4-Enzimologia

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<p>Enzimologia</p><p>Apresentação</p><p>Nesta Unidade de Aprendizagem vamos estudar as enzimas e suas aplicações na clínica. Você verá</p><p>a importância dessas macromoléculas no auxílio de diagnóstico e prognóstico, bem como a</p><p>utilização do conhecimento da enzimologia na terapêutica de várias doenças. Vamos conhecer com</p><p>mais detalhes este assunto tão fascinante que é muito utilizado na Bioquímica Clínica.</p><p>Bons estudos.</p><p>Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:</p><p>Reconhecer a importância da dosagem de enzimas no auxílio médico.•</p><p>Identificar métodos de determinação das principais enzimas de importância clínica.•</p><p>Diferenciar os diferentes tipos de enzimas e sua relação com doenças específicas.•</p><p>Desafio</p><p>Câncer de Próstata</p><p>A próstata é uma glândula do sistema reprodutor masculino e secreta um fluido que é um</p><p>componente do sêmen. O câncer de próstata é o tipo mais comum em homens acima de 50 anos e</p><p>está associado a fatores genéticos, hormonais, sedentarismo e hábitos alimentares errôneos. A</p><p>doença pode ser assintomática, mas quando o tumor está em fase avançada, os sintomas presentes</p><p>em homens com câncer de próstata são: dificuldade de urinar, presença de sangue na urina e dores</p><p>ósseas, possivelmente devido a metástases.</p><p>O tratamento geralmente é realizado por processo cirúrgico de remoção da próstata, uso de</p><p>hormônios ou radioterapia e medicamentos para diminuir a proliferação tumoral. Um dos métodos</p><p>usados no diagnóstico é o exame físico através do toque retal.</p><p>Diante de tal contexto, responda:</p><p>a) Qual enzima pode ser útil no diagnóstico de câncer de próstata? E qual é a fração enzimática?</p><p>b) Qual outro marcador do carcinoma prostático pode ser dosado no laboratório de Bioquímica</p><p>Clínica? Em fases avançadas do câncer de próstata, este marcador eleva-se no sangue?</p><p>c) Qual é o método de dosagem do PSA? Explique como é o princípio da técnica e quais os</p><p>cuidados necessários para a coleta da amostra.</p><p>Infográfico</p><p>Na ilustração a seguir, está representado alguns aspectos sobre a importância da Enzimologia</p><p>como ferramenta no diagnóstico de doenças.</p><p>Conteúdo do livro</p><p>As enzimas são moléculas que atuam como catalisadores, aumentando a velocidade de todas as</p><p>reações químicas que permitem as funções fisiológicas dos seres vivos. Estas moléculas são</p><p>majoritariamente de origem proteica, portanto, a sua produção depende da transcrição de genes</p><p>específicos. No ser humano, as enzimas são encontradas no citoplasma ou em organelas das células</p><p>de todos os tecidos, apresentando funções específicas em cada órgão.</p><p>O surgimento de doenças ou quadros patológicos permite que enzimas presentes nas células sejam</p><p>liberadas na corrente sanguínea ou outros fluidos. Esta liberação é promovida pelo dano na</p><p>membrana celular ou pela lise das células em processos necróticos. Este fato causa um aumento</p><p>dos níveis séricos das enzimas, as quais podem ser detectadas através da quantificação da atividade</p><p>enzimática em amostras biológicas. A área do conhecimento que estuda esta atividade e sua</p><p>associação a determinados processos patológicos é conhecida como enzimologia clínica.</p><p>No capítulo Enzimologia, base teórica desta Unidade de Aprendizagem, você poderá conhecer as</p><p>características funcionais das enzimas, assim como o fundamento das metodologias destinadas à</p><p>quantificação da atividade enzimática e a associação destas moléculas com o surgimento de</p><p>patologias específicas.</p><p>Boa leitura!</p><p>BIOQUÍMICA</p><p>CLÍNICA</p><p>OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM</p><p>> Reconhecer a importância da dosagem de enzimas no auxílio médico.</p><p>> Identificar métodos de determinação das principais enzimas de importância</p><p>clínica.</p><p>> Diferenciar os diferentes tipos de enzimas e sua relação com doenças es-</p><p>pecíficas.</p><p>Introdução</p><p>Os processos metabólicos essenciais para a sobrevivência de qualquer organismo</p><p>são executados pelas enzimas. Essas moléculas têm principalmente de origem</p><p>proteica, sendo encontradas sobretudo no citoplasma das células ou associadas</p><p>a organelas intracelulares. A função biológica das enzimas é atuar como catali-</p><p>sadores, aumentando a velocidade das reações químicas em milhares de vezes,</p><p>apresentando alta especificidade com o seu substrato.</p><p>Danos teciduais ou celulares associados à maioria das situações patológi-</p><p>cas geralmente causam uma elevação da concentração enzimática nos fluidos</p><p>corporais. Nesse contexto, a quantificação sérica da atividade das enzimas tem</p><p>se mostrado uma importante ferramenta de avaliação clínica para diagnosticar,</p><p>rastrear e monitorar doenças ou processos patológicos, especialmente no caso</p><p>de doenças hepáticas, pancreáticas e cardíacas.