Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
APOSTILA DE BIOQUÍMICA CLÍNICA 1 Universidade Federal do Rio de Janeiro Instituto de Bioquímica Médica Laboratório de Estrutura e Regulação de Proteínas e ATPases - LERPA Prof. Tarcizio José dos Santos Filho Farmacêutico Bioquímico (FF/UFRJ) Mestre em Química de Produtos Naturais – Síntese Orgânica (NPPN/UFRJ) Doutorando em Química Biológica (IBqM/UFRJ) tarciziosantos@gmail.com tjfilho@bioqmed.ufrj.br 1ª Edição – 2 0 1 2 Rio de Janeiro mailto:tarciziosantos@gmail.com mailto:tjfilho@bioqmed.ufrj.br ASSUNTO Capítulo TIETZ HENRY 1. Técnicas Analíticas em Bioquímica Clínica 4 e 6 3 2. Proteínas Plasmáticas 18 13 3. Nitrogenados Não-Protéicos 21 10 4. Eletrólitos e Gases Sanguíneos 24 9 5. Carboidratos 22 11 6. Lipídios 23 12 7. Doença Hepática 19 e 36 14 8. Doença Cardiovascular 19 e 33 15 9. Urinálise - 18 2 Relação de Capítulos dos Livros-Texto Utilizados neste Curso Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc HENRY, John Bernard. Diagnósticos Clínicos e Tratamento por Métodos Laboratoriais. 20ª ed. São Paulo: Editora Manole, 2008. BURTIS, Carl A.; ASHWOOD, Edward R. Tietz: fundamentos de química clínica. 6ª ed. Rio de Janeiro: Editora Saunders Elsevier, 2008. Bibliografia Recomendada 3 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Técnicas Analíticas em Bioquímica Clínica 4 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Sumário TÉCNICAS ANALÍTICAS EM BIOQUÍMICA CLÍNICA Fotometria e Espectrofotometria Fotometria de Reflexão Espectrofotometria de Emissão de Chama Espectrofotometria de Absorção Atômica Fluorimetria Citometria de Fluxo Hematofluorímetro Fosforimetria Luminometria Quimioluminescência Bioluminescência Eletroquimioluminescência Nefelometria e Turbidimetria ELETROFORESE Gel de Amido e Acetato de Celulose Gel de Agarose Gel de Poliacrilamida 5 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc MÉTODOS ÓPTICOS TIPO EXEMPLO ABSORÇÃO Absorção atômica Densitometria Espectroscopia de luz IV/FT Fotometria Espectrofotometria EMISSÃO Espectrofotometria de emissão de chama Fluorimetria Luminometria (luz emitida de Luminescência, Quimioluminescência ou reação de Eletroquimioluminescência) Fosforimetria POLARIZAÇÃO Espectroscopia de polarização de fluorescência, polarimetria DISPERSÃO Nefelometria e Turbidimetria 6 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Técnicas Ópticas Fotometria Medida da intensidade luminosa ou a quantidade de luminosidade incidente em uma superfície, independente do comprimento de onda. Espectrofotometria Trata da medida da intensidade da luz EM COMPRIMENTOS DE ONDAS SELECIONADOS (Espectros) 7 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 8 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Comprimentos de onda Luz: energia radiante das regiões de luz visível e ultravioleta do espectro (290 a 800 nm) 9 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Luz: Dualidade Onda-Partícula A luz não é somente uma onda eletromagnética, podendo também se comportar como se fosse composta de pacotes discretos de energia chamados fótons, cuja energia é inversamente proporcional ao comprimento de onda. 10 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Transmitância e Absorbância Quando um feixe de luz incidente com intensidade I0 passa através de uma célula quadrada contendo uma solução com um composto que absorve luz em comprimento de onda específico, , a intensidade do feixe de luz transmitida IS é inferior a I0, e a luz transmitida é definida como: 11 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Transmitância e Absorbância Parte da luz incidente, entretanto, pode ser refletida pela superfície ou absorvida pela parede da célula ou solvente. Estes fatores são eliminados pela utilização de uma célula de referência idêntica à da amostra. Transmitância: Na prática, faz-se o ajuste com o branco (as duas cubetas são inseridas simultaneamente) Absorbância: 12 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Transmitância e Absorbância Conceitualmente: Transmitância = A medida da intensidade de um feixe luminoso que atravessa um meio (no caso, a solução analisada) cuja densidade seja diferente da densidade do solvente (utilizado na solução). Absorbância = O quanto de luz que esse meio é capaz de absorver em relação à célula de referência (branco). Ou: Transmitância = o quanto que passa de luz Absorbância = o quanto que fica de luz 13 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Lei de Lambert-Beer Lei resultante da fusão dos conceitos estabelecidos pela lei de Lambert e a Lei de Beer. Lei de Lambert A TRANSMITÂNCIA diminui exponencialmente à medida que a ESPESSURA DO MEIO ABSORVENTE aumenta aritmeticamente. 14 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Lei de Beer A TRANSMITÂNCIA diminui exponencialmente à medida que a CONCENTRAÇÃO do meio aumenta aritmeticamente. Assim, a lei de Beer é a mais adequadamente aplicada às técnicas de espectrofotometria. Porém, não podemos esquecer da lei de Lambert, pois certos concursos gostam de perguntar justamente o que você acha que sabe! Querem ver? 15 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 16 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Lei de Beer Matematicamente, a lei de Beer pode ser expressa por: 17 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Lei de Beer • A proporcionalidade direta entre a absorbância e a concentração deve ser estabelecida experimentalmente para um determinado instrumento sob condições especificadas. • Freqüentemente existe uma relação linear até certa concentração ou absorbância, até onde a solução respeita a Lei de Beer. • Na prática, quando a solução alcança concentração tal que a relação linear com a absorbância é perdida, procede-se a diluição da amostra, multiplicando o valor experimental obtido pelo número de diluições realizadas. 18 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Lei de Beer Assim, a Lei de Beer só é seguida se: 1. A radiação incidente sobre a substância de interesse é monocromática 2. A absorção pelo solvente é insignificante, quando comparada com a absorbância do soluto 3. A concentração do soluto está dentro dos limites 4. Não há interferência óptica 5. Não ocorre reação química entre a molécula de interesse e outra molécula do soluto ou solvente 19 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 20 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Espectrofotometria Espectrofotometria de UV – quando a fonte luminosa emite radiação na faixa ULTRAVIOLETA (entre 180 e 390 nm). Espectrofotometria de IV – quando a fonte luminosa emite radiação na faixa do INFRAVERMELHO (770 e 12.000 nm). 21 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Fotometria de Reflexão A luz difundida incide em uma mistura de reação localizada em um carreador, e a luz refletida é medida. A intensidade da luz refletida é comparada, então, com a intensidade da luz refletida em uma superfície de referência. Espectrofotometria de Emissão de Chama Baseia-se nas características de emissão de luz por átomos de diversos elementos metálicos quando é fornecida energia suficiente, como, por exemplo, uma chama quente. Principal uso dosagem de : LÍTIO SÓDIO POTÁSSIO 22 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Espectrofotometria de Absorção Atômica • Nesta técnica, o elemento contido na amostra é excitado pela chama (que não o faz adequadamente), e a energia radiante, obtida ao longo do processo, é medida enquanto o elemento retorna ao nível de mais baixa energia. • Quando a luz da lâmpada de catodo oco penetra na chama produzida pela queima do elemento na amostra, parte dessa luz é absorvida pelos átomos no estado fundamental, levando à redução da intensidade dos raios na chama. Este processo é denominado Absorção Atômica. 23 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc • A lâmpadade cátodo oco utilizada é constituída do próprio material a ser analisado, a fim de produzir um comprimento de onda de luz específico do material. Ex.: Catodo de sódio comprimento de onda 589 nm indicado para medir sódio. • Em geral, a AA é100 vezes mais sensível que a emissão de chama, e também mais específica para cada elemento, graças ao comprimento de onda da lâmpada de catodo seco. Espectrofotometria de Absorção Atômica Lâmpada de Bário 24 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 25 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Fluorimetria A fluorescência ocorre quando uma molécula absorve luz em um comprimento de onda e a reemite em comprimento de onda maior. A fluorimetria é definida como a medição da fluorescência da luz emitida por um átomo ou molécula. 26 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Tipos de fluorímetros e espectrofluorímetros Citômetro de fluxo Citometria refere-se à medida física e/ou química de características celulares, ou por extensão, outras partículas biológicas (plaquetas, por exemplo). A citometria de fluxo combina fluorimetria induzida por laser e análise de dispersão da luz em partículas pela forma e tamanho, utilizando luz baixa e dispersão de luz em ângulo reto. 27 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Citômetro de fluxo 28 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Hematofluorímetro O hematofluorímetro é um fotofluorímetro de superficie frontal com canal simples dedicado à análise de zinco protoporfirina no sangue total Um hematofluorímetro típico utiliza uma lâmpada de quartzo e tungstênio. Uma gota de sangue total é depositada sobre um pequeno vidro retangular que funciona como cubeta. 29 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Nefelometria e Turbidimetria A dispersão da luz é um fenômeno físico resultante da interação da luz com partículas em solução. A nefelometria e a turbidimetria são técnicas analíticas utilizadas para medir a luz dispersa. Turbidimetria: A turbidez diminui a intensidade do feixe de luz incidente enquanto este passa por uma solução contendo partículas. A turbidimetria mede a diminuição desta intensidade. 