Bioquímica 2 - bioquimica do sangue

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Bioquímica do Sangue
INTRODUÇÃO
• O tecido sanguíneo é do tipo conjuntivo, composto por:
• Plasma sanguíneo
• Hemácias
• Plaquetas
• Funções do sangue:
• Transporte de O2
• Remoção de CO2
• Transporte de lipídeos (importante para formação de vitaminas e hormônios) •
Transporte de glicose
• Regulação de pH, a partir da regulação da concentração de bicarbonato, O2 e CO2 •
Coagulação sanguínea
• Proteção imunológica (anticorpos)
• Composição do sangue
• Os líquidos corporais são formados 8% pelo sangue e 92% por outros fluidos •
Plasma
• Compõe 55% do sangue
• Proteínas: correspondem a 7% do plasma
• Água: corresponde a 91,5% do plasma
• Outros solutos: correspondem a 1,5% do plasma
• Elementos Figurados: são as células que compõe o sangue, ou seja, eritrócitos, leucócitos e
plaquetas.
• Ao centrifugar amostra de sangue coletada em tubo com anticoagulante é possível observar 3
fases, a primeira é o plasma, a do meio corresponde aos leucócitos e a última a massa
eritrocitária
• Para realizar testes de biologia molecular em que é preciso do DNA da célula, são utilizados os
leucócitos, pois os eritrócitos são anucleados.
• Diferença entre soro e plasma
• Tubo com anticoagulante: ao realizar coleta do sangue em um tubo com
anticoagulante (heparina ou citrato de sódio), ao centrifugá-lo teremos o plasma
e os elementos figurados. Esse plasma será composto por: albumina,
fibrinogênio, imunoglobulinas, lipídios, lipoproteínas, hormônios, vitaminas e
sais.
• Tubo sem anticoagulante: quando a coleta é realizada em tubos sem
anticoagulantes, o sangue é deixado em repouso para coagular, dessa forma,
teremos o soro, que é um líquido rico em proteínas, como albumina e
imunoglobulinas, mas desprovido de fibrinogênio; e também o coágulo
sanguíneo, que consiste em uma malha com fibrina, onde as células do sangue
estão concentradas.
PROTEÍNAS PLASMÁTICAS
Função Exemplo
Transporte Globulinas de Ligação à Tiroxina; Apolipoproteínas; Transferrina
Imunidade Humoral Imunoglobulinas
Manutenção da pressão osmótica Todas as proteínas, principalmente a albumina
Enzimas Reninas; Fatores de Coagulação
Inibidores de Protease Alfa1-antitripsina
Tampão Todas as proteínas
• Albumina
• Representa cerca de 60% das proteínas presentes no plasma humano
• É sintetizada, fundamentalmente, pelas células do parênquima hepático
• A albumina pode ser dosada para verificar se há lesão hepática
• Se a quantidade de albumina estiver diminuída, pode ser indicativo de
disfunção de síntese do hepatócito
• Quando há perda sua síntese aumenta e quando há inflamações a síntese é
reduzida. • Funções:
Soro
Vários exames no laboratório clínico, por exemplo os de bioquímica e sorologia, são realizados
utilizando o soro. Muitos podem ser feitos utilizando o plasma mas, pela praticidade e qualidade
(líquido livre de células), a maioria dos laboratórios utilizam o soro. O soro é obtido após a coleta,
coagulação da amostra e posterior centrifugação, sendo que nenhum anticoagulante é utilizado.
