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b 1 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec INTRODUÇÃO À BIOQUIMICA: A estrutura do aminoácido é definida a partir da estrutura do carbono. Ele faz 4 ligações (grupo amina, carboxila, hidrogênio e o radical). Temos 22 aminoácidos que compõe proteínas. Aminoácido essencial: produzido a partir de transformações do nosso corpo com fontes alimentares. Aminoácidos naturais: produzidos por reações metabólicas. Na exposição ao sol, o melanócito é estimulado a produzir melanina. Uma vez que a radiação ativa a enzima, transforma em tirosina (aminoácido essencial). Na presença de oxigênio molecular, a tirosinase transforma a tirosina em dopamina, e essa em dopaquinona. A partir disso, a presença ou ausência de cisteína vai determinar o rumo da reação para síntese de dopocromo -> eumelanina (cor marrom/preta) ou dopacistenina -> feomelanina (cor amarela/avermelhada). Eumelanina é inerte, tem efeitos protetivos contra radiação e pode auxiliar na neutralização de radicais livres. Já a feomelanina tem pouca proteção contra radiação. O composto com sulfidrila possui enxofre e determina a formação de feomelanina. Indivíduos de pele escura produzem eumelanina, enquanto caucasianos apresentam peles mais claras, com maior produção de feomelanina. O tipo de pigmento e a quantidade de eumelanina determina a susceptibilidade para o desenvolvimento de câncer de pele, incluindo melanoma. 3 GRUPOS DE MOLÉCULAS: Primeiro: BIOMOLÉCULAS – representados por monossacarídeos (biomoléculas dos açucares e carboidratos), ácidos graxos, glicerol, aminoácidos e nucleotídeos. Quando biomoléculas, chamadas de monômeros se organizam, formam polímeros ou macromoléculas. Glicose é uma biomolécula, quando está em excedente armazena-se na forma de glicogênio no fígado, para quando houver necessidade, transforme o glicogênio em glicose novamente. b 2 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec A glicose é destinada a via da pentose-fosfato que forma a ribulose-5- fosfato (pentose), esse é o açúcar que se transforma para compor os nucleotídeos livres e polímeros de DNA (desoxirribose) e RNA (ribose). A pentose, se for necessário pode ser convertida em intermediários da via glicolítica (conversão de glicose em piruvato), também pode formar o NADPH que é um agente redutor importante para o metabolismo da bilirrubina (biliverdina -> bilirrubina). Ex: No músculo cardíaco quando há pouca disponibilidade de oxigênio, começa a transformar o metabolismo da glicose em metabolismo anaeróbico. Glicose -> lactato. Segundo: POLÍMEROS OU MACROMOLÉCULAS – esse carboidrato é uma macromolécula composta por monossacarídeos. O lipídeo composto de ácido graxos e glicerol, as proteínas de aminoácidos e ácidos nucléicos de nucleotídeos. Carboidratos são energéticas e tem como função a sinalização, conjugação da bilirrubina. Terceiro: COMPLEXOS SUPRAMOLECULARES – são formados pela combinação de duas ou mais macromoléculas. O metabolismo compreende 2 grandes grupos: reações de síntese (anabólicas) e degradação (catabólicas). ELEMENTOS GERADORES DE BIO E MACROMOLÉCULAS: Carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, enxofre e fósforo. O nitrogênio está presente nos compostos nitrogenados proteicos e não- proteicos. Ex: proteínas (aminoácidos, peptídeos e proteínas) ou compostos que não formam proteínas (ureia, bilirrubina e base nitrogenada). Fósforo é um elemento relacionado com a sinalização e está presente na composição do nucleotídeo. Enxofre está presente apenas em dois aminoácidos, assim, ele compõe peptídeos e proteínas. Carbono é o composto principal. A ligação C-C é estável e a formação do esqueleto carbônico se refere a base para formação de bio e macromoléculas, o que diferencia é o grupo funcional. Se adicionarmos grupo funcional, diferenciamos bio de macromoléculas. ESTRUTURA DA PROTEÍNA: b 3 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec Primária: estrutura linear de aminoácidos. Ligação peptídica. Ex: a anemia falciforme é resultado da alteração da estrutura primária, pois troca um aminoácido, deixando a proteína com estrutura alterada. Secundaria: apresenta dobramento na forma de espiral – estrutura alfa-hélice. Para que a estrutura seja estabilizada, precisa-se de ligação de -H. estrutura em beta-folha – como se fosse uma folha A4 em forma de leque. Hélice-alfa – forma de um espiral. Ou miscelânea