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bioquímica bioenergética É o estudo quantitativo das transduções energéticas que ocorrem em células vivas. Catabolismo- Oxidação de biomoléculas, com liberação de energia Anabolismo- Síntese de biomoléculas, com consumo de energia. Relação energética entre vias catabólicas e anabólicas As vias catabólicas liberam energia na forma ATP, NADH, NADPH e FADH2. Os transportes de energia são usados em vias anabólicas p converter precursores simples em macromoléculas complexas. Vias anfibólicas Apresentam mais de uma função e ocorrem nos cruzamentos das vias antes descritas, atuando como elo entre vias anabólicas e as vias catabólicas fazem reações do tipo reversível. Ex: ciclo de Krebs Glicólise Funções: Obtenção de energia; Conversão de nutrientes e característica de cada célula; Produzir macromoléculas; Sintetizar e degradar biomoléculas necessárias à função celular. Ocorre no Citoplasma Obtenção de energia em condições anaeróbias; É fundamental para a produção do Acetil CoA; A glicose no organismo também é direcionada para o processo de oxidação pela via das pentoses. As importâncias da via das pentoses são: Gerar ribose para síntese de ácido nucleico para produzir nucleotídeos; Também para gerar NADPH que vai ser usado nas reações Biosintética(anabolismo) Ciclo de Krebs Processo aeróbio para obtenção de energia e ocorre nas células diversas do organismo. Ocorre oxidação completa das moléculas que são fontes de energia, como carboidratos e ácidos graxos. Na oxidação da glicose o ciclo de Krebs, no final do processo, há um saldo de 6 moléculas de NADH, e duas de FADH2. No Ciclo de Krebs é realizado na presença de O2 pela maioria de célula eucariótica e procariótica. Ocorre degradação da molécula orgânica que se transformam em CO2, água e energia. Ocorre oxidação de fontes energéticas como: Carboidratos, ácidos graxos e aminoácidos, são armazenadas em moléculas carreadoras de energia. Cada molécula de mitocôndria é oxidada e forma Acetil, e é descarboxilada, liberando CO2. São formados Acetil CoA, e se torna substrato para o ciclo de ácido cítrico. O Ciclo de Krebs se inicia com o Acetil- CoA e reage com o oxalocetato. Degrada o citrato e ocorre remoção e oxidação de dois de seus átomos de carbono, e inicia- se novamente. Glicogênio É constituído por moléculas de glicose, é reserva alimentar, regula a glicose. Possibilita o aumento intenso e rápido de energia durante o exercício. Monossacarídeos: açucares simples, solúveis em água. Exemplo: Hexoses- três isômeros: Glicose, frutose e galactose Ribose desoxirribose- Componentes estruturais dos ácidos nucleicos: RNA e DNA. Oligossacarídeos: Doces solúveis em água não permeáveis. Uniao dois sacarídeos e uma desidratação. Sacarose- Gli + Fru Maltose- 2Gli Lactose- Gli + Galactose Polissacarídeos- Pouco solúveis em água, não permeável. Ex: Glicogênio e Quitina- Polissacarídeo Nitrogenado Glicogenólise Glicogênese Produção ATP via Alática O músculo esquelético, precisa de uma fonte rápida de ATP, e utiliza-se o sistema de Creatina fosfato ou fosfocreatina (PCr), conhecido como “lançadeira”. No sistema de “lançadeira”, a molécula de fosfato é transferida do ATP (formada por meio da Fosforilação oxidativa) para a creatina, via Creatina Quinase mitocondrial. A PCr se difunde para o citoplasma e gera ATP e Cr. A molécula de ATP é então, utilizada a contração muscular. Metabolismo da glicose Durante o estado alimentado, parte da glicose e captada pela célula e armazenada na forma de glicogênio(glicogênese), estimula insulina, durante efeito hipoglicêmicos, são estimulados pela liberação de epinefrina, e as reservas de glicogênio são mobilizadas, sendo degradado(glicogenólise) a glicose que será consumida pela célula. O caminho da glicose, desde