O objetivo é que haja a formação de coágulo, e nesse processo os fatores de coagulação,
plaquetas e fibrinogênio são consumidos. Então, de forma simplificada, o soro é o plasma sem
fibrinogênio e fatores de coagulação. Para a obtenção do soro, atualmente são utilizados tubos
que contêm ativador de coágulo jateado na parede do tubo, que acelera o processo de
coagulação, e gel separador para obtenção de soro com a mais alta qualidade, proporcionando
melhor eficiência no processo de trabalho dentro do laboratório
Plasma
No laboratório, é possível obter o plasma da amostra através da adição de um anticoagulante no
tubo de coleta. Existem vários tipos de anticoagulantes, como por exemplo o EDTA, o
citrato de sódio, a heparina etc. Por exemplo, testes da coagulação precisam ser realizados no
plasma, ou seja, após a centrifugação da amostra, o sobrenadante precisa conter todas as
proteínas e fatores de coagulação. Para isso, utiliza-se o citrato de sódio, que bloqueia a cascata
da coagulação, não deixando que esses componentes sejam utilizados, inibindo a formação do
coágulo. Você pode se perguntar: 'Mas se o plasma da amostra tem todos os fatores de
coagulação, por que ele não coagula por si só?' Bem, o papel principal do citrato de sódio é
formar um quelato com o cálcio, ou seja, ele irá se ligar aos íons cálcio da amostra e a cascata da
coagulação será interrompida. Essa ligação é facilmente reversível, através da adição de novos
íons cálcio na amostra. Justamente por causa dessa propriedade é que ele é o anticoagulante
usado nos testes de coagulação. Nos testes de coagulação o cálcio (do kit de diagnóstico) é
adicionado à amostra, para a formação do coágulo. O tempo entre a adição do cálcio e a
formação do coágulo é que será o resultado do teste.
• Regulação osmótica
• Transporte a armazenamento de:
• Ácidos graxos livres para o sangue periférico
• Ca
2+
• Hormônio esteroides
• Bilirrubina para o fígado (a bilirrubina é formada durante a degradação das hemácias) •
Fármacos
• Eletroforese de Proteínas:
• Permite visualizar as frações de proteínas e se seguem o padrão normal
• Os picos do gráfico representam maior quantidade da proteína
• Para diagnosticar o mieloma múltiplo, por exemplo, é necessário dosar a concentração de
proteínas plasmáticas, através da eletroforese. Nessa doença ocorre um pico de gama
globulinas.
• Globulina
• Alfa-globulina
• Ceruloplasmina
• Atua como ferro-oxidase, ou seja, oxida o Fe
2+
em Fe
3+
antes da incorporação da
transferrina
• A transferrina só consegue transportar o ferro quando ele está na conformação Fe
3+
• Deficiência de ceruloplasmina: a conversão de Fe2+ em Fe3+fica prejudicada,
consequentemente a transferrina não consegue incorporar esse ferro e ele não é
capaz de circular pelo organismo, para ser armazenado no fígado ou utilizado para
síntese de novas hemácias.
• Doença de Wilson: doença hereditária que provoca acúmulo de cobre nos órgãos.
Ocorre devido a uma mutação no gene ATP7B, codificador de canal intracelular de
cobre que tem papel fundamental no transporte deste mineral pelo organismo à
medida que promove o acoplamento do cobre à ceruloplasmina. Pode causar cirrose,
hemólise, distúrbios neurológicos e depositar-se na córnea.
• Haptoglobina
• Existem marcadores na membrana das hemácias que indicam sua degradação, após
cerca de 120 dias. Quando ocorre a lise das hemácias, ocorre também a lise de
hemoglobinas. Parte dessas hemoglobinas são direcionadas para síntese de novas
hemácias e parte pode ficar livre no plasma
• Ao direcionar-se para os rins, a fim de serem excretadas, a porção livre de
hemoglobina (que estava anteriormente no plasma) pode formar conjugados e causar
lesões renais
• A haptoglobina se junta às porções livres plasmáticas de hemoglobina, formando um
complexo grande, que não é capaz de causar lesões nos rins. Esse complexo vai para o
fígado, onde será degradado.
• É uma glicoproteína sintetizada nos hepatócitos
• Presente em pequenas quantidades na célula
• Determinação seriada da fração de haptoglobina é empregada para monitorar estados
hemolíticos.