30 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Nefelometria A nefelometria é definida como a detecção de energia da luz dispersa ou refletida em direção a um detector que não se encontra na trajetória direta da luz transmitida. Alguns nefelômetros são projetados para medir a luz dispersa em ângulos diferentes de 90º para aproveitar o aumento na intensidade para frente causada pela dispersão da luz por partículas maiores (Ex.: Complexos Imunes) 31 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 32 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc ELETROFORESE 33 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc ELETROFORESE Refere-se à migração de partículas ou solutos carregados em um meio líquido sob a influência de um campo elétrico. 34 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc É a técnica mais comumente usada em aplicações clínicas, onde as moléculas carregadas migram em zonas, normalmente em um meio de suporte poroso, como um gel de agarose, após a amostra ter sido misturada a uma solução-tampão. É gerado um eletroferograma, uma representação de zonas de proteínas, cada uma finamente separada das zonas vizinhas sobre o material de suporte. ELETROFORESE ZONAL 35 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Eletroferograma e zonas de proteínas 36 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 37 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc ELETROFORESE ZONAL As zonas de proteína são visualizadas quando o meio de suporte é corado com um corante específico para proteína. O meio, então, é seco, e as zonas são quantificadas em um densitômetro. O meio de suporte é seco e mantido como um registro permanente. 38 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc TEORIA DA ELETROFORESE - Espécies químicas carregadas eletricamente (por ionização) movem-se em direção ao catodo (eletrodo negativo) ou ao anodo (eletrodo positivo), dependendo da carga que possuem. - Os íons positivos (cátions) migram em direção ao catodo, e os ions negativos (ânions) migram em direção ao anodo. - Moléculas ANFÓLITAS, que são carregadas tanto positiva quanto negativamente, adquirem uma carga positiva em uma solução mais ácida do que seu ponto isoelétrico, e migram em direção ao catodo. 39 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc RELEMBRANDO: Ponto Isoelétrico! É O VALOR DO pH ONDE UMA MOLÉCULA, POR EXEMPLO UMA PROTEÍNA OU AMINOÁCIDO, APRESENTA CARGA ELÉTRICA LÍQUIDA IGUAL A ZERO = HÁ EQUILÍBRIO ENTRE AS CARGAS NEGATIVAS E POSITIVAS DOS GRUPOS IÔNICOS DE UM AA OU PROTEÍNA 40 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc TEORIA DA ELETROFORESE A velocidade de migração é dependente de fatores tais como: 1. Carga elétrica líquida da molécula 2. Tamanho e forma da molécula 3. Força do Campo Elétrico 4. Propriedades do meio de suporte 5. Temperatura de operação A mobilidade eletroforética (μ) é definida como a velocidade de migração (cm/s) por unidade de força de campo (volts/cm): 41 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc DESCRIÇÃO TÉCNICA Tampão 1. Conduz a corrente aplicada 2. Estabiliza o pH no qual a eletroforese é realizada 3. Determina a carga elétrica do soluto 4. Sua força iônica influencia na condutância do suporte, densidade da nuvem iônica em torno da molécula carregada, a velocidade da sua migração e a nitidez das zonas eletroforéticas Meios de suporte 1. Gel de amido e acetato de celulose 2. Agarose 3. Poliacrilamida 42 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 43 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 44 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Quantificação das Zonas de Proteínas Tipo de separação Coloração Proteínas Séricas em geral Amido Black (Naftol Azul Preto) Azul Brilhante de Coomassie Ponceau-S Zonas de Lipoproteínas Fat Red 7B (Vermelho de Sudan 7B) Óleo vermelho 7B (Oil Red O) Preto de Sudan B (Sudan Black B) 45 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 46 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Proteínas Plasmáticas 47 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Sumário PROTEÍNAS PLASMÁTICAS Pré-Albumina Metabolismo da vitamina A (Transtiretina) Albumina Principal proteína plasmática α1- Antitripsina Modula a proteólise endógena α2 – Macroglobulina Inibidor de proteinases / Ptn volumosa Haptoglobina Ligante da Hb livre β-Lipoproteína LDL Transferrina (siderofilina) Transporte de ferro para síntese de Heme Complemento Proteínas da imunidade humoral inata Fibrinogênio Mais importante fator de coagulação Ceruloplasmina Proteína ligante do cobre Globulina Gc Ligante da vitamina D Hemopexina Ligante do Heme Glicoproteína α1-ácida (orosomucóide) Ligante de progesterona e outros lipófilos Proteína C-Reativa Ligante de Fosfatidilcolina e ácidos nucleicos 48 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS 49 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS Primária: Seqüência linear de aminoácidos 50 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Secundária: Configurações tridimensionais regulares = α-hélice, β-pregueadas e encurvadas ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS 51 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Terciária: Tridimensional real ou padrão de dobramento da proteína singularmente determinado pela sua seqüência de aminoácidos ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS 52 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS Quaternária: Complexos mais estáveis, como dímeros, trímetros e tetrâmeros 53 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc PADRÃO ELETROFORÉTICO DE SEPARAÇÃO + - 54 Bioquímica Clínica - Prof.Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Outros Métodos de Separação Precipitação Desenvolvida para caracterizar a albumina e as globulinas em duas ou mais frações que podem ser quantificadas em termos de conteúdo protéico. Com adição de Sulfato de Sódio, Sulfito de Sódio, Metanol ou Sulfato de Amônio, as globulinas tendem a precipitar, deixando a albumina em solução. 55 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Separação em Colunas - Pérolas de Sephadex (exclusão) - Cromatografia de troca iônica Outros Métodos de Separação 56 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc DETECÇÃO E QUANTIFICAÇÃO DE PROTEÍNAS Técnica de Kjeldahl Método de referência baseado na análise do teor de nitrogênio Consiste da digestão ácida para liberar os íons amônia de compostos contendo nitrogênio (inespecífico) 57 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc A amônia é então quantificada por conversão em gás amônia e titulação como uma base ou pela nesslerização, na qual iodetos duplos (potássico e mercúrico) formam um complexo colorido com a amônia em meio básico. DETECÇÃO E QUANTIFICAÇÃO DE PROTEÍNAS Técnica de Kjeldahl 58 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc OBS.: Por espectroscopia, as proteínas em solução absorvem a luz ULTRAVIOLETA em 280 nm, devido principalmente à presença de TRIPTOFANO, TIROSINA E FENILALANINA 59 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc MÉTODOS TURBIDIMÉTRICOS Método do BIURETO Reação colorimétrica altamente específica para proteínas e peptídeos Detecta a presença de ligações peptídicas. Ocorre em meio básico Padrão negativo (Somente H2O) H2O + Biureto Biureto + Albumina (Complexo púrpura) 60 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc MÉTODOS TURBIDIMÉTRICOS Método de FOLIN-CIOCALTEU • Altamente sensível, detectando a presença de aminoácidos aromáticos • Reagente também chamado: REAGENTE FENOL ou ÁCIDO FOSFOTUNGSTOMOLÍBDICO (mistura de fosfomolibdato e fosfotungstato) • Este reagente OXIDA os compostos fenólicos, como TIROSINA, TRIPTOFANO e HISTIDINA, para fornecer uma coloração AZUL PROFUNDA 61 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc MÉTODOS TURBIDIMÉTRICOS Método de LOWRY Consiste na utilização do método do Biureto seguido do reagente de Folin-Ciocalteu, a fim de potencializar a formação de cor. CORANTE AZUL BRILHANTE DE COOMASSIE Confere ainda mais sensibilidade ao método, com detecção de até 1 µg de proteína, e não sofre a interferência de uma variedade de substâncias. CORANTE NINIDRINA Possui sensibilidade semelhante ao anterior, mas desenvolve uma cor violeta ao reagir com aminas primárias. 