a entrada nas células até sua produção de ATP, envolve uma serie de reações químicas e são denominadas de Glicólise. Há duas etapas: Primeira (Preparatória): se refere as fosforilação de glicose pela ação enzimática hexoquinase(tecidos periféricos) e glicoquinase(fígado). Uma vez fosforilada a glicose é mantida presa na célula e oxidada. Há gasto de energia (2 células de ATP) Segunda: Transformação de di-idroxicetona em gliceraldeído. Ambas são transformadas em piruvato. Há reposição de energia gasta na primeira etapa, são produzidas duas moléculas de NADH+H+. Lactato Durante exercícios intensos, há depleção de oxigênio intramuscular, ocorrendo produção do lactato, libera íons H+ e promove diminuição do Ph intramuscular na qual interfere na contração muscular. A produção anaeróbica gera acidose lática, que gera desconfortos dolorosos, uma vez liberada no sangue, gera acidose sanguínea. Levando a morte. Inibidores respiração celular Distúrbio metabolismo do glicogênio Glicogenose- Deficiência de enzima específica envolvida na síntese de degradação de glicogênio e pode gerar defeito metabólico do anabolismo e catabolismo desse polissacarídeo. Tipos de glicogenose: Tipo 0- Deficiencia na enzima glicogenio sintase, afeta o fígado e foi desenvolvida na infância, suas manifestações são hipoglicemia e hipercetonomia. São acompanhadas de convulsões, sonolência, palidez, movimentos oculares desordenados. Tipo I- Doença de Von Gierke, deficiência no complexo glicose-6- fosfatase. Anomalia gerada pela mutação do gene, transporte deficiente de glicose, há defeito no transportador de fosfato. Tipo II- Doença de Pompe, grave e muitas vezes fatal. Acúmulo de glicogênio lisossômico, nas células dos tecidos musculares. Manifesta doença neuromuscular, problemas respiratórios. Nas crianças há fraqueza muscular e cardiomiopatia e em adultos há insuficiência respiratória. Tipo III- Doença de Cori, deficiência enzima desramificadora do glicogênio que possui locais catalíticos. Provoca acúmulo de glicogênio no citosol, dificultando funcionamento do fígado e músculos. Tipo IV- Síndrome de Andersen é uma doença rara caracterizada pela deficiência da enzima amilo-1,4→1,6- transglicosidase que é essencial na ramificação do glicogênio A atividade residual dessa enzima provoca o acúmulo, principalmente no fígado e no músculo, de corpúsculos de poliglicosana, que é alvo no diagnóstico da doença. A baixa atividadedessa enzima induz, na fase infantil e adulta, distúrbios que acometem além do sistema muscular, o sistema nervoso central e periférico. Ocorre hipotonia muscular, cirrose, falhas no crescimento, devastação muscular nas Tipo V- doença de McArdle é um distúrbio causado pela deficiência na enzima miofosforilase que afeta a musculatura esquelética. Essa condição impede que o glicogênio seja direcionado para a hidrólise, o que resulta no seu acúmulo no músculo. Clinicamente, podemos considerar três estágios evolutivos: a infância e a adolescência, quando há fadiga muscular excessiva após exercícios físicos; entre os 20 e 40 anos, quando se iniciam as cãibras e ocorre mioglobinúria depois de atividades físicas; e após os 40 anos, quando as cãibras e a mioglobinúria tornam-se menos intensas, enquanto a fraqueza muscular e as amiotrofias ficam evidentes. Tipo VII- doença de Tarui é uma desordem genética rara que ocasiona um defeito na enzima fosfofrutoquinase. Essa disfunção promove um acúmulo de glicogênio no músculo esquelético, pois há um bloqueio na metabolização da glicose-6-fosfato pela via glicolítica. Os sintomas são heterogêneos, como hemólise, morte durante a infânciae intolerância ao exercício (TARUI et al., 1965), devido a fraqueza muscular, fadiga fácil e cãibras pós-exercícios. Tipo VI- (doença de Hers) é causada por uma mutação no cromossomo 