• Em estados hemolíticos (muita lise de hemácias), há o aumento da quantidade de
hemoglobina livre no plasma, portanto a haptoglobina começa a se ligar nessas
porções. Entretanto, o tempo de meia vida da haptoglobina ligada à hemoglobina
reduz-se a 90min (normalmente seria de 5 dias), resultando em uma eliminação mais
rápida dessa alfa-globulina. Em uma anemia hemolítica, por exemplo, a haptoglobina
estaria diminuída. Por isso, ao fazer a dosagem da fação de haptoglobina, é possível
determinar o estado hemolítico à medida que concentrações baixas de haptoglobina
seriam indicativo de maior hemólise.
• Anemia hemolítica
• Antitripsina
• Alfafetoproteína
• Beta-globulina
• Transferrina
• Responsável pelo transporte de ferro no sangue
• Liga-se e transporte o Fe
3+
• Encontra-se aumentada em gestantes e indivíduos com deficiência de ferro.
• Lipoproteínas
• Fazem o transporte de lipídiosno sangue
• Ex: HDL, LDL, VLDL
• Gama-globulina (anticorpos - imunoglobulinas)
• IgA: atua prevenindo a colonização de mucosas (intestinos, trato respiratório, trato
urogenital) por patógenos virais ou bacterianos.
• IgE: desencadeia a liberação de histaminas dos mastócitos a partir da sinalização de
substâncias alérgenas, além de proteger o organismo contra parasitas.
• IgM: elimina patógenos nos estágios iniciais da imunidade, medida pelos linfócitos B, antes
que haja IgG suficiente (imunidade inata).
• IgG: principal imunidade contra patógenos e toxinas. É o único tipo de imunoglobulina
capaz de atravessar a barreira transplacentária (imunidade adaptativa).
• IgD: atua como receptor de antígenos nas células B
HEMATOPOESE
• É o processo de formação das células do sangue, são elas:
• Eritrócitos, glóbulos vermelhos ou hemácias
• Leucócitos ou glóbulos brancos
• Plaquetas
• Fator essencial para determinar se será produzido um eritrócito ou plaqueta é a presença da
eritropoetina e trombopoetina, respectivamente.
• Se na lâmina houver a presença de células precursoras, é indicativo de alguma deficiência, pois o corpo
estaria tentando produzir e enviar mais células para deter o problema. Ex: presença de reticulócitos.
• Trombopoiese: processo de formação das plaquetas (trombócitos)
• Eritropoiese: processo de formação dos eritrócitos
• Granulopoiese: processo de formação dos leucócitos granulados (basófilo, neutrófilo e eosinófilo)
• Monocitopoiese: processo de formação dos leucócitos agranulados monócitos (macrófagos e células
dendríticas mieloide)
• Linfopoiese: processo de formação dos leucócitos agranulados linfócitos (NK, linfócito B, linfócito T,
plasmócito, célula dendrítica linfóide)
ERITROPOIESE
• No início do desenvolvimento fetal a hematopoese inicia-se no saco vitelínico, sendo produzida no
fígado e no baço. No 4º mês, passa a ser produzida na medula óssea. A partir do nascimento, terá
produção praticamente exclusiva pela medula óssea das vértebras, pelve, esterno, costelas e fêmur, à
medida que a produção pelos gânglios irá diminuindo.
• Características dos eritrócitos
• Células anucleadas em forma de disco bicôncavo
• Constituídas basicamente por hemoglobina
• O processo de síntese de eritrócitos dura normalmente 7 dias (5 dias para síntese propriamente
dita e 2 dias para maturação)
• Vida média de 100 a 120 dias
• Tem como função o transporte O2 e excretar CO2
• Produzem ATP e 2,3-bifosfoglicerato através da glicólise
• Eritropoiese
• É o processo de síntese dos eritrócitos
• Etapas (4):
• Síntese de DNA
• Mitose
• Síntese de hemoglobina com adição de ferro
• Perda do núcleo e organelas
• Progressão celular:
• Proeritroblasto
• Célula grande com núcleo e cromatina
• Apresenta organelas
• Intensa síntese proteica
• Eritroblasto Basófilo
• Aumenta quantidade de hemoglobina
• Cromatina irregular e núcleo grande
• Eritroblasto Policromático: apresenta resquício de material genético e organelas, que são
perdidos em até 48h
• Eritroblasto Ortocromático: núcleo localizado na parte lateral da célula para que possa ser
expulso
• Reticulócito
• Célula já hemoglobinizada
• Não apresenta núcleo
• Possui resquícios de RE, ribossomos e mitocôndria
• Hemácia
• Célula do tamanho reduzido
• Presença de hemoglobina
• Ausência total de núcleo e organelas
• Via Embden-Meyerhoff
• Fatores da Eritropoiese
• Eritropoetina (EPO)
• Hormônio produzido no 90% no córtex renal 10% nos hepatócitos
• É estimulada por processos de hipóxia, ou seja, diminuição dos níveis de oxigênio. Quando
isso ocorre, há maior formação da EPO
• Sua principal função é o estímulo da eritropoiese
• Mecanismo de ação: ligação aos receptores de células progenitoras eritróides e à
precursores na medula óssea, para repressão da apoptose e indução da mitose.