62 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc QUANTIFICAÇÃO DE ALBUMINA É possível a detecção específica de albumina através da ligação com os seguintes corantes: - AZUL DE BROMOFENOL - LARANJA DE METILA - ÁCIDO HIDROXIBENZENOAZOBENZÔNIO (HABA) - PÚRPURA DE BROMOCRESOL - VERDE DE BROMOCRESOL Muito utilizado nos analisadores automatizados 63 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc PROTEÍNAS PLASMÁTICAS ESPECÍFICAS 64 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Propriedades - As proteínas normalmente estão listadas na ordem de duas mobilidades eletroforéticas em géis de agarose em pH 8,6. - A maioria das proteínas plasmáticas é sintetizada no fígado, com poucas exceções (ex.: Imunoglobulinas) e lá também é catabolizada a maioria delas. - Após uma lesão, algumas proteínas plasmáticas apresentam alteração em suas concentrações, resultante de uma resposta ou REAÇÃO DE FASE AGUDA. As proteínas que se alteram nesses casos são conhecidas como PROTEÍNAS DE FASE AGUDA (APP). Essa resposta pode ser POSITIVA ou NEGATIVA, e as proteínas listadas como APP+ ou APP-. APP + APP- α1-Antitripsina Transtirretina α1-Glicoproteína Ácida Albumina Haptoglobina Transferrina Ceruloplasmina C3 e C4 Proteína C-Reativa 65 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Principais Componentes PROTEÍNAS PLASMÁTICAS Pré-Albumina Metabolismo da vitamina A (Transtiretina) Albumina Principal proteína plasmática α1- Antitripsina Modula a proteólise endógena α2 – Macroglobulina Inibidor de proteinases / Ptn volumosa Haptoglobina Ligante da Hb livre β-Lipoproteína LDL Transferrina (siderofilina) Transporte de ferro para síntese de Heme Complemento Proteínas da imunidade humoral inata Fibrinogênio Mais importante fator de coagulação Ceruloplasmina Proteína ligante do cobre Globulina Gc Ligante da vitamina D Hemopexina Ligante do Heme Glicoproteína α1-ácida (orosomucóide) Ligante de progesterona e outros lipófilos Proteína C-Reativa Ligante de Fosfatidilcolina e ácidos nucleicos 66 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc PRÉ-ALBUMINA (transtiretina) -Eletroforeticamente, a fração que migra mais rápido que a albumina em direção ao ânodo -É uma das menores proteínas séricas - Contém sítios de ligação aos hormônios T3 e T4, transportando 10% destes. - NÃO É A PRINCIPAL TRANSPORTADORA DESSES HORMÔNIOS! É a Globulina ligante da tiroxina. - Possui papel importante no metabolismo da VITAMINA A, ao complexar-se com a PROTEÍNA LIGANTE DO RETINOL (RBP). A RBP tem síntese dependente de zinco e ocorre no fígado. - É rica em TRIPTOFANO APP- - Possui meia vida de dois dias, sendo um importante marcador nutricional, visto sua síntese ser sensível à ingestão de dieta adequada e às alterações da função hepática. (KWASHIORKOR e MARASMO) 67 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc ALBUMINA - Proteína mais abundante do plasma sanguíneo e altamente solúvel em água, por sua alta carga negativa em pH fisiológico. - Constitui até 2/3 das proteínas plasmáticas totais. - Sintetizada no fígado, atua como repositório móvel de aminoácidos para incorporação a outras proteínas. - Importante transportador de várias substâncias pelo plasma, tais como tiroxina, bilirrubina, penicilina, cortisol, estrogênio, ácidos graxos livres, warfarina, cálcio, magnésio e outros íons metálicos, heme e fosfolipídios. - Meia vida de +/- 17 dias importante para o monitoramento de curto prazo da glicemia média (ensaio da frutosamina) APP- 68 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc ALBUMINA - Sua principal função é manter a pressão osmótica coloidal, tanto nos espaços vasculares quanto extravasculares. AUMENTO Raro, como na desidratação (aumento relativo) REDUÇÃO • Secundária à desnutrição • Cirrose: A redução na síntese hepática em hepatopatias é compensada pela produção policlonal das imunoglobulinas (fração Ɣ • Síndrome Nefrótica (perda pela urina, albuminúria maciça): compensada pela α2- macroglobulina •Outras: - Analbuminemia (deficiência genética rara) - Inflamação (hemodiluição, consumo pelas células, síntese reduzida) - Perda GI - Má nutrição - Edema e ascite 69 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc ALBUMINA Análise Laboratorial: Feita por métodos automatizados de ligação a corantes, usando os corantes VERDE DE BROMOCRESOL ou PÚRPURA DE BROMOCRESOL. Obs.: - A α1-fetoproteína é um análogo da albumina, sendo uma das primeiras α-globulinas a aparecer no soro de mamíferos durante o desenvolvimento do embrião. - Também é a proteína sérica dominante no início da fase embrionária. - Ela reaparece no soro de adultos durante certas patologias, tais como Carcinomas Hepatocelulares. 70 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc GLICOPROTEÍNA α1-ÁCIDA (OROSOMUCÓIDE) - Também conhecida como OROSOMUCÓIDE, pelo alto percentual de carboidrato com um grande número de resíduos de ácido siálico Carga líquida negativa alta, alta solubilidade. - É sintetizada pelo fígado e precipita-se com HClO4. - É classificada como uma das LIPOCALINAS, proteínas que se ligam a substâncias lipofílicas. - Liga-se a e inativa hormônios básicos e lipofílicos, tais como a progesterona. - É capaz de se ligar e reduzir a biodisponibilidade de fármacos como propranolol, quinidina,clorpromazina, cocaína e benzodiazepínicos. Aumento: Doença inflamatória GI e Neoplasias Malignas e em uso de corticosteróides e AINES. Redução: Síndrome Nefrótica, durante a gravidez ou em uso de contraceptivos orais (síntese). Visualizada bem pelo ÁCIDO PERIÓDICO DE SCHIFF (PAS) APP+ 71 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc α1- ANTITRIPSINA - É uma SERPINA (inibidor da serina protease) que inativa as serinas proteases, especialmente as relacionadas com a tripsina. É o inibidor de proteinase mais abundante no plasma. -Inibidor da elastase leucocitária liberada no processo de fagocitose pelos leucócitos, além de reagir com a elastina da árvore traqueobrônquica e do endotélio vascular. - Inibe a resposta bioquímica inadequadamente grave à inflamação (APP+) - A elastase não-inibida na árvore brônquica em virtude do excesso de elastase ou de deficiência de α1-antitripsina pode resultar em perda do recolhimento elástico e desenvolvimento do enfisema pulmonar (e outras condições, como síndrome do desconforto respiratório neonatal). AUMENTO Gravidez REDUÇÃO Pancreatite Grave Síndrome Nefrótica 72 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc GLOBULINA Gc Importante no metabolismo da vitamina D, pois esta liga- se a um componente grupo-específico da globulina (Gc) Liga-se à vitamina D e seus metabólitos mol por mol. Mostra-se reduzida na síndrome nefrótica, levando à perda de vitamina D. Esta perda pode contribuir para os problemas subseqüentes do metabolismo do cálcio encontrados na síndrome nefrótica. 73 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc α2 – MACROGLOBULINA - É um importante inibidor de proteinases do plasma. -Não é uma proteína de fase aguda - Diferente dos outros inibidores de proteinase, é uma molécula MUITO GRANDE, e não se difunde do espaço plasmático para os líquidos extracelulares em quantidades significativas. - Sua concentração aumenta 10 vezes ou mais na síndrome nefrótica quando outras proteínas menores são perdidas (mecanismo compensatório osmótico) - Concentrações baixas observadas em indivíduos com pancreatite aguda grave e, antes do tratamento, em indivíduos com carcinoma avançado de próstata. 74 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc HAPTOGLOBINA - Tem como principal função a ligação à hemoglobina liberada pela lise dos eritrócitos, a fim de preservar as reservas de ferro e proteínas. - Os complexos Hp-Hb são grandes o suficiente para evitar a perda renal de Hb e seu Ferro. - Esse complexo é uma peroxidase potente, capaz de hidrolisar peróxidos liberados durante a fagocitose pelos leucócitos polimorfonucleares nos sítios de inflamação. - Possui grande importância como BACTERIOSTÁTICO para bactérias que requerem ferro, tais como Escherichia coli, evitando o uso do ferro por esses organismos. - APP+: Concentração sérica elevada em resposta ao estresse, infecção, inflamação aguda ou necrose tecidual, provavelmente por estimulação à síntese. - Ela deve ser sempre analisada sempre em associação à orosomucóide, pois à excessão das síndromes de perda protéica, todos os outros fatores influenciam na concentração de ambas em paralelo. Obs.: A mioglobina não se liga a ela! Logo, não há redução em casos de rabdomiólise 75 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc CERULOPLASMINA Contém aproximadamente 95% do cobre sérico total, o que confere a ela uma coloração azulada (lembrar do biureto). Funciona como oxidante ou antioxidante, dependendo de fatores, tais como a presença de íons férricos livres e sítios de ligação da ferritina. (APP+) Possui vital importância na manutenção do estado iônico do ferro. 76 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc β-LIPOPROTEÍNA Corresponde à fração LDL das lipoproteínas plasmáticas. Na eletroforese zonal, geralmente não é visualizada quando utilizadas colorações para proteínas (azul brilhante de coomassie, amido black, ponceau S) Será melhor abordada na aula de lipídios. 77 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc β2-MICROGLOBULINA Encontrada nas superfícies celulares das células nucleadas (antígeno de superfície) Corresponde à cadeia leve dos antígenos leucocitários humanos (HLA). AUMENTO Insuficiência Renal, Inflamação e Neoplasias, especialmente as associadas aos Linfócitos B. PRINCIPAL VALOR CLÍNICO Teste da função tubular em indivíduos expostos a metais pesados e transplantados 78 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc TRANSFERRINA (SIDEROFILINA) -É a principal proteína plasmática de transporte de FERRO. -O complexo TRF-Fe3+ transporta o ferro para as células para incorporação nos citocromos, Hb e mioglobina e, para os locais de reserva, tais como fígado e sistema reticuloendotelial. - A avaliação das concentrações plasmáticas de TRF é útil para o diagnóstico diferencial da anemia e para o monitoramento do tratamento da anemia ferropriva. DEFICIÊNCIA DE FERRO: TRF Elevada, mas a proteína está menos saturada com ferro. FALHA NA INCORPORAÇÃO DE FERRO: TRF Normal ou Baixa, mas a proteína está muito saturada com ferro. SOBRECARGA DE FERRO: TRF Normal, com saturação aumentada. -Altas concentrações de TRF são observadas na gravidez e em administração de estrógenos. OBS.: A Neisseria gonorrhoeae é capaz de roubar o ferro da transferrina 79 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc HEMOPEXINA - Proteína com a propriedade de se ligar ao HEME liberado pela degradação da hemoglobina, protegendo-a da excreção e contribuindo para a manutenção das reservas de ferro. - Encontra-se em concentrações muito baixas (50 a 120 mg/dL), devendo ser quantificada por métodos imunes. - As reduções mais profundas ocorrem após hemólise intravascular, quando a quantidade de hemoglobina livre excede a capacidade de ligação da haptoglobina. HEME + HPX FÍGADO Enquanto a HPX não retorna, o HEME livre liga-se à albumina 80 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc COMPLEMENTO - Conjunto de pelo menos 20 proteínas pertencentes à imunidade humoral inespecífica. -Interagem com complexos antígeno-anticorpo, ou entre si ou com membranas celulares de uma forma complexa, porém flexível, para destruir vírus e bactérias e, em alguns casos, até mesmo as células do hospedeiro. APP+ 81 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Vias Clássica e Alternativa do Complemento Note que ambas dependem da presença de C3, justificando o fato desta ser a fração mais abundante das proteínas do complemento. 