O oxigênio pode ser transportado dissolvido no sangue (em torno de 3% do total), no entanto, a hemoglobina é a principal responsável por essa tarefa. Essa é uma ligação reversível e fisicamente ocorre na porção heme da hemoglobina, podendo se ligar até quatro moléculas de oxigênio. Quando a pressão de oxigênio é alta (capilares pulmonares), o oxigênio liga-se à hemoglobina, porém quando a pressão de oxigênio é baixa (capilares teciduais), o oxigênio é liberado da hemoglobina. Assim, questiona-se: Quais fatores regulam a ligação adequada de oxigênio com a hemoglobina? E como esses fatores alteram o fornecimento de oxigênio?
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A hemoglobina funciona com um tampão de oxigênio dentro das hemácias. Quando o sangue passa pelos capilares pulmonares, a existência de um gradiente alvéolo-capilar gera fluxo, aumentando a PO2 no plasma. Com esse aumento da PO2 , a afinidade da hemoglobina pelo O2 também aumenta, então, existe uma relação da pressão parcial de oxigênio e o grau de saturação da hemoglobina.
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