dessas duas estruturas, chamamos de mista. Terciária: dobramento da secundária. Tridimensional. Ex: a mioglobina tem segmentação a, b, c, d, e, f, g, e h. a proteína tem dobras que propicia a ligação da mioglobina com o grupo heme que capta oxigênio. Quaternária: é formada por duas ou mais cadeias tridimensionais. A interação dessas cadeias acontece por meio de várias ligações (iônicas, hidrofóbicas). Ex: a hemoglobina tem 4 cadeias tridimensionais (proteína alostérica – muda sua conformação em resposta ao meio – ora fica tensa, estado T e solta oxigênio ou ora fica relaxada e capta oxigênio). Além disso, também realiza o transporte de H+ (tamponamento), podendo modificar o PH sanguíneo. TABELA DE AMINOÁCIDOS: são 22 aminoácidos. Está faltando 2 modificados. Metionina – enxofre. Cisteína – sulfidrila -SH. Exemplo é a melanina. FUNÇÃO DOS AMINOÁCIDOS: Glicina: neurotransmissor. Serina: formam fosfolipídios de sinalização. IMPORTÂNCIA DO ENXOFRE NA COMPOSIÇÃO: O enxofre pode se apresentar na forma de grupo sulfidrila, na forma de -SH, e a importância do enxofre é para compor as ligações dissulfeto. A maioria das proteínas possuem conformação terciária que tem obrigatoriamente o enxofre. Na proteína insulina, ela contém duas cadeias, uma alfa e outra beta. Apresenta 3 ligações dissulfeto, uma na cadeia alfa e outra na cadeia alfa coma cadeia beta. NOMENCLATURA: Cisteína ligada a cisteína – ligação dissulfeto ou cistina. b 4 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec IMPORTÂNCIA DO FÓSFORO NA COMPOSIÇÃO: Importante para a ligação fosfodiéster que é característica para formação de nucleotídeos (formado por fosfato, açúcar de 5 carbonos – pentose e uma base nitrogenada), então um açúcar que se liga a fosfato é uma lig fosfodiéster. O fosfato atribui carga negativa. Ex: a extremidade do DNA apresenta carga negativa, essa carga é importante para interação com as proteínas histonas ricas em aminoácidos com carga positiva (lig iônica). Faz sinalização celular, relacionado também a atribuição da carga negativa. Responsável pela fosforilação: pode ser adicionado a uma proteína com função enzimática. A fosforilação para uma enzima, torna-a inativa. Ex: Cerca de setenta e cinco por cento do colesterol é sintetizado endogenamente, para que o colesterol seja regulado, uma estratégia é a enzima chave passar pelo processo de fosforilação. Se ela está fosforilada, está inativa e para de sintetizar o colesterol, a fim de manter os níveis plasmáticos. IMPORTÂNCIA DO NITROGÊNIO NA COMPOSIÇÃO: Compõe grupo proteico e não-proteico. Aminoácido = grupo amino. A proteína é uma combinação de aminoácidos. Proteínas: insulina, colágeno, elastina, mioglobina e Hb. Compostos não proteico: grupo heme, bases, vitaminas e bilirrubina. Metabolismo geral do nitrogênio: através da ingestão de proteínas, ocorre a proteólise e origina um pool de aminoácidos. O fígado faz o armazenamento do pool de aminoácidos. Quando o aminoácido é catabolizado, a sua cadeia carbônica é utilizada para produção de energia. O grupo heme é importante em 2 aspectos: está presente nas chamadas heme proteínas (mioglobina e hemoglobina) – cuja função é captação do oxigênio molecular, ou seja, no musculo e distribuído no sangue através da hemoglobina contida nas hemácias. Odo P. tamponar significa neutralizar, tirar a molécula que estava hora livre e dar um destino para que ela não interfira no PH. Não especificas: prod em outros sítios. VITAMINA K E COAGULAÇÃO: b 39 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec É sintetizada pela microbiota intestinal. Fontes: VVE. As bactérias de transformarem bilirrubina conjugada em estercobilinogênio e processam o colesterol. Alguns fatores de coagulação ficam prontos, não precisam de maturação, ficam na forma de zimogênio (inativos), a cascata vai ser acionada quando tem estímulo (lesão), aciona a sinalização de cálcio, proteína ativada na forma de cascata, e cai na C.S. Outros vão ser encaminhados para a maturação, como se fosse uma modificação pós-traducional na presença da vit. K e fique inativo. Maturar significa adicionar um resíduo de ácido glutâmico (ácido – negativo) que é ativado pelo cálcio (carga positiva) e dispara a cascata. No recém-nascido, o leite materno tem fonte de vitamina K, mas tem apenas 1/5 das necessidades, por isso, o eles recebem vit. K como protocolo de nascimento para evitar a doença hemorrágica do recém-nascido, uma vez