82 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc As frações mais importantes são C3 e C4, principalmente C3, pois participa de todas as vias do complemento 83 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc FIBRINOGÊNIO É o mais abundante dos fatores da coagulação sanguínea, formador do coágulo de fibrina. 84 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc FIBRINOGÊNIO 85 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc FIBRINOGÊNIO AUMENTO - Sua concentração encontra-se elevada com os outros reativos de fase aguda (APR+). - Neste caso, a Velocidade de Hemossedimentação (VHS) também encontra-se marcantemente elevada devido, diretamente, ao conteúdo de fibrinogênio. - Na gravidez e uso de contraceptivos. REDUÇÃO - Indicam extensa ativação da coagulação com consumo de fibrinogênio. Velocidade de Hemossedimentação (VHS) Ensaio no qual mede-se a taxa na qual os eritrócitos precipitam no período de uma hora. 86 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc PROTEÍNA C-REATIVA - Foi descoberta como resultado da interação do soro de pacientes em recuperação de infecção pneumocócica com o polissacarídeo C do pneumococo (Streptococcus pneumoniae). - As concentrações dela se elevam marcantemente sempre que houver necrose tecidual. - Está presente no soro e é capaz de se ligar a restos celulares, agindo como uma seqüestradora geral. • Na presença de Ca2+ liga-se a vários poliânions (ácidos nucléicos), fosfatidilcolinase polissacarídeos presentes em fungos, bactérias e protozoários. • Na ausência de Ca2+ se liga a policátions tais como as histonas. - Uma vez complexada, ativa a via clássica do complemento. É uma das primeiras APR a se elevar em doenças inflamatórias e também a exibir os aumentos mais expressivos de concentração. (APP+) 87 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc PROTEÍNA C-REATIVA Geralmente é quantificada pela sua capacidade de precipitar a substância C (polissacarídeo C), ou por métodos imunes, incluindo nefelometria, precipitações, radioimunoensaio e enzima imunoensaio. Um ensaio altamente sensível para CRP pode contribuir com o valor preditivo dos lipídios séricos para identificar indivíduos em risco de eventos cardiovasculares. É muitas vezes utilizada pelos reumatologistas para monitorar a progressão ou a remissão de uma doença auto-imune. Em casos de infarto agudo do miocárdio, eleva-se 6 a 12 horas após seu início. Pode apresentar valores 2000 vezes maiores que o normal NORMAL: 100 ng/mL (recém-nascidos) 170 ng/mL (crianças) 430 a 1340 ng/mL (adultos) Com infecção intra-uterina, pode chegar a 26.000 μg/mL 88 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc IMUNOGLOBULINAS 89 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc IMUNOGLOBULINAS Também conhecidas como ANTICORPOS HUMORAIS, reconhecem antígenos estranhos e iniciam os mecanismos que os removem ou os destroem. Compostas de duas cadeias pesadas (H) iguais e duas cadeias leves (L) idênticas. São conhecidos 5 tipos: IgA, IgD, IgE, IgG e IgM. 90 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 91 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc IMUNOGLOBULINAS Imunoglobulina A - Existe como monômero de 4 cadeias (IgA1) ou como um dímero contendo duas dessas unidades (IgA2). - A forma dimérica chama-se IgA secretora, e encontra-se nas secreções corporais, tais como lágrimas, suor, saliva, leite, colostro, secreção gastrointesinal e secreção brônquica. - A IgA secretora é composta das duas unidades monoméricas com uma única cadeia J (junction), (semelhante à associada com a IgM pentamérica) e uma cadeia glicopeptídica adicional, denominada componente secretor. - Este componente secretor protege a IgA secretora (ou IgA2) da hidrólise por parte das enzimas proteolíticas presentes nas secreções, e, por conseguinte, é mais resistente à destruição por bactérias patogênicas. - Inibe a aderência dos microorganismos à superfície das células da mucosa, impedindo sua penetração. Envolvida em respostas contra parasitas por induzir a desgranulação dos eosinófilos. - Também pode se ligar a antígenos alimentares, reduzindo a incidência de reações alérgicas. 92 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc IMUNOGLOBULINAS Imunoglobulina D Principal imunoglobulina de membrana na superfície de Linfócitos B naïv (virgens), especialmente de recém-nascidos. Ainda não possui função primária conhecida (além de ser marcador de superfície de Linfócitos B, juntamente com a IgM) 93 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc IMUNOGLOBULINAS Imunoglobulina E A IgE é tão rapida e firmemente ligada a mastócitos que somente quantidades traço estão normalmente presentes no soro. Está envolvida nos processos de HIPERSENSIBILIDADE IMEDIATA. Quando o antigeno (alérgeno) faz ligação cruzada de duas moléculas de IgE ligadas, o mastócito é estimulado a liberar HISTAMINA e outras aminas vasoativas que são responsáveis pela permeabilidade vascular e pela contração do músculo liso, ocorrendo em reações alérgicas como RINITE, ASMA, URTICÁRIA e ECZEMA. Importante na resposta imune humoral a parasitas, uma vez que freqüentemente é encontrada em níveis elevados em soros de doentes parasitados por helmintos. Não atravessa a barreira placentária Não fixa o complemento pela via clássica 94 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc IMUNOGLOBULINAS Imunoglobulina G - É o isótipo mais bem estudado, constituindo a principal imunoglobulina do sangue, produzida durante a RESPOSTA IMUNE SECUNDÁRIA. - São necessárias pelo menos duas moléculas de IgG para a ativação do complemento. - São os únicos anticorpos capazes de atravessar a BARREIRA PLACENTÁRIA (proteção contra infecções nas duas primeiras semanas de vida do neonato) Há 4 tipos de IgG: • IgG1 • IgG2 • IgG3 • IgG4 95 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc IMUNOGLOBULINAS Imunoglobulina G CLASSES FUNÇÃO IgG1 Principal a atravessar a placenta e a proteger os neonatos durante os primeiros 3 meses de vida. T1/2: 22 dias Subclasse dominante em humanos Forte relação com alergias em adultos IgG2 Relacionada com as respostas celulares TCD8+ (T citotóxicas) (patógenos intracelulares). Estimulada por IFN-Ɣ e IL-2. T1/2: 22 dias NÃO ATRAVESSA A PLACENTA! IgG3 É a subclasse que mais eficientemente liga-se ao complemento pela via clássica. T1/2: 7 dias IgG4 Incapaz de se ligar eficientemente ao complemento pela via clássica. 96 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc IMUNOGLOBULINAS Imunoglobulina M - É a classe mais abundante de anticorpos secretados no sangue na FASE INICIAL DE UMA RESPOSTA PRIMÁRIA POR ANTICORPOS. - Normalmente é um pentâmero: 5 unidades de 4 cadeias + cadeia J (junction) - É uma MACROGLOBULINA! - É a imunoglobulina mais primitiva e menos especializada, sendo a primeira classe de anticorpos a ser produzidas pelas células B em desenvolvimento. - Sua alta eficácia na ligação e ativação do sistema complemento, associada ao surgimento precoce durante o curso de uma infecção faz da IgM um agente particularmente potente no combate aos organismos invasores (só necessita de 1 molécula para ativar o complemento). - É a única imunoglobulina sintetizada por neonatos - Não atravessa a placenta!!! 97 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 98 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 99 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 100 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 101 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 102 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 103 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 104 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Nitrogenados Não-Proteicos 107 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Sumário NITROGENADOS NÃO-PROTEICOS Uréia Condensação de CO2 + Amônia Reação de Fearon / Reação da Urease acoplada a Berthelot Creatinina e Creatina Reserva rápida de fosfato Reação de Jaffe (Reagente Picrato) Ácido Úrico Metabólito de Ácidos Nucléicos (Purinas) Aumentada na Síndrome de Lesch-Nyhan Reação com Uricase Gera Alantoína Método de Caraway (Com Fosfotungstato Alcalino) Amônia Produto do catabolismo protéico Aumentada na Síndrome de Reye Quantificação com Reagente de Nessler Aminoácidos Subunidades protéicas Teste de Guthrie (Ensaio microbiológico) TLC Fluorimetria com Fenilalanina + Cobre + Ninidrina 108 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Nitrogenados Não-Protéicos (NPN) • São formados no organismo como resultado do catabolismo de ácidos nucléicos, aminoácidos e proteínas. • A uréia é o principal composto NPN no plasma, constituindo 45% do total. • A determinação de NPN no sangue tem sido usada como índice da função renal concentrações elevadas decorrem de função renal reduzida [NPN] é um índice inespecífico para nefropatias, visto que outras doenças (gota, hepatopatias, hemorragias) podem variar a [NPN] plasmática. Principais NPN: - Creatinina - Uréia - Ácido Úrico 109 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Creatina e Creatinina - CREATINA: A creatina-fosfato é a principal reserva de fosfato altamente energético necessário ao metabolismo muscular. - Sintetizada no fígado (principalmente), rins e pâncreas a partir da arginina, glicina e metionina. - A interconversão de fosfocreatina e da creatinaé uma característica particular dos processos metabólicos da contração muscular. 