14, traduzindo deficientemente a enzima glicogênio fosforilase no fígado. Essa enzima está presente também em células musculares e nervosas, porém a sua tradução nesses locais é decorrente de mutações nos cromossomos 11 e 20, respectivamente Fraqueza muscular, hemorragia nasal e crise de hipoglicemia são outros sintomas que podem se manifestar na doença do tipo VI. Ademais, por manifestar principalmente em crianças, pode ocasionar retardo de crescimento Tipo VIII- A glicogenose tipo VIII caracteriza-se pela ineficiência funcional da enzima fosforilase-b- quinase que participa do metabolismo do glicogênio, a partir da regulação da enzima glicogênio fosforilase. Pode ser causada por mutações em três diferentes genes das subunidades da fosforilase quinase: PHKA2, PHKB e PHKG2 Manifesta-se ainda na infância geralmente como uma condição benigna, desenvolvendo hepatomegalia, retardo do crescimento e níveis aumentados de lipídeos e aminotransferase, muitas vezes com completa resolução dos sintomas na puberdade. Uma minoria dos pacientes apresenta um fenótipo mais grave, com hipoglicemia de jejum sintomático e histologia hepática anormal que pode progredir para Tipo X- A glicogenose tipo X ocorre devido à deficiência da enzima fosfoglicerato mutase em que os principais estudos relacionados evidenciam um acúmulo de glicogênio nos músculos dos pacientes. Uma característica marcante dessa patologia é a associação comum com agregados tubulares provenientes do retículo sarcoplasmático, perceptíveis em biopsias musculares que, apesar de ser uma alteração patológica inespecífica, não está presente nas outras glicogenoses .Neste caso, os principais sintomas são a intolerância aos exercícios, cãibras, mioglobinúria e fraqueza Tipo XI- síndrome de Fanconi-Bickel é uma doença rara do armazenamento de glicogênio também considerada autossômica recessiva, em que apresenta 34 mutações no gene GLUT2 e que o defeito enzimático subjacente ainda é desconhecido. Os sintomas dessa patologia são hepatomegalia, acidose tubular renal proximal e retardo de crescimento acentuado (SETOODEH; RABBANI, 2012), havendo um acúmulo de glicogênio no fígado e nos rins (MIRANDA-SÁNCHEZ et al., 2009). Setoodeh e Rabbani (2012) relataram um caso clínico de uma criança do gênero feminino que, aos 33 dias de idade, apresentava cetoacidose diabética. Nesse aspecto, o tratamento foi direcionado com insulina, como diabetes neonatal. Porém, aos 14 meses de idade, com a suspensão da insulina, a criança obteve baixa estatura, hepatomegalia, acidose tubular renal proximal e raquitismo aos quatro anos de idade, Tipo XII- A glicogenose tipo XII está associada a um quadro de miopatia e anemia hemolítica hereditária, causada pela substituição de um único aminoácido dentro da estrutura tetrâmica da enzima aldolase A que também está presente no músculo esquelético e eritrócitos. Os sintomas característicos da doença são intolerância ao exercício e fraqueza após doença febril (DIMAURO; BRUNO, 1998). Há um relato clínico que registra uma criança com necessidades de transfusões sanguíneas já no primeiro ano de vida devido aos episódios inexplicáveis de icterícia e anemia. Além disso, fraqueza muscular precoce e febre foram constatadas no momento da hospitalização. No acompanhamento, foram observados vários episódios de rabdomiólise com elevações da creatina quinase, aspartato aminotransferase, alanina aminotransferase, lactato desidrogenase e bilirrubina; diminuição na concentração de hemoglobina e hematócrito Estresse oxidativo Radicais livres são todas espécies que possui um ou mais elétrons desemparelhados em sua última camada de eletrosfera. Antioxidante é contra os radicais livres, é um mecanismo de defesa que são formados constantemente no metabolismo celular normal. Estresse oxidativo