Porfirinas: pigmentos naturais e suas funções

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Porfirina 
A cor dos organismos vivos: 
• Coloração própria da hemoglobina e da 
clorofila é atribuída ao núcleo tetra pirólico 
• Moléculas orgânicas com uma estrutura 
geral de microciclo tetrapirolico 
-4 Anéis pirólico ligados por ligação 
metílicas 
- No centro há 4 atamos de azoto para 
acomodar um íon metálico 
São pigmentos de cor púrpura e de origem natural: 
• Estrutura em anel -> absorvem luz a um 
comprimento de onda próximo dos 410 nm 
• Ion metálico 
Porfinas 
• Núcleo mãe de todas as porfirinas 
• Anéis tetrapirolico cíclicos conjugados com 
metais 
• 4aneis heterocíclico (A,B,C,D) 
• Ligados entre si por grupo meteno 
• 3 classes de compostos tetrapirolico: 
- Hemes 
- Clorofilas 
- Cobalaminas (vitamina B12) 
 Combinam-se prontamente com metais formando 
metaloporfirinas 
- Metais que combinam com atamos de azoto 
(nitrogênios) centrais das porfirinas 
• As metaloporfirinas biologicamente importantes 
utilizam: 
• Ferro (hemopoetinas) 
• Magnésio (clorofilas) 
 • Cobalto (Vit. B12) 
 • Os complexos de ferro são conhecidos, 
coletivamente, por HEMEs 
• Protoporfirina IX de ferro 
Grupo prostético de várias enzimas e cromo 
proteínas: Catalase e peroxidase 
• Fe catalisa dismutação H2O2 
Citrobromo b (fígado) 
• Transporta elétrons entre as proteínas 
• P450 Desintoxicação de drogas 
Hemoglobina e Mioglobina 
• Transporte O2, CO2 
Pigmentos Biliares 
• Bilirrubina 
 Clorofila 
 
 Funções: 
• Transporte e armazenagem de oxigênio 
• Fotossíntese 
• Oxidação intracelular 
• Transporte de elétrons Heme 
 
Heme 
Presente na hemoglobina, mioglobina -Proteínas 
conhecidas como proteínas heme 
Complexo orgânicos com estrutura em anel ao qual 
se ligam atamos de Fe+2 
4 anéis pirólico ligados por pontes de azoto (-N‐) 
 
Proteína férrica: 
Derivam de AA: 
• Glicina reage com succinil COA que forma a 
gama aminolevulinato (ALA) 
• Duas moléculas de gama se condensam 
para formar porfibilogênio 
• Dois porfibilogênio se unem para formar 
Protoporfirina 
-Enzima ferroquelatasse incorpora o Fe+ 
após montagem de Protoporfirina 
Produção ocorre no fígado e na medula óssea 
- Regulada por feedback inibitório de 
concentrações heme 
 Defeitos gênicos podem levar ao acumulo de 
intermediários da via causando as porfirinas 
 
 
Porfirias 
• Distúrbios herdados ou adquiridos 
• deficiências funcionais ou quantitativas de 
qualquer uma das enzimas que participam do 
processo de síntese da heme 
 
• barbitúricos, drogas anticonvulsivantes e 
antibióticos do grupo das sulfonamidas; 
progesterona e esteroides podem desencadear os 
sintomas, assim como as dietas hipocalóricas e 
pobres em carboidratos ou o consumo de grandes 
quantidades de bebidas 
alcoólicas. 
 