110 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Creatina e Creatinina Importância Clínica - A creatinina é filtrada pelos glomérulos mas é principalmente ou completamente reabsorvida pelos túbulos renais, sendo excretada a uma taxa constante, que é proporcional à massa muscular do indivíduo. - Creatinina sérica e urinária são usadas como índices da função renal, em virtude da constância da formação da Creatinina (clearance) A renovação da creatinina é constante: 1,0% a 2,0% da creatina total livre é transformada a cada 24 h. - AUMENTO DA [CREATININA]sérica REDUÇÃO DA TFGlomerular - A constância da produção da creatinina a qualifica como MEDIDA DA TOTALIDADE DA COLETA DE URINA DE 24 h, através da quantificação da excreção urinária de creatinina. - [CREATININA] plasmática Pouco afetada pela dieta 111 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 112 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Creatina e Creatinina Técnicas Analíticas: Métodos Químicos ou Enzimáticos MÉTODOS QUÍMICOS Método de JAFFE -A creatinina reage com o íon picrato num meio alcalino para resultar num complexo laranja- avermelhado. - É atualmente o método mais amplamente utilizado para a quantificação de creatinina. 113 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Creatina e Creatinina Técnicas Analíticas: Métodos Químicos ou Enzimáticos MÉTODOS QUÍMICOS Método de JAFFE - O método está sujeito a interferências de outras substâncias: POSITIVAMENTE (reagem dando cor idêntica): Ácido Ascórbico, Cefalosporinas, Glicose, Corpos Cetônicos, Piruvato, Frutose e Ácido Úrico. NEGATIVAMENTE: Bilirrubina, Hemoglobina, Amostras Lipêmicas ESTRATÉGIAS - Adição da Terra de Fuller (Reagente de Lloyd) Adsorvem os materiais não-creatinina das amostras. (desvantagem: trabalhoso!) - A correção do valor obtido com o branco é capaz de eliminar a interferência da bilirrubina. 114 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc - Mais de 90% é excretada pelos rins, onde é facilmente filtrada do plasma pelos glomérulos. Porém, de 40 a 80% são reabsorvidos por difusão passiva do túbulo renal para o interstício, para retornar ao plasma. - Ela constitui aproximadamente metade dos sólidos urinários totais (~25g) e 80 a 90% do nitrogênio urinário total. Uréia - A uréia é o principal produto excretado do catabolismo das proteínas, sendo sintetizada no fígado a partir de CO2 e da amônia gerada pela desaminação dos aminoácidos por meio do ciclo da ornitina ou do ciclo de Krebs-Henseleit. 115 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 116 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Uréia 117 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Uréia - A doença renal é associada ao acúmulo de uréia no sangue, visto esta ser excretada pelos rins. - O aumento da uréia plasmática caracteriza o estado urêmico (azotemia). IMPORTÂNCIA CLÍNICA -Tem sido utilizada como indicador da função renal, embora a dosagem da creatinina proporcione informações mais confiáveis sobre essa atividade. - Atualmente, tem mais valor clínico como indicador da ingestão de nitrogênio e do estado de hidratação do paciente do que da função renal. [URÉIA]plasmática ELEVADA:Dieta rica em proteínas Catabolismo protéico elevado Reabsorção das proteínas plasmáticas após hemorragia GI Tratamento com cortisol ou seus análogos sintéticos Desidratação Perfusão reduzida dos rins 118 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Uréia Técnicas Analíticas: Métodos Químicos ou Enzimáticos MÉTODOS QUÍMICOS Reação de FEARON (método direto) - Condensação da diacetila com a uréia para formar o cromógeno DIAZINA, que absorve fortemente a 540 nm. - Embora amplamente utilizado no passado, esse método tem sido substituído pelos métodos enzimáticos. 119 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Técnicas Analíticas: Métodos Químicos ou Enzimáticos MÉTODOS ENZIMÁTICOS Hidrólise pela Urease Amônia : Quantificação por Espectroscopia A reação de BERTHELOT (método indireto) - A quantificação da amônia pode ser por vários métodos Uréia Método satisfatório e de baixo custo, porém, com a desvantagem de ser muito sensível à contaminação com a amônia (de qualquer origem). 120 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Técnicas Analíticas: Métodos Químicos ou Enzimáticos MÉTODOS ENZIMÁTICOS Ensaio Enzimático com GLUTAMATO DESIDROGENASE (método de referência) - Nos ensaios de plasma, o sistema reacional contém urease, de modo que a adição da amostra contendo uréia inicia a reação. Uréia 121 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Relembrando: Estrutura de NAD+ e NADH 122 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Ácido Úrico - O ácido úrico é o produto final da degradação dos ácidos nucléicos e do catabolismo das purinas em seres humanos (adenosina e guanosina). - Deriva de 3 fontes principais: • Catabolismo das nucleoproteínas ingeridas • Catabolismo das nucleoproteínas endógenas • Transformação direta de purina-nucleotídeos endógenos - É o principal composto nitrogenado do excremento dos répteis e pássaros (e morcegos) - Encontrado em pequenas quantidades na urina dos mamíferos, e seus sais ocorrem nas articulações na gota. - É um ácido fraco, com pKa1 de 5,75 e um pKa2 de 10,3 A urina alcalina solubiliza o ácido úrico. Assim, não se formam cálculos no trato urinário. 123 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Ácido Úrico Importância Clínica - Existência de diversos distúrbios do metabolismo da purina. Os sintomas que devem gerar suspeitas incluem: 1. Insuficiência renal ou cálculos numa criança ou adulto jovem 2. Ped i has na fralda de um bebê 3. Problemas neurológicos inexplicáveis num bebê, criança ou adolescente. 4. Presença de gota num homem ou mulher com menos de 30 anos de idade. - A manifestação clínica mais evidente e importante da alteração plasmática do ácido úrico é a GOTA. 124 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Ácido Úrico GOTA - Condição hiperuricêmica de variada etiologia. - Consiste no acúmulo de cristais de ácido úrico nas articulações. - Ocorre quando o urato monossódico se precipita dos líquidos corporais supersaturados. - A articulação do dedão do pé (primeira metatarsofalângica) é o sítio clássico da gota. 125 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 126 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 127 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Ácido Úrico GOTA - A artrite gotosa pode estar associada aos cristais de urato no líquido da articulação e a depósitos de cristais (tofos) no tecido que circunda a articulação. - Em qualquer lugar que ocorram, despertam uma resposta inflamatória intensa, consistindo de leucócitos polimorfonucleares e macrófagos. - A gota é caracterizada por crises ocasionais e longos períodos de remissão. - Geralmente, durante uma crise gotosa a concentração de ácido úrico plasmática é normal. - A gota pode ser PRIMÁRIA ou SECUNDÁRIA: PRIMÁRIA - Associação de superprodução metabólica de purinas, excreção renal reduzida e ingestão alimentar elevada. - Pode também estar relacionada a defeitos enzimáticos herdados na via metabólica da purina. 128 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Ácido Úrico GOTA SÍNDROME DE LESCH-NYHAN - Caracteriza-se pela deficiência completa da enzima hipoxantina-guanina-fosforribosil transferase, a enzima principal da via alternativa da purina. - Manifesta-se clinicamente por: • Retardo mental •Movimentos musculares anormais • Problemas comportamentais (automutilação e agressividade patológica) -Nas primeiras semanas de vida: cristalúria, insuficiência renal aguda e gota. -Os sintomas neurológicos dessa síndrome podem estar relacionados com a disponibilidade de purinas para o cérebro em desenvolvimento, o qual possui capacidadelimitada para novas sínteses de purina. Ele conta, portanto, com as vias alternativas de purina para abastecê-lo com a maior parte dos nucleotideos purina que lhe são necessários. - Ocorre somente em indivíduos do sexo masculino (relacionada ao cromossomo X). 129 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Alopurinol Síndrome de Lesch-Nyhan 130 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 131 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc OUTRAS FONTES PARA O ÁCIDO ÚRICO (ou melhor... Como você quer piorar suas dores secundárias à GOTA?) Café? Chocolate? Ou Chá? 132 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Ácido Úrico GOTA SECUNDÁRIA Resulta da hiperuricemia atribuível a diversas causas identificáveis. - Doença Renal aguda ou crônica de qualquer tipo. - Conseqüência da administração de diuréticos. - Acidemia orgânica ocasionada pela elevação do acetoacetato (cetoacidose diabética) ou acidose láctica. - Aumento do catabolismo das purinas encontrado na proliferação rápida das células tumorais e na destruição ampla dessas células na terapia com certos agentes quimioterápicos. 133 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Intervenções farmacológicas - O Tratamento de crise aguda envolve uso de AINEs. Obs.: Convém evitar o uso de AAS, uma vez que os salicilatos provocam aumento de urato por inibir competitivamente com a excreção renal deste último. - Abordagens específicas incluem: O uso de medicamentos uricosúricos (probenecida, sulfinpirazona), que melhoram a excreção renal do ácido úrico, bloqueando os condutores nas células tubulares que modulam a reabsorção. Uso de alopurinol, que é inibidor da enzima xantina oxidase. Ácido Úrico 134 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Ácido Úrico Fatores que afetam a concentração plasmática de urato -Pacientes devem ser aconselhados a evitar: • Alimentos que tenham conteúdo de purina elevado (fígado, rins, carne vermelha e sardinhas) •Medicamentos que afetem a excreção de urato (diuréticos tiazídicos e salicilatos) A ingestão de etanol freqüentemente aumenta a concentração plasmática de urato e pode provocar crises de gota nos pacientes susceptíveis. O etanol altera o metabolismo do ácido úrico ao aumentar a produção de urato por aumentar o catabolismo da adenina-nucleotídeo mediado pelo acetato (álcool desidrogenase). Também há supressão da excreção renal do ácido úrico, que se dá através em virtude do excesso de lactato produzido pela oxidação do etanol em acetaldeído, que inibe competitivamente a secreção tubular de urato. 