manifestam efeitos tóxicos dos radicais livres e produzem reações químicas sobre lipídios, proteínas, carboidratos e DNA, causam danos irreversíveis e podem causar morte celular. Dislipidemia Os lipídeos são sintetizados no fígado ou absorvidos da dieta no intestino, são transportados no plasma nos complexos macromoléculas conhecidas como lipoproteínas. Lipoproteínas: Com base na densidade, as lipoproteínas plasmáticas são separadas em: • Quilomícrons • VLDL (Very Low density Lipoproteins) – Lipoproteína de muita baixa densidade. • LDL (Low density Lipoproteins) – Lipoproteína de baixa densidade. • HDL (Higth density Lipoproteins) – Lipoproteína de alta densidade. Lipídios Exógenos: transportados por quilomícrons; Lipídios endógenos: transportados pela VLDL. Apo-A – Sint. no fígado e intestino. Está inicialmente presente nos quilomícrons na linfa, mas é rapidamente transferida para as HDL.A fração A-I é ativadora da Lecitina colesterol aciltransferase (LCAT) e a fração A- II, seu co-fator. Apo-B – (apoB-100 e apoB-48). A apoB-100 presente na LDL, VLDL e quilomícrons. A apoB-48 está somente nos quilomícrons. A apoB-100 é reconhecida por receptores específicos no fígado. Apo-C – (apoC-I, apoC-II e apoC-III) é sint. no fígado e incorporada pelas HDL. As apoC- I e apoC-II são ativadoras da lipoproteína lipase (LPL); a apoC-III é o seu inibidor. Apo-E – É sint. no fígado, incorporada ao HDL e transferida, na circulação, para o quilomícron e VLDL. Está envolvida na captação hepática dos quilomícrons remanescentes e IDL. Lipoproteína (a) A lipoproteína (a) [Lp (a)], descoberta em 1963, é semelhante a LDL, mas contém uma glicoproteína adicional, denominada apolipoproteína (a) [apo (a)], acoplada à apolipoproteína B por pontes de dissulfeto. A Lp (a) é fagocitada por macrófagos, que precede a formação das células espumosas seguindo caminho semelhante ao LDLc na formação da placa ateromatosa, mas seu depósito subendotelial é maior por ter maior afinidade pela fibrina. Lipoproteína Lipases Duas enzimas, a lipoproteína lipase (LPL) e a lipase de triglicerídios hepática (HTGL), removem os triglicerídeos das partículas de lipoproteínas. A LPL age em quilomícrons e VLDL; A HTGL age na conversão de IDL em LDL. Dislipidemias primárias As dislipidemias primárias ou sem causa aparente Classificadas genotipicamente ou fenotipicamente (monogênicas. e poligênicas) através de análises bioquímicas. A classificação fenotípica ou bioquímica considera os valores do CT, LDL-C, TG e HDL-C. Dislipidemia Secundária Hipercolesterolemia secundária: • Ocorre durante eventos de gravidez, hipotireoidismo, colestase e porfiria aguda intermitente. Hipertrigliceridemia secundária: • Pode estar associada ao uso de contraceptivos orais, diabetes mellitus, alcoolismo, pancreatite, gota, sepse devido a organismos bacterianos gram-negativos e doença de depósito de glicogênio tipo I. Hipercolesterolemia e hipertrigliceridemia combinadas podem ser encontradas na síndrome nefrótica, insuficiência renal crônica e terapia imunossupressora com esteroides. Xantomas Os xantomas cutâneos são tumores benignos que ocorrem por acúmulo de lipídeos na pele ou no tecido subcutâneo. Eles podem ocorrer por alterações primárias ou secundárias do metabolismo lipídico, podendo ou não estar associados a quadros de hiperlipoproteinemias. Podem ser classificados de acordo com a semiologia dermatológica em: verrucoso, eruptivo, plano, tendinoso, tuberoso e inflamatório. Na análise histopatológica o achado mais comum é a presença dos macrófagos espumosos. O tratamento preferencialmente deve ser feito por meio de terapia não medicamentosa, com mudanças nos hábitos de vida ecompreensão do paciente e familiares sobre a importância desta medida. Aqueles extensos ou que causam prejuízos estéticos e