• Aumento da eritropoetina
• Redução do oxigênio do ambiente (altitude)
• Problemas respiratórios
• Anemia por redução de hemoglobina disponível
• Perda sanguínea
• Lise de hemácias
• Gravidez (atividade metabólica da mãe e feto)
• Diminuição da eritropoetina:
• Doença renal crônica (perda de funções dos rins, que produzem esse hormônio) •
Anemias
• Doenças auto-imunes
• Neoplasias
• Via JAK-STAT
• Os receptores da via são ativados pela ligação da EPO
• Resíduos de tirosina se autofosforilam e fosforilam também a JAK e a STAT, que está no
citosol.
• STAT fosforilada se dimeriza com outra STAT fosforilada e as duas juntas entram no núcleo e
ativam a expressão de outros genes
• Vitamina B12 (Hidroxicobalamina ou Cianocobalamina)
• A vitamina B12 provém da ingestão na alimentação, principalmente de alimentos como
peixe, carne, fígado, ovos e leite
• Quando vitamina B12 chega ao estômago, ocorre a sua ligação ao fator intrínseco FI (para
que não seja degradada) formando um complexo que viabiliza seu transporte até o intestino,
onde é absorvida e levada ao fígado, com auxílio da transcobalamina II.
• Folatos
• Os folatos são resultantes da união do ácido fólico com 4H+, sendo também conhecido por
ácido tetrahidrofólico
• Presente em fígado, vegetais de folhas verde escura, frutas, gérmen de trigo, levedura,
gema de ovos, suco de laranja, pão integral.
• São importantes na:
• Eritropoiese
• Síntese de purinas, pirimidinas e DNA
• O metabolismo dos folatos e da vitamina B12 estão relacionados
• Deficiência de folatos pode levar a síntese anormal de proteínas nucleares e, alteração de
formação e divisão celular, além da diminuição da eritropoiese e anemia megaloblástica (do
mesmo modo que a vit.B12)
• Anemia Megaloblástica
• Relacionada a deficiência de vitamina B12 e de folato
• Há aumento do tamanho dos eritrócitos
• O tratamento principal seria ajuste da dieta e reposição medicamentosa
• Ferro
• Necessário para formação da hemoglobina
• A cada 4g de Ferro, 2 a 3g são utilizadas na ligação ao heme. O restante está dividido entre: •
Formação de ferritina (0,5 a 1g)
• Mioglobinas (150mg)
• Armazenada nos tecidos (8 mg).
• Ferro é absorvido no duodeno e transportado pelo sangue ligado à transferrina. • Ao chegar
à medula óssea, pode ser doado ao eritroblasto durante a síntese de hemácias.
• O ferro residual é armazenado na forma de ferritina, podendo ser encontrado no plasma,
no fígado e no intestino.