135 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Fatores que afetam a concentração plasmática de urato - A produção e o catabolismo aumentados das nucleoproteínas são importantes na hiperuricemia que ocorre com leucemias, linfomas, policitemia, mieloma múltiplo, neuroblastoma e vários outros neoplasmas amplamente disseminados. Ácido Úrico - Quimioterapias e a terapia por radiação ionizante das neoplasias malignas aumentam significativamente a formação de ácido úrico 136 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Ácido Úrico Metodologia Analítica Métodos de Ácido Fosfotúngstico (PTA): Método de CARAWAY Baseia-se no desenvolvimento de um cromógeno de reação azul (azul de tungstênio) à medida que o PTA é reduzido pelo urato num meio alcalino. Estão sujeitos a muitos interferentes, e os esforços para modificá-los têm sido pouco eficazes na melhoria de sua especificidade. 137 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Ácido Úrico Metodologia Analítica Métodos de Uricase São mais específicos que as abordagens PTA A uricase é utilizada como etapa única ou inicial para oxidar o ácido úrico, produzindo alantoína, H2O2 e CO2. 138 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Eletrólitos e Gases Sanguíneos 139 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Sumário INTRODUÇÃO 1.1. Função Renal 1.2. Manutenção do Equilíbrio Eletrolítico 1.3. Manutenção do pH sanguíneo 1.4. Ácidos e Bases: Aspectos químicos GASES SANGUINEOS E pH 2.1. Comportamento dos Gases 2.2. Aplicação da Equação de Hendersson-Hasselbalch na Mensuração dos Gases 2.3. Distúrbios Ácido-Base: ACIDOSE e ALCALOSE 2.4. Distúrbios Ácido-Base METABÓLICOS 2.5. Distúrbios Ácido-Base RESPIRATÓRIOS ELETRÓLITOS 3.1. Principais Eletrólitos 140 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 1.1. Função Renal - Os rins regulam as condições do fluido eletrolítico e o equilíbrio ácido-base por meio da filtração do sangue, seguida da reabsorção seletiva ou da secreção para o fluido tubular. - A alteração na função renal é uma das causas mais comuns de toxicidade medicamentosa, decorrente da excreção inadequada dos medicamentos ou de seus metabólitos. Função Endócrina dos Rins • Regulação do metabolismo dos ossos e minerais [1,25-(OH)2 vitamina D3] • Regulação da hematopoese (eritropoetina) • Regulação de função Adrenal (renina) Produção de Pró-renina inativa Redução do fluxo sanguíneo renal ativa a renina angiotensina I angiotensina II aldosterona Promove a reabsorção tubular de Na+ , vasoconstricção arteriolar, atividade simpática, etc, com a finalidade de aumentar a pressão arterial. 141 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 142 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Função Glomerular - Diferente dos filtros mecânicos, a membrana basal do glomérulo possui uma carga negativa forte, que leva a diferentes tamanhos de ponto de corte, dependendo da carga do composto. •Moléculas negativas (como a albumina) = 1,8 nm •Moléculas positivas (como os anticorpos) = 4,5 nm Em caso de dano à membrana basal do glomérulo, a albumina (raio molecular de 3,6 nm), por exemplo, passa pela membrana basal Função Tubular - Com função glomerular normal: 180 L de ultrafiltrado/dia - A função dos túbulos é recuperar seletivamente os componentes essenciais filtrados pelo glomérulo, reabsorver água e eletrólitos em quantidades suficientes para manter as condições hidroeletrolíticas normais, ajustar a excreção de bicarbonato e H+ e manter as condições de normalidade ácido-base. 1.1. Função Renal 143 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc - A ingestão e perda de líquidos se equivalem: eliminação diária de 2 a 2,5 L de água pelo organismo, principalmente pela urina - A excreção mínima diária deve ser de 500 mL para controlar a carga osmótica de substâncias filtradas que chegam ao néfron distal. - A eliminação de água no suor e na urina é controlada pelo hormônio antidiurético (ADH), cuja produção é estimulada pela pressão arterial reduzida ou pela osmolalidade plasmática aumentada, sendo este último o fator mais importante na produção de ADH. - Osmolalidade: Representa a concentração molar total dos solutos encontrados no sangue. O NaCl é responsável pela maior parte da osmolalidade do plasma. Outra substância importante e osmoticamente ativa no plasma é a glicose. OBS.: O Etanol não interfere no movimento da água, por se encontrar (após a ingestão) presente tanto no fluido extracelular quanto intracelular. 1.2. Manutenção do Equilíbrio Eletrolítico 144 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Estrutura do Néfron 145 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 146 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 1.3. Manutenção do pH sanguíneo - O processo de respiração celular requer O2, para fins de oxidação de substâncias, em especial açúcares, para obtenção de energia sob a forma de ATP, com conseqüente formação de CO2 e H2O. - O CO2 produzido precisa ser eliminado por difusão através da membrana celular, entrando na corrente sanguínea, onde é absorvido pelos eritrócitos. - Como já abordado anteriormente, parte deste CO2 combina-se com NH3 oriundo da desaminação oxidativa de aminoácidos para formar a Uréia no ciclo da Uréia. - Na presença da enzima anidrase carbônica, o gás carbônico reage coma água e estabelece um equilíbrio com o ácido carbônico, o qual se dissocia espontaneamente para o bicarbonato. 147 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 1.3. Manutenção do pH sanguíneo Composição do tampão sanguíneo % Bicarbonato/ Ácido Carbônico 64 Hemoglobina/ Oxi-Hemoglobina 28 Proteínas Ácidas/ Básicas 7 Fosfato Monoácido / Fosfato Diácido 1 - O pH do sangue varia em uma faixa bem estreita, entre 7,35 e 7,40 para o sangue venoso e 7,40 e 7,45 para o sangue arterial. - O pH sanguíneo então, mostra-se ligeiramente mais básico que a água pura, e essa alcalinidade é mantida por um sistema tampão bastante eficiente - Assim, o sangue é tamponado por quatro sistemas diferentes, sendo que o principal tampão é composto por bicarbonato de sódio/ ácido carbônico. - Esse sistema é essencial à regulação do equilíbrio ácido-base, pois o metabolismo celular gera muitos ácidos orgânicos que circulam no sangue até serem eliminados pelos rins. 148 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc CONTROLE ÁCIDO BASE RENAL - Os glomérulos são livremente permeáveis aos ions H+, bicarbonato e aos ânions de ácidos inorgânicos (sulfato, fosfato). - Os rins devem absorver a maior parte do bicarbonato filtrado e fixar o ácido na urina por meio de ligação às bases (como fosfato e amonia) para manter o equilibrio normal do pH. - 90% do bicarbonato filtrado é recuperado. 1.3. Manutenção do pH sanguíneo 149 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 1.4. Ácidos e Bases: Aspectos químicos - Um ácido pode ser definido como uma substância capaz de dissociar-se para gerar íon H+, enquanto uma base é uma substância capaz de aceitar um íon H+, neutralizando-o (Teoria de Brönsted-Lowry). - Há um equilíbrio entre a quantidade de ácido de um lado e de íons hidrogênio e de base conjugada (produzida pela perda de H+) de outro. A Constante de Equilíbrio é denominada Ka: Nos casos intermediários, os ácidos encontram-se parcialmente dissociados, e o valor de Ka, que pode ser maior ou menor que 1, dependerá da força do ácido considerado. Para ácidos MUITO FORTES, Ka tende a infinito (equilíbrio deslocado para a direita). Para ácidos MUITO FRACOS, Ka tende a zero (equilíbrio deslocado para a esquerda). 150 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 1.4. Ácidos e Bases: Aspectos químicos Ácidos fortes se dissociam completamente, e a sua força ácida pode ser expressa pelo valor do Ka , como no exemplo abaixo: Ao aplicarmos o logaritmo nesta equação, obtemos a chamada equação de Henderson - Hasselbach , onde o pKa de um ácido é correlacionado com o valor do pH do meio e com a concentração de suas espécies dissociadas e não dissociadas. 151 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Tampões 1.4. Ácidos e Bases: Aspectos químicos - Qualquer solução que contenha um ácido fraco e uma base fraca tem a seguinte propriedade: Quando pequenas quantidades de um ácido forte são adicionadas, elas são neutralizadas pela base fraca, enquanto pequenas quantidades de base forte são neutralizadas pelo ácido fraco. LOGO: Tampões são soluções capazes de absorver pequenas adições de ácidos e bases concentradas sem mostrar variação significativa no pH da solução. - A faixa de pH mais efetiva para um tampão está sobre ou próxima do pH em que as concentrações do ácido e do sal são iguais. - Assim, o meio é considerado tamponado se o pH da solução oscila numa faixa de pKa +/- 1 (do ácido em questão). 152 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Sumário INTRODUÇÃO 1.1. Função Renal 1.2. Manutenção do Equilíbrio Eletrolítico 1.3. Manutenção do pH sanguíneo 1.4. Ácidos e Bases: Aspectos químicos GASES SANGUINEOS E pH 2.1. Comportamento dos Gases 2.2. Aplicação da Equação de Hendersson-Hasselbalch na Mensuração dos Gases 2.3. Distúrbios Ácido-Base: ACIDOSE e ALCALOSE 2.4. Distúrbios Ácido-Base METABÓLICOS 2.5. Distúrbios Ácido-Base RESPIRATÓRIOS ELETRÓLITOS 3.1. Principais Eletrólitos 153 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc GASES SANGUINEOS E pH - O tratamento clínico de distúrbios metabólicos e respiratórios depende da mensuração rápida e precisa do oxigênio e dióxido de carbono sanguíneos. - Medidas ativas para manter a vida em pacientes com dano cardiopulmonar dependem amplamente da ventilação assistida utilizando misturas de gases que são adaptadas em resposta aos resultados laboratoriais de ácido-base e gases sanguíneos. 