que sua microbiota é estéril. Megacariócito se transforma em plaqueta. As plaquetas são células que participam da coagulação e tem membrana composta por fosfolipídios. Fatores: 1, 2, 5, 7, 9, 12 e 13. A meia-vida desses fatores é pequena, ou seja, como eles são sintetizados no fígado, se ocorrer hepatite aguda crônica ou cirrose, pode alterar a disponibilidade desses fatores de coagulação. Ex: um paciente cirrótico pode começar a ter várias hemorragias por causa da diminuição da síntese e maturação dos fatores de coagulação. Complexo protrombina (zimogênio) se liga aos fosfolipídios da superfície das plaquetas que convertem protrombina em trombina, iniciando a formação do coágulo. 2 moléculas de derivadas de ácido araquidônico chamados mediadores da coagulação, pertencem a um grupo lipídico eicosanoides que são os PAF, tromboxanos (também servem para ativar plaqueta) e mediadores da coagulação importantes para a sinalização. OBS: existe um medicamento chamado varfarina tem atividade de inibir esses fatores de coagulação que são dependentes da maturação da vitamina K – efeito anticoagulante. No recém-nascido, o leite materno tem fonte de vitamina K, mas tem apenas 1/5 das necessidades, por isso, o eles recebem vit. K como protocolo de b 40 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec nascimento para evitar a doença hemorrágica do recém-nascido, uma vez que sua microbiota é estéril. Prática: Reação de Biureto: – IDENTIFICA LIGAÇÕES PEPTÍDICAS E REAÇÃO DE COAGULAÇÃO COM ÁCIDO MINERAL FORTE COM DESNATURAÇÃO. A ligação peptídica é a ligação que define a estrutura primaria da proteína. Envolve a síntese de água pois um aminoácido contribui com -OH e outro com -H formando H2O, a carbonila com amino é chamada amida. Lig peptídica: carboxila -> amino. Isso é importante para sinalização e o tipo de receptor que ele se liga. Ex: anticorpos tem 4 cadeias e a região N-terminal é a de ligação com patógeno. o Reação geral o Biureto - produto da decomposição da ureia, quando essa é submetida a uma temperatura de, aproximadamente, 180C. Assim, rompe as ligações peptídicas e forma a coloração alaranjada. o Soluções alcalinas que contenham biureto desenvolvem uma coloração violeta, quando em presença de sulfato de cobre (CUSO4). Esse fenômeno deve-se à formação de um complexo entre o íon Cu2+ e os átomos de nitrogênio presentes na molécula do biureto. O esquema abaixo representa um modelo da formação desse complexo: b 41 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec o A reação de peptídeos e proteínas com o sulfato de cobre recebeu o nome de Teste do Biureto, e é utilizada para pesquisa de ligações peptídicas. Esta reação é positiva para proteínas e peptídeos com três ou mais resíduos de aminoácidos o Na reação do Biureto, o NaOH, presente em solução, conduz a cadeia peptídica a um desarranjo em sua estrutura tridimensional. Os íons Cu2+ presentes em solução, originados do sulfato de cobre, formam um complexo com os aminoácidos, estabelecendo interações com os átomos de nitrogênio da cadeia peptídica. Esse complexo formado confere uma coloração púrpura característica a solução. Nitrogênio reage com íon cobre, no teste de biureto, florescendo a cor lilás ou violeta. Precisamos de pelo menos 3 resíduos de aminoácidos, ou 2 lig peptídicas. Quanto mais lig peptídicas, maior a intensidade da cor. Ácido nítrico na presença de solução proteica forma a interface ácido- proteína ou anel de heller. A superfície foi aumentando o contato, mostrando a desnaturação. b 42 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec Reação Estrutural , Coloração ou Xantoproteíca – Identifica aminoácidos. o Reação específica o Este teste identifica a presença de aminoácidos de cadeia lateral aromática (Phe, Tyr e Trp). Fenilalanina e triptofano realizam interações hidrofóbicas e a tirosina hidrofílica. Aminoácido na presença do ácido nítrico forma um nitrocomposto de coloração amarela. O anel aromático reage com ácido nítrico, potencializada pelo calor, muda de branco para amarelo. O nitrocomposto recebe a base, formando um sal com coloração laranja. o As proteínas que apresentam estes aminoácidos aromáticos também reagem, sofrendo primeiramente precipitação devido a desnaturação, seguida do desenvolvimento da coloração amarela. A reação consiste da nitração do anel aromático, formando o nitrocomposto amarelo. o O benzeno reage lentamente com o ácido nítrico (HNO3) concentrado para dar o nitrobenzeno. Essa reação pode ser acelerada mediante aquecimento. Assim, aminoácidos que apresentem anel benzênico em sua cadeia lateral (assim como proteínas ou peptídeos que possuam esses aminoácidos em sua constituição) podem reagir com o ácido nítrico originando um composto amarelo. Em seguida a adição de base transforma os nitrocompostos formados em sais de coloração alaranjada. b 43 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec Ao entrar em contato com o ácido primeiramente a proteína desnatura, da mesma maneira que no teste de Heller. O aquecimento promove a nitração dos aminoácidos de cadeia lateral aromática Phe, Tyr e Trp, assim como hidrólise parcial das ligações peptídicas, formando produto amarelo. Ao tratar com base é formado o sal do nitro composto que é laranja e não amarelo, comprovando a presença de aminoácidos livres. REAÇÃO DE ENXOFRE: o Reação específica Enxofre está presente como constituinte de aminoácido como cistina (combinação de 2 cisteína), cisteina e metionina. Enxofre da metionina apresenta-se mais estável. O aquecimento de proteínas no meio alcalino resulta na liberação de cisteína e cistina sob forma de sulfato. O sulfato é evidenciado pela adição de acetato de chumbo, dando precipitado castanho ou preto o O enxofre está presente como constituinte de aminoácidos como cistina, cisteína (e metionina. Comparativamente, o enxofre da metionina apresenta- se mais estável do que nas moléculas de cistina ou cisteína. o O aquecimento de proteínas em meio alcalino resulta na liberação de enxofre da cisteína e da cistina, sob a forma de sulfato. O sulfato é evidenciado pela adição de acetato de chumbo, dando precipitado castanho ou preto de sulfeto de chumbo. b 44 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec A via da pentose-fosfato, essa via é uma via de conversão de glicose em ribulose, como tem a conversão de um açúcar de 6 em 5 há a liberação de CO ². Além disso, liberaNADPH e intermediários do metabolismo. Essa rota tem como enzima marca passo a G6PD, essa enzima caracteriza o erro inato da via da pentose. Quando ocorre defeito (um erro genético no cromossomo x) parcial afeta os produtos. O erro inato é sempre um defeito da enzima, podendo ser parcial ou total, nesse caso é parcial, aumentando a concentração de substrato e diminuindo a concentração de produto. Nesse caso o substrato é a glicose, o que não gera um grande prejuízo, o que mais ocorre é relacionado a falta dos produtos como NADPH, CO2 e intermediários do metabolismo. Para a hemácia a única fonte de NADPH é a via da pentose-fosfato. A hemácia tem um sistema antioxidante que neutraliza reativos do metabolismo, e se porventura não forem neutralizados, podem levar a peroxidação de lipídeos, a uma desnaturação de proteínas, então, para evitar tudo isso a hemácia tem seu sistema antioxidante próprio (ela não tem mitocôndria). O sistema glutationo é alimentado pelo NADPH, o erro inato faz ter uma diminuição do NADPH e o sistema antioxidante não funciona como deveria. Isso leva a danos na membrana da hemácia, há exposição. b 45 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec Quando a hemácia passa no baço ela vai ser hemolisada porque não tem glutationa o suficiente para manter a integridade da hemácia, ela hemólise em detrimento disso. A falta de NADPH não é tão problemática em outros sítios porque eles têm outras rotas. A hemólise leva aumento da sobrecarga de bilirrubina ao hepatócito, isso cursa com aumento da bilirrubina sérica, e é igual a icterícia que leva a encefalopatia. Os medicamentos (dipirona) assim como algumas substâncias, como o feijão fava, tem uma atividade inibidora sobre a enzima. Ela já é defeituosa, quando tem um efeito associado ao consumo de um inibidor leva ao exacerbado quadro de hemólise. Hemoglobina é degradada pela destruição de células velhas, de 80 - 85%, o restante vem de defeitos da eritropoiese, que é bem menor. O catabolismo da hemoglobina, o grupo heme e as globulinas são recicladas, o ferro do grupo heme pode ser reciclado tanto pelas proteínas transportadoras e recicladoras de ferro assim como ir pra medula sintetizar outro grupo heme. Estava ocorrendo hemólise, se tem hemólise é pré-hepática porque a causa é antes de chegar no fígado. MARCADORES HEPÁTICOS: Albumina: Enzimas: TGO, TGP, Gama GT e fosfatase alcalina. A glicuronil transferase é a enzima da síntese de corpos