</p><p>Neste capítulo, você estudará as características gerais das enzimas, abordando</p><p>seus componentes estruturais, seus mecanismos de ação e sua classificação. Além</p><p>disso, verá as metodologias utilizadas para quantificar a atividade das enzimas</p><p>encontradas na circulação sanguínea e os cuidados necessários para a realização</p><p>dessas metodologias de diagnóstico. Por fim, conhecerá as principais enzimas</p><p>Enzimologia</p><p>Sergio Marcelo Rodriguez Málaga</p><p>utilizadas para o diagnóstico específico de doenças ou quadros patológicos em</p><p>diferentes órgãos.</p><p>Conceitos básicos relacionados às enzimas</p><p>As enzimas são catalisadores biológicos responsáveis pelo aumento das</p><p>reações químicas que ocorrem dentro das células. São encontradas em todos</p><p>os tecidos, tendo um papel fundamental para a sobrevivência de todos os</p><p>organismos vivos, sejam animais, plantas ou microrganismos. Em sua grande</p><p>maioria, as enzimas são proteínas e, como em todo polipeptídio, sua função</p><p>depende diretamente do nível de organização das suas estruturas (BURTIS;</p><p>BRUNS, 2015):</p><p>� estrutura primária — corresponde à sequência linear de aminoácidos;</p><p>� estrutura secundária — refere-se à conformação das cadeias polipep-</p><p>tídicas observadas como α-hélices ou folhas β e à organização através</p><p>das ligações de hidrogênio;</p><p>� estrutura terciária — corresponde ao arranjo dos elementos estruturais</p><p>secundários e às interações da cadeia lateral de aminoácidos;</p><p>� estrutura quaternária — corresponde ao rearranjo das subunidades</p><p>(cadeias polipeptídicas dobradas) unidas através de ligações não</p><p>covalentes.</p><p>O mecanismo de ação das enzimas é baseado numa reação química em</p><p>que a enzima liga-se ao substrato, formando um complexo enzima-substrato.</p><p>Essa reação ocorre numa área relativamente pequena da enzima, denominada</p><p>sítio catalítico, ou sítio ativo. O sítio catalítico de uma enzima é constituído</p><p>por aminoácidos que são aproximados pelo dobramento resultante da es-</p><p>trutura secundária e terciária das enzimas, sendo as cadeias laterais des-</p><p>ses aminoácidos as que irão reagir com os grupos químicos específicos do</p><p>substrato. Assim, dependendo da enzima, essas cadeias laterais podem ser</p><p>ácidas ou básicas, hidrofílicas ou hidrofóbicas, e apresentar cargas positivas,</p><p>negativas ou neutras.</p><p>As enzimas aceleram as reações químicas alterando a conformação dos</p><p>substratos para se aproximarem do estado de transição. O modelo mais sim-</p><p>ples de interação enzima-substrato é o modelo “chave e fechadura”, proposto</p><p>por Hermann Emil Fischer, em que o substrato se encaixa exatamente no sítio</p><p>ativo (Figura 1a). Entretanto, esse modelo foi atualizado com a descoberta de</p><p>que as enzimas são flexíveis e que o contato com o substrato induz mudança</p><p>Enzimologia2</p><p>conformacional na enzima para acomodar o substrato, processo chamado de</p><p>“encaixe induzido” (Figura 1b) (COOPER, 2018).</p><p>Figura 1. Representação gráfica dos modelos de interação enzima-substrato: (a) modelo</p><p>chave-fechadura e (b) modelo encaixe induzido.</p><p>Fonte: Adaptada de Shutterstock.com/BigBearCamera.</p><p>Modelo</p><p>chave-fechadura</p><p>Substrato</p><p>Enzima</p><p>Substrato</p><p>Complexo</p><p>enzima-substrato</p><p>Complexo</p><p>enzima-substrato</p><p>Enzima</p><p>Modelo</p><p>encaixe induzido</p><p>A atividade catalítica das enzimas é altamente específica. Normalmente,</p><p>uma enzima catalisa uma única reação química ou um conjunto de reações</p><p>que estejam relacionadas. Uma</p><p>propriedade importante dessas moléculas é</p><p>que permanecem inalteradas durante a reação que catalisam e, à medida que</p><p>os produtos da reação se dissociam, a enzima é liberada, podendo interagir</p><p>com outra molécula de substrato.</p><p>A velocidade de uma reação enzimática depende de fatores que incluem a</p><p>concentração da enzima e do substrato, pH do meio, temperatura da reação e</p><p>a presença de inibidores, ativadores ou cofatores. Os cofatores são pequenas</p><p>moléculas não proteicas que participam da catálise ligando-se no sítio ativo</p><p>da enzima. Estes podem ser íons inorgânicos, como Fe2</p><p>+, Mg2</p><p>+, Mn2</p><p>+ ou Zn2</p><p>+,</p><p>ou coenzimas, que são moléculas orgânicas, a maioria derivados solúveis</p><p>de vitaminas, podendo efetuar reações como oxirredução, descarboxilação,</p><p>transferência de grupos com um ou vários carbonos e isomerização, sendo</p><p>as mais conhecidas as vitaminas do complexo B, folato, biotina, vitamina C,</p><p>entre outras (RODWELL et al., 2018).</p><p>Enzimologia 3</p><p>As enzimas podem ser classificadas com base na sua composição em:</p><p>simples, quando não necessitam de cofatores, ou seja, são compostas</p><p>inteiramente por proteínas; ou complexas ou holoenzimas, quando um cofator</p><p>está ligado na parte proteica da enzima. Em situações em que um cofator é</p><p>fortemente ligado à sua enzima de forma covalente, esse cofator é denominado</p><p>grupo prostético.