DESTRUIÇÃO DAS HEMÁCIAS
• As hemácias permanecem na circulação por cerca de 120 dias
• Quando estão senescentes, são fagocitadas pelos macrófagos do baço, fígado ou medula óssea •
Ao fagocitar a hemácia, o macrófago a divide em globina e heme
• Degradação do grupo heme:
• No macrófago, o heme é convertido em biliverdina, que é convertida em bilirrubina. A bilirrubina
vai para o fígado e a partir da bile é excretada no intestino delgado e segue o trato gastrointestinal
até sair pelas fezes. Uma parte dessa bilirrubina pode se transformar em urobilinogênio e ir para o
rim e ser eliminada através da urina, na forma de urobilina.
• Ferro: dentro do anel do heme está o ferro, no centro da ligação. Ele será retirado e vai para o
fígado, onde pode ficar armazenado na forma de ferritina e hemossiderina ou, estando na forma
Fe3
+
, pode ligar-se a transferrina e ser enviado para medula óssea, pra síntese de novas hemácias.
• Degradação da globina: é reutilizada para síntese de outras proteínas.
ENTRADA DE GLICOSE NA HEMÁCIA
• A glicose penetra nas hemácias por difusão facilitada, um processo mediado pelo transportador de
glicose (GLUT1), também conhecido como glicose-permease
• GLUT1 é uma proteína integral que assume duas conformações T1 (sítio de ligação externo) e T2 (sítio de
ligação interno)
• Pelo fato das hemácias não conterem mitocôndrias, elas não possuem um metabolismo aeróbico.
Porém, ela possui a maquinaria enzimática para obter energia via glicólise.
• A via glicolítica nas hemácias também possui um ramo único, ou desvio, cujo propósito é isomerizar o
1,3-bifosfoglicerato (1,3-BPG) a 2,3-bifosfoglicerato (2,3-BPG).
• Essa reação é catalisada pela 2,3-bi-fosfoglicerato-mutase.• O 2,3BPG estabiliza a hemoglobina no estado T.
SISTEMA ABO
• Os genes responsáveis pela produção das substâncias do sistema ABO estão localizados no braço longo do
cromossomo 9
• Alelos codominantes: A, B, AB
• Alelo recessivo: O
• Esses alelos estão presentes na membrana dos eritrócitos
SISTEMA Rh
• Proteína transmembrana Rh(D) presente verifica um paciente Rh+
• Ausência da proteína transmembrana Rh(D) caracteriza paciente Rh-
• Eritroblastose fetal
• Ocorre quando mãe Rh- tem um filho Rh+ (pai Rh+)
• Na primeira gravidez, durante o parto, pode haver passagem de hemácias fetais Rh+ para o
organismo da mãe, que será sensibilizada e começará a produzir anticorpos anti-Rh
• Na segunda gestação, se a criança também for Rh+ os anticorpos anti-Rh que a mãe produziu na
primeira gestação irão começar a passar pela placenta através da circulação fetal, ocasionando
hemólise no feto
• Dependendo do grau de hemólise, a criança pode vir a óbito.
COAGULAÇÃO SANGUÍNEA
• Evita hemorragias
• Deficiência de fatores de coagulação levam à fisiopatologias que possuem maior chance de
hemorragia
• A partir de um estímulo (ex: lesão tecidual) ocorre:
• Ativação da tromboplastina junto com o cálcio
• Tromboplastina estimula a ativação de protrombina em trombina
• A trombina age sobre o fibrinogênio, fazendo com que ele seja ativado em fibrina •
As fibrinas formam uma rede, impedindo a saída do sangue
• Via Extrínseca
• É ativada pela lesão tecidual, que expõe o fator III
• O fator III ativa o fator VII na presença de cálcio
• O fator VII + Ca
2+
ativam o fator X
• Via Intrínseca
• O fator XII é ativado quando o sangue entra em contato com a superfície contendo cargas
elétricas negativas. Ele faz uma série de ativações, até chegar a ativação do fator X
• Via Comum
• Ativação do fator X
• O fator X juntamente com o cálcio e com o fator V ativado forma um complexo, chamado de
complexo protrombinase
• O complexo protrombinase promove a ativação de protrombina em trombina •
A trombina converte o fibrinogênio em fibrina
• O fator XIII transforma os monômeros de fibrina (coágulo frouxo) em polímeros de fibrina
(coágulo compacto)