cetônicos. Prática 2 e 3: Cansaço geralmente faz referência a anemia. b 46 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec Causas de hemólise: autoimunidade, deficiência de enzima (erro inato), crise de anemia falciforme ou infecção. Quadro de hemólise – porque ele não tinha nada e começou a ter uma manifestação aguda de cansaço, esclera ictérica, palidez e intolerância a exercício físico. Anemia hemolítica em adultos temos que pensar em autoimunidade. Mas para isso tem que averiguar o exame de anticorpos contra hemácia. Foi descartada infecções que podem gerar um quadro de hemólise. Existem erros inatos onde indivíduos são assintomáticos, mas existe o fator deflagrador que gera quadro agudo. O exame de erro inato é feito por dosagem enzimática ou crepitação do cromossomo X. -> VIA DA PENTOSE FOSFATO: é citoplasmática, anaeróbica, tem o objetivo de formar ribulose 5P, o NADPH, CO2 e intermediários do metabolismo. b 47 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec -> quando forma ribulose com NADPH – fase oxidativa – conversão de glicose em pentose (ribulose 5P). Ribulose 5P -> ribose 5P (açúcar do DNA), essa pode se transformar em desoxiaçucar ao perder O2. FASE OXIDATIVA: glicose chega na célula após ser transportada e usa ATP para fosforilação da glicose no carbono 6, então glicose-6P se transforma em fosfogliconolactona. A fosfogliconolactona através da G6PD se transforma em ácido-6- gliconolactona e ribulose. O NADP retira H e forma NADPH. Nessa rota forma 2 NADPH. Fosfogliconolactona é hidratada e forma ácido glicurônico (oxidação no carbono 6). Ácido 6-fosfoglicona é descarboxilado, perde CO2 e produz NADPH formando ribulose difosfato. O RNA vai precisar ser sempre produzido porque tem meia-vida de 3 minutos. A via da pentose só forma ATP se a fase não oxidativa for acionada porque forma produtos da rota metabólica. Funções associadas ao NADPH: componente do metabolismo da bilirrubina, reduzindo a biliverdina a bilirrubina; alimenta o sistema glutationa (se subdivide em redutase e peroxidase), ação antioxidante; síntese de ácidos graxos; ativação do completo P450, que é importante para detoxificação, por exemplos: algumas drogas são metabolizadas por esse complexo presente no fígado, tem pessoas que ao tomarem o mesmo medicamento, algumas vão curar mais rápido e outras de forma mais lenta, a ação do medicamento é diferente, isso é o que a gente chama de fármaco genética, essa concentração do P450 vai influenciar na forma de metabolizar; síntese de esteroides, testículo, suprarrenal, vitamina B, produção de superóxido pela NADPH oxidase que é a enzima da fagocitose feita por células que são chamadas de fagócitos, macrófagos, os monócitos e neutrófilos, para realizar a atividade de fagocitose, tem o conjunto de 3 enzimas, as proteolíticas, que quebram proteínas, as enzimas de metabolismo do oxigênio e nitrogênio. Se o indivíduo está numa crise hemolítica por deficiência da G6PD, ativa o sistema de fagocitose (aumento do NADPH) para fortalecer o sistema imunológico, se isso não acontece, o indivíduo pode ter mais chance de ter infecções, principalmente bacterianas e fúngicas. Na anemia falciforme, por exemplo, as rotas metabólicas ficam comprometidas por menor quantidade de NADPH. A glutationa é alimentada por NAPH, sendo importante para evitar danos nas membranas lipídicas da hemácia. b 48 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec O feijão fava desencadeia anemia hemolítica aguda em indivíduos com baixa de G6PD, e assim, abaixa também nos níveis de NADPH, reduzindo os equivalentes redutores para suprimir os danos oxidativos. Então não tem como neutralizar esses oxidativos pela falta do NADPH. Além da ingesta de feijão fava, outras causas de anemia hemolítica comuns de anemia por deficiência da G6PD: fármacos, como a primaquina, pramalatha; produtos químicos; produtos contra traça; corantes de amilina; infecções com característica por salmonela; plantas, bactérias e cetoacidose diabética. -> ribulose forma intermediário do metabolismo – fase não oxidativa. - G6PD converte glicose 6P em fosfogliconolactona. - Deficiência de G6PD (glicose-6-desidrogenase) é parcial e pode se manifestar na presença de um agente deflagrador como o feijão fava. Além disso, a deficiência de G6PD cursa com hemólise que leva ao quadro de anemia e icterícia. O paciente tem urina escura porque a hemólise cursa com sobrecarga de bilirrubina para