</p><p>Como mostra o Quadro 1, as enzimas são classificadas em seis grupos</p><p>principais, divididos de acordo com o tipo de reação que catalisa, incluindo</p><p>oxidorredutases, transferases, hidrolases, liases, isomerases e ligases, além</p><p>de uma designação numérica que consiste nas letras prefixadas E.C., que</p><p>correspondem à Comissão de Enzimas da União Internacional de Bioquímica</p><p>(IUB), acompanhadas de quatro números separados por pontos, por exemplo:</p><p>E.C. 1.1.1.27 L-lactato: NAD+ oxidorredutase.</p><p>Quadro 1. Classificação das enzimas de acordo à reação que realizam</p><p>Tipo Reação que catalisam</p><p>1 Oxidorredutases Transferência de elétrons (íons híbridos ou</p><p>átomos de H).</p><p>2 Transferases Reações de transferência de grupos funcionais</p><p>(grupos aldeído, acila, glicosil, fosfato).</p><p>3 Hidrolases Reações de hidrólise (transferência de grupos</p><p>funcionais para moléculas de água). Atuam</p><p>sobre ligações éster, glicosídicas, peptídicas</p><p>e C-N.</p><p>4 Liases Clivagem de C-C, C-O, C-N ou outras ligações</p><p>por eliminação, rompimento de ligações</p><p>duplas ou anéis, ou adição de grupos a</p><p>ligações duplas.</p><p>5 Isomerases Transferência de grupos dentro de uma mesma</p><p>molécula, produzindo formas isoméricas.</p><p>6 Ligases Formação de ligações C-C, C-S, C-O e C-N por</p><p>reações de condensação acopladas à hidrólise</p><p>de ATP ou outros cofatores.</p><p>Fonte: Adaptado de Pacheco e Mendes (2021).</p><p>Enzimologia4</p><p>A estimativa dos níveis de atividade enzimática nos fluidos corporais</p><p>extracelulares, como plasma sanguíneo, soro, urina, sucos digestivos, lí-</p><p>quido amniótico e líquido cefalorraquidiano, realizada para o auxílio do</p><p>diagnóstico clínico, foi descrita inicialmente em 1927 por King e Armstrong,</p><p>demonstrando a presença da fosfatase alcalina no soro. A descoberta por</p><p>La Due e colaboradores em 1954 de que havia um aumento da aspartato</p><p>aminotranferase sérica (AST) após o infarto do miocárdio foi um estímulo</p><p>para a investigação sistemática dos níveis de vários sistemas enzimáticos</p><p>numa variedade de doenças.</p><p>Desde então, a enzimologia clínica foi incluída na rotina laboratorial com</p><p>a finalidade de oferecer o máximo de informação mediante um processo</p><p>minimamente invasivo, pois em vários mecanismos fisiopatológicos — como</p><p>cardiopatias, hepatopatias, miopatias, doenças pancreáticas e ósseas —</p><p>observa-se um aumento da atividade sérica das enzimas devido ao extra-</p><p>vasamento por células lesadas, em que as enzimas se difundem através</p><p>dos capilares atingindo a corrente sanguínea, ou por aumento da produção</p><p>enzimática intracelular.</p><p>Sob condições normais, a atividade das enzimas é exercida em nível intra-</p><p>celular, devido à impermeabilidade da membrana celular metabolicamente</p><p>ativa. Entretanto, qualquer processo patológico que afete o suprimento de</p><p>energia da membrana celular, como o fornecimento inadequado de ATP,</p><p>distúrbios hemodinâmicos (isquemia) ou agentes infecciosos, pode causar a</p><p>desintegração da membrana celular e a liberação consecutiva de enzimas.</p><p>A taxa de liberação da enzima depende do tamanho e do gradiente de con-</p><p>centração do catalisador entre o citoplasma e o espaço extracelular. Sendo</p><p>assim, as enzimas citoplasmáticas são as primeiras enzimas a aparecerem</p><p>no sangue, por serem solúveis e de menor peso molecular, seguidas pelas</p><p>enzimas mitocondriais e as que se encontram ligadas à membrana celular</p><p>(THOMAS, 2021).</p><p>Por outro lado, apesar das enzimas de diferentes tipos apresentarem uma</p><p>atividade característica, elas podem ser agrupadas dependendo do local</p><p>onde se encontram em maior quantidade. Dessa forma, podemos agrupar</p><p>as enzimas para diagnosticar danos em células e tecidos específicos. Assim,</p><p>por exemplo, a determinação da atividade sérica da α-amilase e lipase pode</p><p>ser utilizada para o diagnóstico de doenças que causam dano no tecido</p><p>pancreático, como pancreatite e câncer pancreático, ou para a identificação</p><p>da atividade das aminotransferases e a fosfatase alcalina para os estudos</p><p>da extensão do dano hepático.</p><p>Enzimologia 5</p><p>A estimativa do tipo, extensão e duração da atividade enzimática aumen-</p><p>tada pode fornecer informações sobre a identidade da célula danificada e</p><p>indicar a extensão da lesão. Assim, os ensaios enzimáticos podem dar uma</p><p>contribuição importante para o diagnóstico de doenças, pois uma mudança</p><p>mínima na concentração da enzima pode ser facilmente quantificada por</p><p>meio da atividade catalítica.</p><p>As vitaminas são moléculas orgânicas que não são sintetizados</p><p>pelas células de mamíferos, sendo obtidas através da dieta. Atuam</p><p>principalmente como cofatores enzimáticos, e em situações de carência de</p><p>vitaminas, os sintomas clínicos estão normalmente associados ao mau funcio-</p><p>namento das enzimas.