154 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc GASES SANGUINEOS E pH A gasometria consiste na leitura do pH e das pressões parciais de O2 e CO2 em uma amostra de sangue. A leitura é obtida pela comparação desses parâmetros na amostra com os padrões internos do gasômetro. Essa amostra pode ser de sangue arterial ou venoso, porém é importante saber qual a natureza da amostra para uma interpretação correta dos resultados. Obviamente, quando se está interessado em uma avaliação da performance pulmonar, deve ser sempre obtido sangue arterial, pois esta amostra informará a respeito da hematose e permitirá o cálculo do conteúdo de oxigênio que está sendo oferecido aos tecidos. No entanto, se o objetivo for avaliar apenas a parte metabólica, isso pode ser feito através de uma gasometria venosa. Parâmetro Sangue arterial Sangue venoso pH 7.35 a 7.45 0.05 unidades menor PaCO2 35 a 45 mmHg 6 mmHg maior PaO2 70 a 100 mmHg ~ 50% (35 a 50 mmHg) 155 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc GASES SANGUINEOS E pH 2.1. Comportamento dos Gases Pressão Parcial - Lei de Dalton: A pressão parcial de um gás dissolvido no sangue é, por definição, igual à pressão parcial do gás em uma fase gasosa ideal imaginária em equilíbrio com o sangue - Em equilíbrio, a pressão parcial (tensão) de um gás é a mesma nos eritrócitos e no plasma, então, a pressão parcial de um gás é a mesma em todo o sangue e plasma. - A pressão parcial de um gás em uma mistura gasosa é definida como a fração molar do gás vezes a pressão total do sistema. OU SEJA A pressão medida de uma mistura de gases é a soma das pressões que os gases exerceriam se cada um estivesse sozinho no recipiente. 156 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc - A lei de Dalton pode ser determinada para o ar ambiente como: - A lei de Dalton não se aplica aos gases em solução, ou seja, a soma de todos os gases dissolvidos pode ser menor, igual ou maior que a pressão da solução mensurada. - Se a soma das tensões dos gases é significativamente maior que a pressão da solução, pode ocorrer a formação de bolhas, como acontece no sangue de mergulhadores emergindo de locais profundos (doença descompressiva), ou na amostra de sangue resfriada sendo aquecida para a realização da análise. GASES SANGUINEOS E pH 2.1. Comportamento dos Gases Pressão Parcial 157 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 2.2. Aplicação da Equação de Hendersson-Hasselbalch na Mensuração dos Gases GASES SANGUINEOS E pH -O dióxido de carbono e a água reagem para formar ácido carbônico, que, por sua vez, se dissocia em íons hidrogênio e bicarbonato: - Hendersson, a partir da combinação das reações de hidratação e dissociação, encontrou um valor de K’ = 4,68 . 10-7 (pK’ = 6,33), onde: 158 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 2.2. Aplicação da Equação de Hendersson-Hasselbalch na Mensuração dos Gases GASES SANGUINEOS E pH Assim, as concentrações totais de CO2 (ctCO2), bicarbonato (cHCO3 -), CO2 dissolvido (cdCO2) e íon H+ (cH+) são inter-relacionadas. Pela mensuração de quaisquer dois dos quatro parâmetros, PCO2 ou cdCO2, pH, ctCO2 ou cHCO3 -, e utilizando a equação com os valores de pK’ e α (coeficiente de solubilidade para o CO2), os outros dois parâmetros podem ser calculados. - A equação de Hendersson-Hasselbalch resultante aplicada à quantificação dos gases sanguíneos que temos é: 159 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 2.2. Aplicação da Equação de Hendersson-Hasselbalchna Mensuração dos Gases GASES SANGUINEOS E pH É importante ressaltar, então, que o valor de bicarbonato expresso na gasometria não é medido diretamente e sim calculado através da equação de Henderson-Hasselbach, usando os valores de pH e pressão parcial de gás carbônico (PaCO2) medidos, onde: - Os distúrbios metabólicos alteram o numerador da equação, através de diminuição (acidose) ou aumento (alcalose) no cálculo da concentração de bicarbonato. -Os distúrbios respiratórios interferem com o denominador da equação, elevando (acidose) ou reduzindo (alcalose) a PCO2. - Os distúrbios metabólicos são compensados, inicialmente, por alterações na PCO2 (compensação pulmonar) e, posteriormente, através de mudanças na excreção renal de ácidos e na reabsorção de álcalis (compensação renal). Os distúrbios respiratórios possuem mecanismos mais precários de compensação que dependem, já de início, de mecanismos renais de compensação. 160 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 2.4. Distúrbios Ácido-Base: ACIDOSE e ALCALOSE GASES SANGUINEOS E pH -Os distúrbios ácido-base são frequentemente classificados em dois grandes grupos: Metabólicos e Respiratórios. - Nos distúrbios metabólicos, o problema primário reside no metabolismo anormal, que leva a alterações no bicarbonato plasmático. - Os distúrbios respiratórios resultam de alterações na excreção pulmonar do dióxido de carbono. ACIDEMIA: sangue arterial de pH < 7,35 ALCALEMIA: sangue arterial de pH > 7,45 Acidose e Alcalose referem-se aos estados patológicos que levam à acidemia ou à alcalemia. 161 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Relação entre o pH e a razão da concentração de HCO3 -/CO2 dissolvido A linha pontilhada mostra um caso de alcalose descompensada (excesso de bicarbonato), com uma concentração de bicarbonato de 44 mmol/L e um cdCO2 de 1,1 mmol/L. Logo, a razão é 40:1 e o pH resultante é 7,7. 162 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc GASES SANGUINEOS E pH 2.5. Distúrbios Ácido-Base METABÓLICOS - O distúrbio ácido-básico que mais freqüentemente se observa na prática clínica é a acidose metabólica. Existem algumas controvérsias em relação ao uso de álcalis para a correção desse distúrbio. Isso se deve ao fato de existirem os seguintes riscos relacionados principalmente a infusão rápida e excessiva de HCO3 - Acidose metabólica: • Decorrente da produção aumentada de ácidos (acidose láctica, cetoacidose diabética, inanição) • Por ingestão de ácidos ou seus precursores (etilenoglicol, metanol e salicilatos) • Por excreção reduzida de ácidos (insuficiência renal oligúrica, raro) • Por excreção aumentada de bicarbonato (leva a um aumento da reabsorção renal de cloreto e de sódio para manter a eletroneutralidade) 163 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc GASES SANGUINEOS E pH 2.5. Distúrbios Ácido-Base METABÓLICOS - Para abordar as alcaloses metabólicas é importante a avaliação dos seguintes parâmetros: volemia, pressão arterial, eletrólitos na urina e no soro e, em casos selecionados, o sistema renina-angiotensina-aldosterona. - O tratamento deve ser dirigido à causa básica do distúrbio, sendo restritas as indicações de uso de ácidos. - Quando a alcalose resulta da administração excessiva de álcalis exógenos, basta a suspensão dessa administração para a normalização do pH. Esse distúrbio ocorrerá com mais freqüência se houver comprometimento da função renal. Alcalose Metabólica • Como resultado da excreção aumentada de ácido do estômago e rins (vômito, sucção nasogástrica, bulimia, aumento de cortisol ou aldosterona – Síndrome de Cushing) • Resultante da ingestão de base (ingestão de citrato, na transfusão sanguínea massiva e bicarbonato de sódio oral). • Por excreção reduzida de bicarbonato (nos quadros de depleção de cloreto, a deficiência de cloreto leva a reabsorção do bicarbonato junto com o sódio, mantendo a alcalose) 164 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc GASES SANGUINEOS E pH 2.6. Distúrbios Ácido-Base RESPIRATÓRIOS - São assim classificados os distúrbios primários em cdCO2. - Pode resultar da alteração da excreção de CO2 pela respiração externa, mecanismo primário de regulação da concentração plasmática de CO2. 165 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc DISTÚRBIO ALTERAÇÃO ACIDOSE METABÓLICA DÉFICIT DE HCO3 - ALCALOSE METABÓLICA EXCESSO DE HCO3 - ACIDOSE RESPIRATÓRIA EXCESSO DE CO2 ALCALOSE RESPIRATÓRIA DÉFICIT DE CO2 Qualquer fator que reduza a ventilação pulmonar, aumenta a concentração de CO2 (aumenta H+ e diminui pH) resultando em acidose respiratória. Hipoventilação Hipercapnia (PCO2 > 45mmHg) Acidose respiratória Causas de Acidose Respiratória: • Lesão no Centro Respiratório (AVE, TCE, tumor); • Depressão no Centro Respiratório (intoxicações, anestésicos, sedativos, lesões, narcóticos); • Obstrução de Vias Aéreas (Asma, DPOC, secreção, corpo estranho); • Infecções agudas (Pneumonias); • Edema Pulmonar; • Trauma torácico, deformidades torácicas severas; • P.O cirurgia abdominal alta, toracotomias; • Distensão abdominal severa; • Doenças Neuromusculares (Poliomielite, Polirradiculoneurites); • Tromboembolia Pulmonar; • Fadiga e falência da musculatura respiratória. Acidose Respiratória (Aumento da PCO2) GASES SANGUINEOS E pH 2.6. Distúrbios Ácido-Base RESPIRATÓRIOS 166 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc GASES SANGUINEOS E pH 2.6. Distúrbios Ácido-Base RESPIRATÓRIOS Quando a ventilação alveolar está aumentada a PCO2 alveolar diminui, conseqüentemente, haverá diminuição da PCO2 arterial menor que 35mmHg, caracterizando uma alcalose respiratória (diminuição de H+, com aumento do pH). Hiperventilação Hipocapnia (PCO2 < 35mmHg) Alcalose respiratória Causas de Alcalose Respiratória: • Hiperventilação por ansiedade, dor, hipertermia, hipóxia, grandes altitudes; • Hiperventilação por VM; • Lesões do