• A síntese da heme prejudicada causa o 
acumulo de um de seus precursores 
• Porfirinas são toxicas em altas 
concentrações nos tecidos 
• Se manifestam através de problemas na pele 
e/ou com complicações neurológicas 
• São classificadas de acordo com suas 
deficiências enzimaticas especificas no processo de 
síntese do heme. 
• Protoporfirina eritropoietina 
• portifiria relativamente branda e hereditária 
(dominante) 
• Deficiência da enzima ferroquelatase 
• Quantidades excessivas de Protoporfirina 
acumulam no plasma, células sanguíneas e fígado 
• Sintomas 
• Hipersensibilidade da pele a exposição solar e 
algumas fotos de luz artificial, como luz 
fluorescente (fotosensibilidade) 
• Exposta aluz, a pele pode tornar—se pruriginosa 
e vermelha com sensação de queimação 
• Mãos, braços e face são as áreas mais 
comumente afetadas 
• Complicações relacionadas a função hepática e da 
vesícula biliar. 
Porfiria aguda intermitente: Neurológica 
• deficiência da enzima porfobilinogenio 
desaminase 
• Sintomas ocorrem após a puberdade (mais 
frequentes nas 
mulheres) 
• Sintoma mais comum e a dor abdominal 
(incluem a náusea, o vomito, a constipação ou a 
diarreia e a distensão abdominal) 
• Micção difícil, aumento da frequência cardíaca, a 
hipertensão arterial, a sudorese e a agitação 
• Decorrentes dos efeitos sobre o sistema nervoso 
= fraqueza progressiva/ tremores e convulsões 
 
Porfiria cutânea tardia 
• 1:25.000 
• Baixos níveis da enzima Uroporfirinogenio III 
descarboxilase 
• Sinais e sintomas ocorrem na vida adulta 
• Pele se torna mais sensível a luz solar ‐ 
desenvolvem bolhas, cicatrizes, mudanças na 
pigmentação e Hipertricose. 
• Excesso de pelos, inchaço e necrose 
• Dentes e unhas avermelhados 
• Níveis aumentados de ferro no fígado =risco de 
Hepatite/cirrose 
 
Hemoglobina e mioglobina 
C2952 H4664 O832 S8 Fe4 
• Tetrâmero composto de dois tipos de cadeias de 
globina 
• Cada cadeia proteica está ligada a um grupo heme 
• Alostérica: 
 A ligação e a libertação do oxigênio e 
regulada por mudanças na estrutura provocadas 
pela própria ligação ao grupo heme. 
Função: 
• Transporte O2 do pulmão aos tecidos 
• Transporte CO2 dos tecidos ao Pulmão 
• Alta afinidade com CO, O2 pouco solúvel 
em H2O 
Difusão não eficiente. Nenhum AA liga-se ao O2 
(somente Fe) 
Fe + O2 = Radical livre 
 
HEME + O2 => Alterações conformacionais 
• Estrutura do HEME afeta a forma de interação 
com o O2 
• Heme livre = maior afinidade pelo CO 
• Heme na Hemoglobina: 
- Globina dificulta interação do CO 
• Movimentos moleculares = permitem entrada do 
O2 na molecula– liga ao Heme 
 
• Alterações conformacionais: 
• Estado R = O2 = Maior afinidade 
• Estado T= mais estável = 
Desoxihemoglobina 
 
• Saturação: Quantidade de O2 menos disponível 
para os tecidos, ainda acoplado a hemoglobina, 
• Sangue Arterial = 96% 
• Sangue Venoso = 64% 
 
 
Hemoglobina 
 Tipos: 
• Embrionária: 
 Gower 1 (ξ2ε2) e Gower 2 (α2ε2) 
Hemoglobina de Portland (ζ2γ2) 
• Fetal: 
 Hemoglobina F (α2γ2) 
• Adultos: 
Hemoglobina A (α2β2): mais comum, 
correspondendo a 95 % da hemoglobina total). 
 