</p><p>Metodologia e fatores que interferem na</p><p>determinação enzimática</p><p>A determinação da atividade enzimática é utilizada para detectar a presença</p><p>de uma enzima específica ou para quantificar sua concentração em amostras</p><p>biológicas. Para isso, diversas metodologias disponíveis podem ser utilizadas,</p><p>as quais apresentam uma elevada sensibilidade e especificidade. Dessa</p><p>forma, os fundamentos das metodologias para a quantificação da atividade</p><p>enzimática podem ser divididos em três categorias: as que quantificam o</p><p>produto formado pela enzima, as que quantificam o consumo do substrato</p><p>específico e por último as metodologias que detectam indiretamente a</p><p>atividade enzimática, quantificando a transformação de coenzimas pre-</p><p>sentes na reação. Cabe destacar que na atualidade podem ser encontrados</p><p>kits comerciais que aplicam mais de uma metodologia para uma enzima.</p><p>Contudo, independentemente do fundamento, todos apresentam a espe-</p><p>cificidade necessária para a obtenção de um resultado confiável (XAVIER;</p><p>DORA; BARROS, 2016).</p><p>Um exemplo das metodologias que quantificam a formação de produto</p><p>da atividade enzimática é encontrado na determinação da amilase em amos-</p><p>tras de soro ou plasma, em que a enzima hidrolisa o substrato 2-cloro-4-</p><p>nitrofenol-β-1-4 galactopiranosilmaltotriosídeo (Ga-G2-α-CNP), resultando</p><p>na produção de 1,4-galactopiranosilmaltoside (Gal-G2) e 2-cloro-4-nitrofenol</p><p>(CNP), o que pode ser quantificado pela leitura em espectrofotômetro a 400-</p><p>420 nm. A detecção da amilase também pode ser feita pela metodologia que</p><p>Enzimologia6</p><p>quantifica o decaimento ou consumo da concentração do substrato da enzima,</p><p>em que a enzima catalisa a hidrólise de amido, resultando na produção de</p><p>maltose e glicose. O amido remanescente da reação pode ser quantificado pela</p><p>adição de iodo, gerando uma coloração azul, que pode ser quantificada com</p><p>leitura a 620-670 nm. Cabe destacar que tanto a quantificação do consumo do</p><p>substrato quanto a geração de produto serão proporcionais</p><p>à concentração</p><p>da enzima presente na amostra biológica.</p><p>Por outro lado, um exemplo da metodologia que utiliza a quantificação da</p><p>modificação de uma coenzima é observado na quantificação da desidroge-</p><p>nase láctica, que catalisa a conversão de piruvato em lactato na presença de</p><p>nicotinamida-adenina-dinucleotídio reduzido (NADH), resultando na oxidação</p><p>da coenzima (NAD). O decréscimo de NADH pode ser detectado com um es-</p><p>pectrofotômetro que realize a leitura de absorbância ultravioleta a 340 nm,</p><p>sendo proporcional à atividade da enzima na amostra (Figura 2).</p><p>Figura 2. Metodologias de quantificação da atividade enzimática.</p><p>Outra aspecto importante na análise da atividade enzimática está relacio-</p><p>nado aos cuidados necessários para a execução das metodologias quantita-</p><p>tivas. Tais cuidados começam com a coleta adequada da amostra, evitando</p><p>a estase venosa, que pode alterar significativamente os resultados. Nesse</p><p>sentido, é recomendada a utilização de soro, obtido sem anticoagulantes, o</p><p>qual precisa ser separado rapidamente da fração celular para evitar o contato</p><p>com a lise de hemácias e plaquetas. No caso de amostras sanguíneas cole-</p><p>tadas com anticoagulantes, dependendo da enzima a ser analisada, algumas</p><p>moléculas podem alterar o resultado, como a utilização de oxalato, citrato</p><p>e ácido etilenodiamino tetra-acético (EDTA), que têm capacidade de inibir a</p><p>atividade de α-amilase, transaminases e gama glutamil transferase (γGT). A</p><p>presença de hemólise na amostra pode ou alterar a detecção colorimétrica</p><p>feita pelo espectrofotômetro ou aumentar a concentração real de enzimas</p><p>Enzimologia 7</p><p>na amostra, uma vez que a ruptura de hemácias leva à liberação de enzimas</p><p>como fosfatase ácida e desidrogenase láctica.</p><p>Da mesma forma, a preservação das amostras após a coleta tem um papel</p><p>fundamental, sendo recomendado que a atividade enzimática seja realizada</p><p>logo após a coleta sanguínea, pois amostras preservadas por longos períodos</p><p>podem resultar na desnaturação de enzimas e na modificação do pH, alterando</p><p>a atividade enzimática nas análises. Vale ressaltar que a estabilidade de uma</p><p>enzima varia dependendo das condições de estocagem. Assim, dependendo</p><p>da enzima, ela pode se manter estável a temperatura ambiente, enquanto</p><p>outras podem ser mantidas sob refrigeração ou congelamento (Quadro 2).</p><p>Quadro 2. Atividade enzimática dependendo das condições de estocagem</p><p>Enzima Estocagem Tempo (dias) Atividade (%)</p><p>α-Amilase T° ambiente 8 100</p><p>Creatinina-quinase T° ambiente</p><p>0-4°C</p><p>Congelamento</p><p>1</p><p>1</p><p>8</p><p>25</p><p>32-65</p><p>25</p><p>Glutamato</p><p>desidrogenase</p><p>T° ambiente</p><p>0-4°C</p><p>Congelamento</p><p>2</p><p>2</p><p>2</p><p>60</p><p>60-100</p><p>60</p><p>Aspartato</p><p>aminotransferase</p><p>T° ambiente</p><p>0-4°C</p><p>Congelamento</p><p>4</p><p>8</p><p>2</p><p>90</p><p>87</p><p>90</p><p>Alanina</p><p>aminotransferase</p><p>T° ambiente</p><p>0-4°C</p><p>Congelamento</p><p>4</p><p>8</p><p>8</p><p>75</p><p>78</p><p>31</p><p>L-lactato</p><p>desidrogenase</p><p>T° ambiente</p><p>0-4°C</p><p>Congelamento</p><p>8</p><p>8</p><p>8</p><p>74-88</p><p>81</p><p>81</p><p>Fosfatase alcalina T° ambiente</p><p>0-4°C</p><p>Congelamento</p><p>8</p><p>8</p><p>8</p><p>71</p><p>71</p><p>68</p><p>Sorbitol</p><p>desidrogenase</p><p>0-4°C 8 71</p><p>Fonte: Adaptado de Campos et al. (2002).