o hepatócito. A medida em que a bilirrubina é conjugada é formado mais bilirrubina direta que no intestino é modificada para ser excretada na forma de urobilinogênio/estercobilinogênio. Quando tem excesso de bilirrubina direta (polar) é eliminada diretamente na urina. Uma segunda a ser pesquisada é a piruvato quinase que transforma fosfoenolpiruvato em piruvato (via glicolítica). Fosfatase alcalina, gama-GT e transaminases indicam lesão hepatocelular. O cansaço fácil pode ser desencadeado pela lesão hepatocelular que culmina em lentificação do metabolismo energético. a) Como explicar hipoalbuminemia observada no paciente? b 49 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec Devido à exposição prolongada a uma substância hepatotóxica,no qual levou a lesão pelo aumento das enzimas, diminuindo a síntese proteica. b) Como explicar o prolongamento do tempo de protrombina e tromboplastina ativada observados no paciente? A exposição provocou a disfunção da cascata de proteínas de coagulação. c) como justificar o edema? Hipoalbuminemia. d) MENCIONE 2 substratos que podem ser direcionados para gliconeogênese hepática. Aminoácidos glicogênicos e mistos 3 grupos de moléculas: Elementos geradores de bio e macromoléculas: Estrutura da proteína: Tabela de aminoácidos: FUNÇÃO DOS AMINOÁCIDOS: Importância do enxofre na composição: Nomenclatura: Importância do fósforo na composição: Importância do nitrogênio na composição: Tamponamento: água: ciclo de krebs: Intermediário da via glicolítica: Corpos cetônicos: Colesterol: GRUPO HEME: HEMácia: BILIRRUBINA: BILIRRUBINA NÃO-CONJUGADA: BILIRRUBINA CONJUGADA: ICTERÍCIA: CLASSIFICAÇÃO DA HIPERBILIRRUBINEMIA: BALANÇO NITROGENADO: ALBUMINA: DIFERENCIAR PRODUTOS PROTEICOS: destino da glicose: glicogênio em glicose: fermentação: HIERARQUIA: BIOMOLÉCULAS, MACROMOLÉCULAS E COMPLEXO SUPRAMOLECULARES: BIOMOLÉCULAS: MACROMOLÉCULAS: Bile: ERRO INATO: COMPARTIMENTAÇÃO: METABOLISMO: catabolismo: TIROSINA: PROLINA: TREONINA: GLICINA: ALANINA: SERINA: ASPARTATO OU ÁCIDO ASPÁRTICO: METIONINA: CISTEÍNA: HISTIDINA: TRIPTOFANO: TIROSINA: (1) FENILALANINA: FENILCETUNÚRIA: aumento de fenilalanina, isso atravessa a barreia hematoencefálica e causa danos ao SN, toxicidade e na síntese de neurotransmissor. A toxicidade é consequência do aumento de substrato. Todos os produtos derivados desse substrato ficam... GLUTAMATO: DESAMINAÇÃO: AMINOÁCIDO ANFÓTERO: classificação dos aminoácidos: APOLAR: POLAR: ÁCIDO: BÁSICO: LIGAÇÃO IÔNICA: LIGAÇÃO DISSULFETO: AROMÁTICOS: FORMAS DE CLASSIFICAR: DESTINO DOS AMINOÁCIDOS: ANEMIA FALCIFORME: proteólise: CLASSIFICAÇÃO DAS CADEIA DOS HIDROCARBONETOS: Ácidos graxos essenciais: lipoproteínas: lipólise: Importância: DESTINOS METABÓLICOS: Deficiência dos ácidos graxos essenciais: indivíduo fica mais exposto, os processos inflamatórios tendem a ficar lentos, a pele perde a integridade e falta coagulação. VITAMINA D: estrutura do colesterol: HIPOTIROIDISMO: RESERVAS ENERGÉTICAS: Objetivo das rotas: diabetes mellitus tipo 1: jejum prolongado: músculo: Proteínas: vitamina K e coagulação: Reação de Biureto: – Identifica ligações peptídicas e reação de coagulação com ácido mineral forte com desnaturação. Reação Estrutural, Coloração ou Xantoproteíca Reação de enxofre: marcadores hepáticos: Albumina: Enzimas:grupo heme pode estar presente na enzima catalase, então é importante para o sítio ativo gerenciar a atividade da enzima, ou também para uma atividade do citocromo que é uma proteína com função enzimática envolvida com sinalização celular. Grupo heme: tem presença do ferro 2+ associado com a -C, -N e -H. b 5 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec A bilirrubina é um produto da degradação do grupo heme. Ela vai ser transformada em estercobilina para dar coloração as fezes e urobilina para dar coloração a urina. A desaminação do aminoácido é a retirada do grupo amino para formação da ureia. E excreção. A ureia é uma forma do organismo excretar nitrogênio. A quantidade de nitrogênio ingerida precisa ser excretada. Ele tem toxidade. É excretado na forma de ureia, estercobilina, urobilina e creatinina. TAMPONAMENTO: O CO2 chega por difusão com eritrócito presente no vaso e pela anidrase carbônica forma H2CO3 (ácido carbônico) instável que se dissocia em H+ e HCO3 (bicarbonato). O HCO3 volta para o LEC e entra Cl. O H+ do plasma pode ser tamponado pela Hb, captado pela albumina ou se ligar ao bicarbonato