funcionais, podem ser retirados por excisão cirúrgica. Conta LDL Após mais de quatro décadas utilizando a fórmula de Friedewald, método para estimar o valor de LDL quando as concentrações de triglicérides do paciente superarem 400 mg/dL. Por sugestão dos autores, variações de triglicérides são consideradas na fórmula, minimizando (mas não eliminando!) o impacto de altas concentrações dos lipídeos. Para tal, aplica-se a fórmula: LDL= CT-HDL –TG/X, onde X é um fator que varia de 3,1 a 11,9, dependendo da concentração encontrada de triglicérides na amostra. Não HDL-c = CT - HDL Classificação das dislipidemias de acordo com a fração lipídica: • Hipercolesterolemia isolada: aumento isolado do LDL-c (LDL-c ≥ 160 mg/dL). • Hipertrigliceridemia isolada: aumento isolado dos triglicérides (TG ≥ 150 mg/dL ou ≥ 175 mg/dL, se a amostra for obtida sem jejum). • Hiperlipidemia mista: aumento do LDL-c (LDL-c ≥ 160 mg/dL) e dos TG (TG ≥ 150 mg/dL ou ≥ 175 mg/ dL, se a amostra for obtida sem jejum). Se TG ≥ 400 mg/dL, o cálculo do LDL-c pela fórmula de Friedewald é inadequado, devendo-se considerar a hiperlipidemia mista quando o não HDL-c ≥ 190 mg/dL. • HDL-c baixo: redução do HDL-c (homens < 40 mg/dL e mulheres < 50 mg/dL) isolada ou em associação ao aumento de LDL-c ou de TG. Hemoglobina Na corrente sanguínea, os eritrócitos transportam o oxigênio dos pulmões até os tecidos, onde a demanda de oxigênio é alta. A hemoglobina, a proteína que confere ao sangue a sua cor vermelha, é responsável pelo transporte de oxigênio por meio de suas quatro subunidades ligadas ao heme. A hemoglobina foi uma das primeiras proteínas a ter a sua estrutura determinada. O enovelamento de uma única subunidade é mostrado neste desenho à mão. Formada na fase eritroblástica, é composta por 4 subunidades globulares: tipo alfa (alfa e zeta, 141 aa) e tipo não-alfa (beta, delta, gama e epsílon, 146 aa). Sua estrutura é quimicamente unida a um núcleo prostético de ferro, a ferroprotoporfirina IX (heme). Interação oxigênio e grupo Heme: Hb-Fe+2 + O2 Hb-Fe+2 – O2 Desoxi-hemoglobina Oxi-hemoglobina Tipo de anemia Ferropriva (baixo Ferro) Toxicológica (Chumbo) Genética: Talassemia, falciforme e hemolítica Nutricional (baixa B12) Hemoglobina= absorbância do teste Absorbância padrão X10 A ligação do oxigênio ao ferro no heme é acompanhada da transferência parcial de um elétron do íon ferroso para o oxigênio. De muitas maneiras, a estrutura é mais bem descrita como um complexo entre o íon férrico (Fe3+) e o ânion superóxido (O2). É crucial que o oxigênio, quando liberado, esteja na forma de dioxigênio, e não de superóxido, por duas razões importantes. Em primeiro lugar, o superóxido, e outras formas geradas a partir dele, são espécies reativas de oxigênio, que podem ser danosos a muitos materiais biológicos. Em segundo lugar, a liberação de superóxido deixaria o íon ferro no estado férrico. Essa espécie, denominada metamioglobina, não se liga ao oxigênio. Por conseguinte, há perda da capacidade potencial de armazenamento de oxigênio. As características da mioglobina estabilizam o complexo de oxigênio de tal modo que o superóxido tem menos probabilidade de ser liberado. Em particular, o bolsão de ligação da mioglobina inclui um resíduo de histidina adicional (denominado histidina distal), que doa uma ligação de hidrogênio à molécula de oxigênio ligada. O caráter de superóxido do oxigênio ligado fortalece essa interação. Por conseguinte, o componente proteico da mioglobina controla a reatividade intrínseca do heme, tornando-o mais apropriado para uma ligação reversível ao oxigênio. A histidina distal também pode comprometer o acesso do monóxido de carbono ao heme, que se liga firmemente ao ferro do heme e gera consequências graves.
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