</p><p>Enzimologia8</p><p>Por outro lado, a padronização das condições em que as reações enzimá-</p><p>ticas são realizadas precisam ser controladas. A utilização de kit comerciais</p><p>permite a otimização de pH e força iônica na reação, motivo pelo qual a ma-</p><p>nutenção dos componentes a temperatura adequada se torna fundamental.</p><p>A utilização de equipamentos automatizados permite controlar fatores como</p><p>tempo e temperatura da reação. Contudo, a execução manual das metodo-</p><p>logias obriga a respeitar esses parâmetros para a obtenção de resultados</p><p>adequados. Da mesma forma, a calibração de micropipetas, a limpeza ade-</p><p>quada de vidrarias e a utilização periódica de soros de referência do Programa</p><p>Nacional de Controle de Qualidade se tornam essenciais (CORRÊA, 2019).</p><p>As enzimas constituem a primeira classe de biomoléculas-alvo para</p><p>o desenvolvimento de fármacos e outros agentes terapêuticos, pois</p><p>vários antibióticos inibem irreversivelmente enzimas importantes para a sobre-</p><p>vivência do patógeno. Nesse contexto, a descoberta de novos fármacos tem sido</p><p>facilitada por um processo rápido e automatizado, denominado high-throughput</p><p>screening (triagem em grande escala), que analisa simultaneamente o potencial</p><p>inibitório de centenas de novas drogas sobre atividade de determinada enzima.</p><p>Enzimas de importância diagnóstica</p><p>As enzimas utilizadas como marcadores de enfermidades ou disfunções</p><p>são enzimas intracelulares, cuja concentração no plasma é muito baixa. A</p><p>presença de níveis elevados dessas enzimas no soro implica a existência um</p><p>dano celular, o que permite que essas moléculas, normalmente confinadas</p><p>nas células, sejam liberadas para a circulação sanguínea. Sendo assim, a</p><p>quantificação no nível sérico de certas enzimas tem sido utilizada como</p><p>indicador para a detecção do dano tecidual, a localização específica do órgão</p><p>comprometido e a determinação da extensão e gravidade do dano celular.</p><p>A seguir, destacaremos as principais enzimas que facilitam o diagnóstico</p><p>rápido de algumas doenças.</p><p>Enzimas pancreáticas</p><p>A detecção de altos níveis de enzimas pancreáticas no soro e na urina, asso-</p><p>ciada a dados clínicos e de imagem, pode indicar um diagnóstico de pancreatite</p><p>aguda, que consiste em um processo inflamatório agudo, em que as enzimas</p><p>do pâncreas são ativadas e causam uma autodigestão da glândula ou um</p><p>Enzimologia 9</p><p>carcinoma pancreático. Entre as enzimas utilizadas no diagnóstico dessas</p><p>enfermidades, examinaremos aquelas de maior destaque a seguir.</p><p>Amilase</p><p>A amilase é uma metaloenzima Ca2</p><p>+ dependente secretada pelas células</p><p>acinares do pâncreas, liberada para o intestino através do ducto pancreático,</p><p>onde catalisa a hidrólise de ligações 1,4-α-glicosídicas em polissacarídeos.</p><p>A amilase ocorre normalmente no plasma humano como uma proteína de</p><p>baixo peso molecular, variando de 54 a 62 kDa, podendo, portanto, passar</p><p>pelos glomérulos dos rins.</p><p>Em situações de lesão das células acinares ou obstrução do ducto pancre-</p><p>ático, essa enzima flui para os vasos sanguíneos, atingindo valores máximos</p><p>que são de quatro a seis vezes maiores que os valores de referência (60 a 160</p><p>U/dL Somogyi). Embora a detecção da amilase seja sensível para as doenças</p><p>pancreáticas, não é específica, pois essa enzima está presente em outros ór-</p><p>gãos, como trompas de falópio, ovários, glândulas salivares, intestino, pulmão,</p><p>próstata, fígado. Consequentemente, processos inflamatórios desenvolvidos</p><p>nesses órgãos podem causar elevações nos níveis de amilase (MOTTA, 2009).</p><p>Lipase</p><p>A lipase é uma glicoproteína de cadeia simples com peso molecular de 48</p><p>kDa, secretada pelo pâncreas para o intestino, onde catalisa a hidrólise</p><p>de triglicerídeos. Na presença de sais biliares e um cofator denominado</p><p>colipase, também secretado pelo pâncreas, são liberados no fígado ácidos</p><p>graxos e glicerol (Figura 3). A lipase é uma molécula pequena filtrada através</p><p>dos glomérulos renais, totalmente reabsorvida pelos túbulos renais, motivo</p><p>pelo qual normalmente não é detectada na urina. A atividade da lipase no</p><p>soro é utilizada para o diagnóstico de doenças pancreáticas, em particular</p><p>a pancreatite. Nesse caso, o valor da atividade enzimática no plasma fica de</p><p>5 a 10 vezes acima do limite superior dos valores de referência (28 a 280 U/L</p><p>internacionais) (BURTIS; BRUNS, 2015; MOTTA, 2009).</p><p>Enzimologia10</p><p>Figura 3. Atividade enzimática da lipase.</p><p>Fonte: Adaptada de Shutterstock.com/Ali DM.</p><p>Triglicerídios Glicerol</p><p>Lipase</p><p>+ 3 H2O</p><p>Ácidos graxos</p><p>Enzimas hepáticas</p><p>O fígado é o maior órgão maciço do corpo humano, correspondente a 2,5-</p><p>4,5% da massa corporal total, com peso médio de 1,5 kg. É responsável pela</p><p>metabolização de lipídios, proteínas e carboidratos, além da desintoxicação</p><p>de uma série de compostos do organismo. Esse órgão é irrigado por dois</p><p>suprimentos sanguíneos distintos e composto por cinco tipos celulares di-</p><p>ferentes e um complexo arcabouço extracelular (TELLI; FRIGERI; MELLO, 2016).