formando ácido carbônico. Ou ele pode se associar a hemoglobina na região N-terminal que tem amina e ser transportado. Ou ocorrer a troca gasosa e ele formar o ácido carbônico H2CO3. O tamponamento serve para manter o PH intracelular em torno de 7,1 e 7,2. Já o PH do vaso corresponde a dois valores: 7,34 - 7,44, ou 7,35 - 7,45. Faixa de PH compatível com a vida: 6,8 - 7,8. Tipos de tampão: hemoglobina, proteína (intracelular, exceto albumina que é LEC), fosfato (intracelular) e bicarbonato (LEC). Tamponamento de H+: a hemoglobina é uma proteína presente nas hemácias – eritrócitos – que tem o papel de transportar gases e realizar o transporte de H+. b 6 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec Agem em conjunto o tamponamento biológico feito pelo rim e pelo pulmão. O pulmão na atividade de excretar o CO2. O rim para fazer a escória, os compostos nitrogenados como íon amônio (NH4+). A sinalização é feita pelo sistema nervoso, o hipotálamo percebe a mudança de PH, e sinaliza para que as atividades biológicas em relação ao pulmão para acionar a capacidade respiratória e eliminação do CO2 ou excretar pelo sist. renal. ÁGUA: H2O. geometria angular em torno de 104,5 e 105. Natureza dipolar, então, tem o polo negativo e positivo, sendo o oxigênio negativo e os hidrogênios como positivo. Porcentagem de água em cada órgão e tecido: - Pulmão 90%. - Ossos 22%. - Coração 73%. - Cérebro 73%. - Fígado 68%. b 7 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec - Intestino 75%. O feto tem 100% de água, ao nascimento cai para 85,80% e varia ao longo dos anos. O idoso tem aproximadamente 50% de água. O recém-nascido tem um metabolismo muito alto, em fase de crescimento de 0 a 2 anos ele muda a constituição. A síntese proteína é muito grande como colágeno, elastina, proteínas estruturais e com isso vai diminuído a concentração de líquido, além disso, tem acúmulo de gordura formando as reservas adiposas. Já o idoso tem diminuição da concentração de tecido adiposo, é um fator que influência, mas existem outros, por exemplo, o idoso pode ter um sistema renal que esteja prejudicado, menor estimulo para sede. As mulheres tem maior concentração de tecido adiposo em relação aos homens, isso vai influenciar na disponibilidade de água. A membrana celular é semipermeável, ou seja, separa os compartimentos intra e extracelulares, através de proteínas de canais, com isso a água e íons podem movimentar. Importante para manutenção da homeostase. O ADH é importante para manter a homeostase. Composição: A água corresponde a 2/3 dentro da célula e 1/3 distribuído no LEC (correspondente ao plasma, a parte líquida do sangue e também o espaço intersticial). - LEC: Na e Cl. No tampão bicarbonato, a presença do Cl é importante. - LIC: P e K. Essa distribuição precisa ser mantida, por isso temos a bomba NA/K. A água permite que várias substancias possam se dissociar, por exemplo, o aminoácido na presença de água se dissocia, assim, na distribuição de cargas no aminoácido, o grupo ácido doa H+, e o grupo básico recebe H+. Distúrbio de acidose (controle de PH), ou desidratação podem causar riscos a vida. Distúrbio de acidose, por exemplo, em um indivíduo com um erro inato do metabolismo, tem um prejuízo muito grande, uma vez que ele já tem a atividade da enzima deficiente, a diminuição do PH pode diminuir ainda mais a atividade enzimática, e com isso o paciente pode vir a ter manifestações críticas. Ex: a acidose é um fator deflagrador da crise na anemia falciforme. A perda de 2% de água corporal já reflete prejuízos. b 8 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec Funções: é solvente para minerais, vitaminas, aminoácidos, glicose, nucleotídeos como ATP, banha a célula, permite a manutenção do estado e hidratação, dissolve e transporta substâncias no sangue, promove um meio para movimento de moléculas entre os compartimentos, separa moléculas carregadas como exemplo do aminoácido que dissipa o calor, mantém a temperatura corporal, participa de reações químicas, então, existem reações que são dependentes da associação de água, agora, existem outras reações que são formadoras de água como as ligações peptídicas (a união entre dois resíduos de aminoácidos libera uma molécula de água), é lubrificante das articulações, importante para mantes as defesas naturais, para manter a integridade da pele, o fluxo gastrointestinal (evita perturbação do trato intestinal