SNC, tumores, encefalites, hipertensão intracraniana; • Salicilatos e sulfonamidas; • Alcalose pós acidose. Manifestações Clínicas: A principal característica clinica é a hiperventilação. Em casos graves, pode ser observado tetania com sinais de Chvostek e de Trousseau, parestesia circumoral, acroparestesia, câimbra nos pés e mãos resultante de baixas concentrações de Cálcio ionizado no soro. Alcalose Respiratória (diminuição da PCO2) 167 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Sumário INTRODUÇÃO 1.1. Função Renal 1.2. Manutenção do Equilíbrio Eletrolítico 1.3. Manutenção do pH sanguíneo 1.4. Ácidos e Bases: Aspectos químicos GASES SANGUINEOS E pH 2.1. Comportamento dos Gases 2.2. Aplicação da Equação de Hendersson-Hasselbalch na Mensuração dos Gases 2.3. Distúrbios Ácido-Base: ACIDOSE e ALCALOSE 2.4. Distúrbios Ácido-Base METABÓLICOS 2.5. Distúrbios Ácido-Base RESPIRATÓRIOS ELETRÓLITOS 3.1. Principais Eletrólitos 168 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc - Os eletrólitos são classificados como ânions, íons com carga negativa que se movem em direção a um anodo, ou cátions, íons carregados positivamente que se movem em direção a um catodo. ELETRÓLITOS Cátions Ânions Na+ Cl- K+ HCO3 - Ca+2 H2PO4 -2 Mg+2 SO4 -2 Lactato- - Os principais eletrólitos (Na+, K+, Cl- e HCO3 -) ocorrem primariamente como íons livres, enquanto quantidades significativas (>40%) de Ca+2, Mg+2 e elementos-traço estão ligados a proteínas, como a albumina. - A determinação de Na+, K+, Cl- e HCO3 - é conhecida como Perfil Eletrolítico . 169 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 3.1. Principais Eletrólitos Sódio (Na+) - Principal cátion do fluido extracelular, representa cerca de 90% dos ~154 mmol de cátions inorgânicos por litro de plasma. Assim, é responsável por quase metade da força osmótica do plasma. - Apresenta uma função central na manutenção da distribuição normal de água e pressão osmótica no compartimento de fluido extracelular. - A dieta diária contém 8 a 15 g (130 a 260 mmol) de NaCl, que é quasecompletamente absorvido no TGI, embora o organismo somente requeira 1 a 2 mmol/dia, e o resto seja excretado pelos rins. 170 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Sódio (Na+) 3.1. Principais Eletrólitos Amostras 1. Soro 2. Plasma Heparinizado 3. Sangue Total 4. Suor 5. Urina 6. Fezes (líquidas, diarreicas) 7. Fluidos GI Os eritrócitos contém ~10% do Na+ no soro ou plasma. Amostras lipêmicas devem ser ultracentrifugadas e analisa-se o infranadante (LEMBRANDO: Soro = Plasma – Fibrinogênio) 171 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Sódio (Na+) Metodologia Analítica 1. Espectroscopia de Absorção Atômica 2. Espectroscopia de Emissão de Chama 3. Eletroquimicamente, com Eletrodos Íon-Seletivos (ISE) para Na+. Intervalo de Referência Para o Na+ sérico 135 a 145 mmol/L A concentração do sódio urinário varia de acordo com a dieta alimentar. Com a dieta padrão com 8 a 15 g/dia, o intervalo é de ~ 40 a 220 mmol/dia. 3.1. Principais Eletrólitos 172 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Potássio (K+) - Principal cátion intracelular, com concentração celular média de 150 mmol/L (nos eritrócitos é de 105 mmol/L ~ 23 vezes sua concentração plasmática). - Sua concentração extracelular é mantida menor às expensas de ATP, através da ação da bomba de Na+/K+ : Esta é um fator crítico na manutenção e ajuste dos gradientes iônicos dos quais dependem os impulsos nervosos e a contratilidade do músculo. - Algumas condições, como a Paralisia Periódica Hipocalêmica manifestam-se por perda transiente da capacidade de utilização dos músculos. Estão relacionadas a diversas condições, como Hipertireoidismo, Hiperaldosteronismo ou uso crônico de corticóides. - A necessidade diária de K+ é satisfeita com a ingestão de 50 a 150 mmol/dia. Do potássio absorvido no TGI, a maior parte é eliminada pelos rins. 3.1. Principais Eletrólitos 173 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Potássio (K+) Amostras Basicamente, as mesmas amostras válidas para Na+. Intervalo de Referência Referência: 3,5 a 5,0 mmol/L (adultos) e 3,7 a 5,9 mmol/L (neonatos) As concentrações de K+ no sangue total são 0,1 a 0,7 mmol/L menores que no soro. Os intervalos de referência para o K+ sérico são 0,2 a 0,5 mmol/L mais altos que aqueles para o K+ plasmático. Os métodos para determinar potássio devem minimizar a hemólise, e qualquer hemólise deve ser relatada junto aos valores de potássio. Hemólise Aumento de K+ (%) Leve ~ 50 mg Hb/dL 3 Moderada ~200 mg Hb/dL 12 Intensa > 500 mg Hb/dL 30 3.1. Principais Eletrólitos 174 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Cloreto (Cl-) - É o principal ânion extracelular, com concentrações medianas no plasma e fluido intersticial de ~103 mmol/L (a concentração total de ânions inorgânicos é de 154 mmol/L). - Está envolvido de forma significativa em diversos processos: •Manutenção da distribuição da água • Controle da Pressão Osmótica • Balanço cátion-ânion no fluido extracelular (ECF). - Sua concentração intracelular em eritrócitos é de 45 a 54 mmol/L, e nas demais células teciduais de apenas ~1 mmol/L. - Diuréticos de alça como furosemida e ácido etacrínico inibem a bomba Na/K/2Cl, a qual é responsável por promover a absorção ativa de Cl-, com reabsorção passiva de Na+. O cloreto excedente é eliminado na urina e suor. 3.1. Principais Eletrólitos 175 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Cloreto (Cl-) Amostras O Cloreto é mais freqüentemente mensurado no soro, plasma, urina e no suor. Ele é muito estável no soro e no plasma, mesmo com hemólise intensa ou alteração na concentração de proteínas plasmáticas. A análise do suor para verificar a concentração do eletrólito é utilizada para confirmar o diagnóstico de fibrose cística. Fibrose Cística Possui apresentações clínicas de amplo espectro, tais como doença pulmonar obstrutiva crônica e insuficiência pancreática. É causada por um defeito em uma proteína reguladora do transporte de eletrólitos através das membranas epiteliais (proteína reguladora da condutância transmembrana da fibrose cística). Embora existam análises genéticas mais específicas, o teste quantitativo de cloreto no suor continua sendo o teste de diagnóstico padrão. 3.1. Principais Eletrólitos 176 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Cloreto (Cl-) Metodologia Analítica Historicamente, o cloreto era mensurado por titulação mercurimétrica e métodos de espectrofotometria. Titulação Coulométrica-Amperométrica: Cloridrômetro de Cotlove Dependem da geração de Ag+ a partir do eletrodo de prata, a uma taxa constante, e da reação de Ag+ com Cl-, para formar cloreto de prata insolúvel. Após atingir o ponto estequiométrico, o excesso de Ag+ na mistura paralisa a geração de Ag+. Um cronômetro marca o tempo passado entre o iníci e a pausa na geração de Ag+. O intervalo de tempo é proporcional à quantidade de Cl- presente na amostra. INTERFERENTES: CN- e SCN-, grupos sulfídricos (S-2) e metais pesados. 3.1. Principais Eletrólitos 177 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Carboidratos 179 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Sumário CARBOIDRATOS Química Monossacarídeos Dissacarídeos Polissacarídeos Amido e Glicogênio Celulose Glicoproteínas Bioquímica e Fisiologia Regulação da concentração da Glicose Sanguínea Transporte de Glicose Formação de Hb-Glicada Hormônios Contra-Reguladores Significância Clínica Diabetes Mellitus: - Tipo1 - Tipo 2 - Diabetes Gestacional Metodologia Analítica Determinação da Glicose em Fluidos Corporais Métodos que usam a Hexoquinase Métodos que usam a Glicose Oxidase Métodos que usam a Glicose Desidrogenase Ensaio da Frutosamina Teste de Tolerância Oral à Glicose 180 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 181 Carboidratos - Principais constituintes dos sistemas fisiológicos, os carboidratos são compostos orgânicos constituídos de carbono, hidrogênio e oxigênio [Cx(H2O)y] que, juntamente com os lipídios e as proteínas, fornecem energia e contribuem com a estrutura dos organismos. - Eles realizam múltiplas funções, tais como componentes estruturais em RNA e DNA (ribose e desoxirribose) e fornecerem uma fonte de energia (glicose). A glicose forma-se a partir de: 1. Quebra de Carboidratos na dieta (grãos, vegetais amiláceos e legumes) ou de estoques corporais (glicogênio) 2. Síntese endógena a partir de proteínas ou da porção glicerol dos triglicerídeos Introdução Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 182 Fontes de Carboidratos Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 183 Carboidratos Quando o gasto energético excede a ingestão calórica, a formação de glicose endógena ocorre a partir da quebra dos estoques de carboidratos e de fontes não-carboidratos (aminoácidos, lactato e glicerol). Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Quando a ingestão de energia excede o seu gasto, o excesso é convertido em gordura e glicogênio para armazenamento no tecido adiposo e no fígado ou músculo, respectivamente. Carboidratos 184 Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 187 Química Carboidratos Carboidratos são derivados aldeídicos ou cetonas de álcooils poliidroxilados (mais de um grupo –OH) ou de compostos que produzem esses derivados quando hidrolisados. Tipo Exemplo Monossacarídeos Glicose, galactose, frutose Dissacarídeos Maltose = Glicose + Glicose Lactose = Glicose + Galactose Sacarose = Glicose + Frutose Polissacarídeos Amido Glicogênio Celulose Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc 188 Amido e Glicogênio Química Carboidratos O amido constitui a principal reserva glicídica vegetal, composto de amiloses (α-1,4; não- ramificada) e amilopectinas (α-1,4; ramificações α-1,6 a cada 24 a 30 resíduos). O glicogênio é a reserva glicídica animal, e em muito se assemelha à
Compartilhar