</p><p>Assim como em outras enfermidades, a dosagem de enzimas é muito útil</p><p>para o diagnóstico diferencial e o monitoramento de distúrbios hepáticos.</p><p>As enzimas hepáticas podem ser divididas em três tipos:</p><p>� enzimas presentes no interior dos hepatócitos, liberadas no sangue</p><p>quando ocorre um dano hepatocelular, também denominadas marca-</p><p>dores de dano hepatocelular;</p><p>� enzimas ligadas à membrana plasmática ou ao lado dos hepatócitos,</p><p>denominadas marcadores de colestase;</p><p>� enzimas sintetizadas no hepatócito, indicando distúrbios na função</p><p>hepatocelular.</p><p>Aminotransferases</p><p>As aminotransferases são enzimas essenciais envolvidas na síntese e degra-</p><p>dação de aminoácidos. Têm por função catalisar a transferência do grupo</p><p>α-amino de um aminoácido para o α-cetoglutarato, formando cetoácido e ácido</p><p>glutâmico, sendo necessária para essa reação uma coenzima, o piridoxal fosfato.</p><p>As enzimas alanina aminotransferase (ALT) e aspartato aminotransferase</p><p>(AST) são exemplos de aminotransferases de interesse clínico. São enzimas</p><p>intracelulares que podem estar localizadas no citoplasma de hepatócitos e</p><p>em menor concentrações nos rins, coração e músculos esqueléticos (ALT), ou</p><p>Enzimologia 11</p><p>presentes como duas isoformas no citosol e mitocôndrias de tecidos, como</p><p>fígado e musculaturas cardíaca e esquelética (AST). A elevação sérica da</p><p>ALT está relacionada com disfunções hepáticas, sendo o valor de referência</p><p>a 37°C de 6 a 37 U/L. Vale ressaltar que lesões em células extra-hepáticas</p><p>também promovem sua liberação na corrente sanguínea, elevando os níveis</p><p>séricos. Por outro lado, a medição da AST (valor de referência de 5 a 34 U/L)</p><p>é indicada para diagnóstico e monitoramento de doença hepatobiliar, infarto</p><p>do miocárdio e distrofias musculares (MOTTA, 2009).</p><p>Fosfatase alcalina</p><p>A fosfatase alcalina (marcador de colestase) abrange um grupo de enzimas</p><p>que hidrolisam fosfatos orgânicos em pH alto. Estão presentes na maioria</p><p>dos tecidos, mas em concentração particularmente alta nos osteoblastos dos</p><p>ossos, nas células do trato hepatobiliar, mucosa intestinal, fígado e placenta.</p><p>Em adultos, aproximadamente metade da atividade sérica da fosfatase alcalina</p><p>vem do fígado e a outra metade dos ossos, com uma pequena fração prove-</p><p>niente do intestino. Níveis aumentados dessa enzima estão correlacionados</p><p>a casos de doença hepatobiliar e óssea (Quadro 3).</p><p>Quadro 3. Causas de aumento sérico da atividade da fosfatase alcalina</p><p>Doenças ósseas</p><p>Doenças</p><p>hepatobiliares Outras</p><p>� Doença de Paget do</p><p>osso</p><p>� Hiperparatireoidismo</p><p>� Deficiência de</p><p>vitamina D</p><p>� Osteomielite</p><p>� Recuperação de</p><p>fraturas</p><p>� Colestase</p><p>� Hepatite</p><p>� Cirrose</p><p>� Lesão hepática</p><p>� Carcinoma bronquial</p><p>Fonte: Adaptado de Swaminathan (2011).</p><p>Embora a função metabólica da fosfatase alcalina seja desconhecida,</p><p>parece estar envolvida com a calcificação óssea. Essa enzim apresenta isoen-</p><p>zimas que são específicas de cada fonte de origem. Para estabelecer a origem</p><p>do seu aumento sérico, são empregados métodos baseados nas propriedades</p><p>físicas e químicas das isoenzimas, que incluem: separação eletroforética,</p><p>estabilidade ao calor, inibição química e ensaios imunológicas.</p><p>Enzimologia12</p><p>Gama-glutamiltransferase</p><p>A gama-glutamiltransferase (γGT, marcador de colestase) está presente na</p><p>membrana celular, principalmente no retículo endoplasmático liso de quase</p><p>todas as células humanas, exceto no músculo esquelético. Sua principal função</p><p>é catalisar a transferência de grupos γ-glutamil de um peptídio para outro ou</p><p>de um peptídio para um aminoácido. A γGT é encontrada abundantemente</p><p>no fígado, e em menor concentrações no rim, pâncreas, intestino, coração</p><p>e cérebro. Como as doenças hepáticas ativas são as principais causas de</p><p>detecção da enzima no soro, a γGT atua com um importante biomarcador de</p><p>doença hepatobiliar. O valor normal sérico difere em ambos os sexos, sendo</p><p>mais elevados nos homens (até 55 U/L) do que nas mulheres (até 38 U/L). A</p><p>γGT também é um parâmetro útil para o controle de pacientes alcoólatras,</p><p>pois o consumo de álcool, mesmo em pequenas doses, aumenta os valores</p><p>plasmáticos da enzima (SWAMINATHAN, 2011).</p><p>Colinesterase</p><p>A colinesterase é uma enzima com capacidade de hidrolisar a acetilcolina</p><p>presente nas sinapses, regulando a transmissão de impulsos nervosos através</p><p>de fibras pré-ganglionares parassimpáticas e pós-ganglionares simpáticas.