Hemoglobina A2 (α2δ2): cadeias δ são 
sintetizadas no último trimestre após o parto, seu 
nível normal e de 2,5 %. 
 Hemoglobina F (α2γ2): Nos adultos, e 
restrita 
 
 
ANEMIA FALCIFORME 
- Genótipo: 
Homozigose para HbS (anemia falciforme) 
• Quando desoxigenadas, se organizam em longos 
polímeros de filamentos causando deformidades 
nas hemácias “hemácia em Foice” 
• Maior quantidade no baco 
• Agregação hemácias em capilares = lesões a 
tecidos 
 
Talassemia 
• Alteração quantitativa da síntese de globinas (α / 
β) 
• as globinas que são sintetizadas normalmente 
acumulam-se nos eritrócitos => agregação e 
precipitação 
• Precipitados danificam a membrana e destroem 
prematuramente essas células provocando a 
anemia 
 
Glicosada ou glicada 
• Hemoglobina + Glicose presente no sangue 
• Glicose permanece na hemoglobina durante todo 
o seu tempo de vida 
• 2 a 3 meses. 
• Auxilia o diagnóstico e monitoramento da 
diabetes 
• Quanto mais açúcar no sangue, maiores são as 
chances de a hemoglobina ser glicosada. 
 
Mioglobina 
• Proteína globular 
• Monomérica 
• Uma subunidade 
• cadeia de 154 aminoácidos 
• Principal transportador e armazenador 
intracelular de oxigênio nos tecidos musculares 
• Forma mais simples de transportar oxigênio 
molecular (O2) 
• Um núcleo portirico com um átomo de 
ferro 
• Um grupo HEME 
• Degrada oxido nítrico (NO) 
• Oxidante formado durante a lesão 
isquêmica do Musculo 
• Após uma lesão isquêmica da fibra muscular, a 
mioglobina e liberada precocemente na circulação, 
razão pela qual sua dosagem está relacionada ao 
diagnóstico de infarto do miocárdio 
 
DEGRADAÇÃO: Fonte de pigmentos biliares 
• Liberada durante a morte de eritrócitos 
• Degradada até liberar: 
 
 
Bilirrubina: 
Originada pela degradação do grupo HEME 
• Hemeoxigenasse converte heme a Biliverdina, 
liberando Fe++ e CO 
• Fe++ liga-se a ferritina dentro do 
macrofago 
• Biliverdina e convertida a Bilirrubinapela 
biliverdina‐redutase 
• Bilirrubina e apolar, insolúvel 
• Antioxidante mais abundante nos tecidos 
e circulante no sangue 
• Bilirrubina: 
• Bilirrubina Livre ‐ Circula na corrente 
sanguínea complexada com a ALBUMINA (Apolar) ‐ 
Indireta 
• Bilirrubina Conjugada – FIGADO‐ ligada ao 
acido Glicuronico (Bilirrubina—diglicuronato = BILE 
= Polar) 
 
 
 
Fígado: 
1. Bilirrubina e transformada em bilirrubina 
diglucuronido pela enzima Glicorunil Bilirrubina 
transferase 
2. Bilirrubina diglucuronido é secretada no 
duodeno (Bile) 
3. Bactérias do IG a transformam em 
Urobilinogênio 
4. Parte do Urobilinogênio e reabsorvido e 
transportado pelo sangue aos rins, onde e 
transformado em Urobilina (cor amarela a urina) 
5. Urobilinogênio que permanece no intestino e 
convertido em Estercobilina por bactérias (cor 
marrom as Fezes) HEME Sangue com ALBUMINA 
Bactérias HEME oxigenasse Biliverdina redutase 
Intestino. 
 
Hiperbilirrubinemia 
• Icterícia 
• Taxa de produção de Bilirrubina e maior que a 
taxa de excreção 
• Icterícia Obstrutiva 
• Icterícia Hemolítica 
• Aumento da bilirrubina sanguínea: 
• Funções hepáticas danificadas 
• Bloqueios na secreção da Bile 
• Alta taxa de lise de eritrócitos 
• Recém nascidos: 
- Não produzem glucuronil bilirrubina transferase o 
suficiente• Luz fluorescente causa conversão 
fotoquímica da bilirrubina em compostos solúveis 
e fáceis de serem eliminados (Conjugada)