da quantidade de hemácias. No caso do enunciado, trata-se de um animal que é endêmico da região e possui alteração genética na composição das hemácias e não na quantidade. Essas modificações não podem, portanto, estar ligadas ao tamponamento, ao transporte de gás carbônico ou à velocidade de troca gasosa. A única alternativa que contempla uma modificação relacionada à quantidade de oxigênio do ar é a alternativa A.

Fontes

GARTNER, Leslie P. Tratado de Histologia. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2022.

LORENZI, Therezinha F. et al. Manual de Hematologia - Propedêutica e Clínica. Rio de Janeiro: Medsi, 2003.

RANDALL, D., BURGGREN, W., FRENCH, K. ECKERT. Fisiologia Animal: Mecanismos e Adaptações. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2014.