</p><p>Existem duas categorias de colinesterase: acetilcolinesterase (colinesterase</p><p>verdadeira), presente nos eritrócitos e terminações de nervos colinérgicos,</p><p>e pseudocolinesterase, encontrada em vários órgãos, como fígado, plasma,</p><p>matéria branca do cérebro. Tais enzimas têm especificidade por substrato</p><p>distintos: a colinesterase verdadeira tem afinidade por acetilcolina e a pseu-</p><p>docolinesterase, por butirilcolina (CÂMARA et al., 2013).</p><p>O principal uso clínico da colinesterase sérica (valores de referência:</p><p>3.500 a 8.500 U/L) é no diagnóstico de intoxicação por inseticidas do grupo</p><p>organofosforados e carbamatos. Nesse caso, os níveis das enzimas mostram-</p><p>-se diminuídos, pois esses inseticidas inibem a atividade das colinesterases,</p><p>o que também ocorre em doenças parenquimatosas hepáticas (hepatite e</p><p>cirrose) e em carcinoma hepático.</p><p>Enzimas cardíacas</p><p>As doenças cardiovasculares são uma classe envolve o coração e os vasos</p><p>sanguíneos, e estão comumente relacionadas à aterosclerose, uma condição</p><p>em que placas de colesterol são depositadas nas paredes internas dos vasos</p><p>sanguíneos, fazendo com que tais paredes se estreitem e possivelmente fi-</p><p>Enzimologia 13</p><p>quem bloqueadas, causando uma obstrução do fluxo sanguíneo capaz de levar</p><p>a aumento da pressão arterial, ataque cardíaco, acidente vascular cerebral</p><p>ou doenças arteriais periféricas. Nesse contexto, as enzimas cardíacas atuam</p><p>como ferramenta diagnóstica, uma vez que seu nível anormal no soro atua</p><p>como um indicador/marcador no prognóstico da doença cardíaca (OPAS, 2022).</p><p>Creatina quinase</p><p>A creatina quinase (CK) catalisa a fosforilação reversível da creatina. Trata-se</p><p>de uma enzima encontrada em altas concentrações nos músculos cardíaco e</p><p>esquelético e no cérebro. Sendo assim, qualquer dano nas células que com-</p><p>põem esses órgãos ocasionará um aumento dos níveis séricos dessa enzima.</p><p>A CK é um dímero formado por duas subunidades (B e M) de peso molecular de</p><p>40 kDa e separada em três isoformas distintas: CK-BB (CK1), predominante no</p><p>cérebro; CK-MB (CK2), encontrada em grau variado no coração e em pequenas</p><p>quantidades no musculo esquelético; e CK-MM (CK3) encontrada predominante</p><p>no musculo esquelético. Essas isoformas são encontradas no citosol. Por</p><p>outro lado, uma quarta isoforma se encontra presente nas mitocôndrias,</p><p>denominada CK-Mt, que corresponde a apenas 15% de toda a atividade da</p><p>CK cardíaca (SWAMINATHAN, 2011).</p><p>A concentração sérica de CK total aumenta até um máximo de 2,0 U/mL</p><p>durante infarto do miocárdio, distrofia muscular e reações inflamatórias,</p><p>auxiliando assim no prognóstico precoce dessas doenças.</p><p>Dados da literatura apontam que indivíduos africanos saudáveis</p><p>apresentam valor sérico de CK maior que indivíduos caucasianos, da</p><p>mesma forma que homens (15 a 160 U/L) apresentam valores mais altos que as</p><p>mulheres (15 a 130 U/L). Provavelmente essas situações ocorrem em decorrência</p><p>da alta massa muscular.</p><p>Desidrogenase láctica</p><p>A desidrogenase láctica (LD) é uma enzima que catalisa a oxidação reversível</p><p>do L-lactato a piruvato, sendo um tetrâmero composto por quatro cadeias</p><p>peptídicas de duas subunidades: M, do músculo esquelético, e H, do miocár-</p><p>dio. Essas subunidades podem se combinar de cinco maneiras diferentes,</p><p>originado as isoenzimas: LD1 (H4) e LD2 (H3M), encontradas nos eritrócitos,</p><p>coração e rins; LD3 (H2M2), presente no pâncreas, pulmões e leucócitos;</p><p>Enzimologia14</p><p>LD4 (HM3) e LD5 (M4), que predominam no fígado e no músculo esquelético</p><p>(SWAMINATHAN, 2011).</p><p>Devido à presença em diversos tecidos, a dosagem de LD total (valor de</p><p>referência: 95 a 225 U/L) não é um marcador específico para doenças cardía-</p><p>cas,</p><p>embora se torne útil quando determinada em conjunto com as enzimas</p><p>CK e AST. Por outro lado, a determinação das isoenzimas da LD facilita o</p><p>diagnóstico de infarto do miocárdio, uma vez que a LD1 e a LD2 são enzimas</p><p>encontradas quase exclusivamente no coração.</p><p>Em geral, podemos concluir que a determinação das concentrações enzi-</p><p>máticas tem uma grande importância clínica, pois são indicativos sensíveis e</p><p>muitas vezes específicos dos tecidos danificados. Desse modo, a quantificação</p><p>da sua atividade pode ser aplicada no diagnóstico e no acompanhamento</p><p>terapêutico de várias enfermidades.</p><p>Referências</p><p>BURTIS, C. A.; BRUNS, D. E. Tietz fundamentals of clinical chemistry and molecular</p><p>diagnostics. 7th ed. St. Louis: Elsevier, 2015.</p><p>CÂMARA, S. A. et al. Exposição a agrotóxicos: determinação dos valores de referência</p><p>para colinesterase plasmática e eritrocitária. Brasília Médica, v. 49, n. 3, p. 163-169, 2013.</p><p>CAMPOS, K. C. H. et al. Enzimologia clínica veterinária: parte I: fatores que interferem na</p><p>interpretação dos resultados. Revista de Educação Continuada em Medicina Veterinária</p><p>e Zootecnia do CRMV-SP, v. 5, n. 2, p. 150-156, 2002.</p><p>COOPER, G. M. The cell: a molecular approach. 8th ed. Oxford: Sinauer Associates, 2018.</p><p>CORRÊA, J. A. Garantia da qualidade no laboratório clínico. 7. ed. Rio de Janeiro: PNCQ,</p><p>2019.</p><p>MOTTA, V. T. Bioquímica clínica para o laboratório: princípios e interpretações. 5. ed.</p><p>Rio de Janeiro: MedBook, 2009.</p><p>OPAS. Doenças cardiovasculares. OPAS, 2022. Disponível em: https://www.paho.org/</p><p>pt/topicos/doencas-cardiovasculares. Acesso em: 30 maio 2022.</p><p>PACHECO, T. F.; MENDES, T. D. Guia prático para caracterização de enzimas. Brasília, DF:</p><p>Embrapa Agroenergia, 2021.</p><p>RODWELL, V. W. et al. Harper’s illustrated biochemistry. 31st ed. New York: McGraw-Hill</p><p>Education, 2018.</p><p>SWAMINATHAN, R. Handbook of clinical biochemistry. 2nd ed. Toh Tuck Link: World</p><p>Scientific, 2011.</p><p>TELLI, E. M. R. P.; FRIGERI, M.; MELLO, S. R. Avaliação da atividade de enzimas hepáticas</p><p>em dependentes, ex-dependentes e não usuários do etanol. RBAC, v. 48, n. 3, p. 245-</p><p>252, 2016.</p><p>THOMAS, L. (ed.). Clinical laboratory diagnostics: 2020. 10th ed. Frankfurt: [s. n.], 2021.</p><p>Disponível em: https://www.clinical-laboratory-diagnostics-2020.com/index.html.</p><p>Acesso em: 30 maio 2022.</p><p>Enzimologia 15</p><p>XAVIER, R. M.; DORA, J. M.; BARROS, E. (org.). Laboratório na prática clínica: consulta</p><p>rápida. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2016.</p><p>Os links para sites da web fornecidos neste capítulo foram todos</p><p>testados, e seu funcionamento foi comprovado no momento da</p><p>publicação do material. No entanto, a rede é extremamente dinâmica; suas</p><p>páginas estão constantemente mudando de local e conteúdo. Assim, os editores</p><p>declaram não ter qualquer responsabilidade sobre qualidade, precisão ou</p><p>integralidade das informações referidas em tais links.</p><p>Enzimologia16</p><p>Dica do professor</p><p>O vídeo apresenta algumas características fundamentais das enzimas, no qual são extremamente</p><p>úteis para o diagnóstico, prognóstico e tratamento das doenças.</p><p>Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.</p><p>https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/a1ef8ea2ceaf80735985750952432b6a</p><p>Exercícios</p><p>1)</p><p>Quais das seguintes alternativas abaixo não é uma enzima de importância diagnóstica?</p><p>A) Creatina Quinase.</p><p>B) Fosfatase ácida.</p><p>C) Lactato desidrogenase.</p><p>D) Lipase.</p><p>E) Creatinina.</p><p>2)</p><p>A hipofosfatemia congênita pode ser detectada através dos níveis de atividade enzimática.</p><p>Assinale a alternativa correta sobre qual enzima está deficiente nessa doença.</p><p>A) Fosfatase Alcalina.</p><p>B) Alanina Aminotransferase (ALT).</p><p>C) Colinesterase.</p><p>D) Amilase.</p><p>E) Tripsina.</p><p>3)</p><p>Quais dos seguintes fatores podem induzir no retículo endoplasmático liso o aumento da</p><p>gamaglutamiltransferase (γ-GT)?</p><p>A) Fibrose cística.</p><p>B) Câncer prostático.</p><p>C) Fármacos como fenobarbital e varfarina.</p><p>D) Esteatose hepática.</p><p>E) Neoplasmas.</p><p>4)</p><p>Assinale a alternativa que é um marcador sensível de doença que afeta o parênquima do</p><p>fígado.</p><p>A) Ácido úrico.</p><p>B) Colinesterase.</p><p>C) Creatina quinase.</p><p>D) Isocitrato desidrogenase.</p><p>E) Lipase.</p><p>5)</p><p>A Doença de Pompe é um Erro Inato do Metabolismo caracterizado por um defeito na</p><p>degradação de glicogênio. Assinale a alternativa sobre o qual esta enzima está com sua</p><p>atividade depletada ou ausente.</p><p>A) Alpha-fucosidase.</p><p>B) Alfa-manosidose.</p><p>C) Alfa-glicosidase.</p><p>D) Arilsulfatase A.</p><p>E) Arilsulfatase B.</p><p>Na prática</p><p>O aumento de enzimas séricas está frequentemente relacionado com algumas doenças, devido ao</p><p>fato das enzimas serem sintetizadas intracelularmente.</p><p>Além disso, proteínas cardíacas são úteis no diagnóstico laboratorial do infarto, tais como as</p><p>troponinas. No caso de dosagem da enzima CK-MB em kits comerciais, resultados entre 4-25% da</p><p>razão CK-MB/CK total x 100 são indícios de cardiopatia isquêmica.</p><p>Outra situação é na proliferação celular que ocorre elevação da atividade osteoblástica durante o</p><p>crescimento ou em fraturas, no qual a enzima fosfatase alcalina está aumentada. O aumento da</p><p>síntese da gama-glutamil transferase está elevada devido a uma ingestão de álcool. Portanto, as</p><p>enzimas são específicas em alguns tecidos. Dessa forma, um aumento na quantidade no sangue</p><p>pode estar correlacionada com várias patologias.</p><p>Saiba +</p><p>Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor:</p><p>Xavier, Ricardo M.; Dora, José Miguel; Barros, Elvino.</p><p>Laboratório na Prática Clínica – Consulta Rápida. 3 ed. Artmed,</p><p>2016.</p><p>Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino!</p><p>Nicoll, Diana; Mark Lu, Chuanyi; McPhee, Stephen J. Manual</p><p>de Exames Diagnósticos. 7. ed. Artmed, 2019.</p><p>Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino!</p><p>Bioquímica Clínica: Enzimologia clinica parte I</p><p>Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.</p><p>Câncer de Próstata</p><p>Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=9EX7Pcwcv2M</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=Vx8AyWszH-g</p>