como prisão de ventre, litíase), e contribui para redução de infecções urinarias. O sangue contém uma grande quantidade de proteínas com carga negativa, dessa maneira, são necessários eletrólitos para balancear essas cargas. À medida em que a água passa do sangue para a urina para balancear a excreção de íons, o volume sanguíneo é preenchido com água do liquido intersticial. O rotavírus é responsável por gastroenterites muito comuns na infância. Ele parece uma rodinha de um carro, tem utopismo pelas células das vilosidades intestinais, faz o que chamamos de adsorção. Ao chegar no topo da vilosidade, ele a reconhece para fazer adsorção, adentrar essa célula, e multiplicar. A vilosidade intestinal é rica em enzimas como a dissacaridases que vão processam dissacarídeos (formado pela união de dois monossacarídeos), ou seja, o objetivo da dissacaridases é transformar em monossacarídeos, para o organismo utiliza-los, preferencialmente a glicose, mas poderia ser a frutose. O rotavírus vai encurtar a vilosidade, com isso ele altera a osmolaridade presente no intestino, causando uma diarreia (perda de água e eletrólitos) como consequência, embora a diarreia seja bastante limitada porque as vilosidades intestinais elas se recuperam rapidamente, então, é uma alteração da homeostase, o indivíduo muitas vezes vai precisar fazer uma reposição, ele vai ficar mais atento a hidratação para que ele não tenha consequências graves. CICLO DE KREBS: Produz NADH e FADH2 (transportadores de elétrons H+). Produz por volta de 1 GTP que é um nucleotídeo livre com equivalência de 1 ATP. Depois os transportadores de elétrons acionam cadeias respiratórias que estimulam a produção de ATP. b 9 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec B3 é enzima de hidrogenases, a falta dela dificulta o funcionamento de enzimas. Ciclo de Krebs depende de: B1, B2, B3 e B5. INTERMEDIÁRIO DA VIA GLICOLÍTICA: Quando a glicose é metabolizada em intermediários do metabolismo, como piruvato, ele pode ser descarboxilado formando acetil-CoA (também intermediário).A Acetil-CoA é o principal produto intermediário do metabolismo proveniente da degradação de proteínas, açucares ou lipídeos. A cadeia carbônica pode formar o intermediário da via glicolítica. A via glicolítica pode formar uma molécula muito importante no metabolismo que é a Acetil-CoA – alimenta o ciclo de Krebs. O primeiro caminho para Acetil-CoA é o ciclo de Krebs porque está relacionado com a demanda energética. Mas ela pode se condensar e formar molécula de colesterol ou corpos cetônicos. O colesterol é um lipídeo importante para a formação da vitamina D, lipoproteínas, sais biliares e ácidos biliares. Os corpos cetônicos são fontes de energia acessória, utilizada pelo organismo na privação de glicose ou quando há algum defeito na metabolização da insulina. A Acetil-CoA tem 2 carbonos ligados a coenzima A. CORPOS CETÔNICOS: Acetona, hidroxibutirato e acetoacetato. São formados por duas estratégias: ou são formados devido a Acetil-CoA proveniente da degradação de lipídeos. Ou derivado do metabolismo de aminoácidos. Quando a glicose não chega até as células, ele vai estimular o metabolismo dependente de glucagon, fazendo com que o organismo utilize as reservas adiposas para formar acetil-CoA que forma corpos cetônicos, pode ocorrer a cetoacidose (sangue fica ácido) pela presença de corpos cetônicos, apesar disso, o corpo tem estratégias para conter o PH, mas isso cursa com demanda e algumas implicações, e no caso de falência renal dificulta, pois o rim é um importante órgão para a manutenção do PH. Ex: essa situação acontece em caso de desnutrição ou diabetes descompensada. E Acetil-CoA se condensam e formam corpos cetônicos. É produzido no fígado e alimenta SN, coração e musculatura esquelética. b 10 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec COLESTEROL: Proveniente do metabolismo de carboidratos. 18 moléculas de Acetil-CoA se condensam para formar a molécula de colesterol. LDL é uma lipoproteína – composto supramolecular. COMPOSTOS NITROGENADOS: A partir do metabolismo de aminoácidos, podemos formar as bases nitrogenadas, energia e desaminação com produto da ureia. A base nitrogenada – seja ela purina de duplo anel (adenina e guanina) ou pirimidina de anel simples (citosina, timina e uracila) – são produtos do metabolismo de aminoácidos – compostos nitrogenados não-proteicos-. Então a base nitrogenada + pentose + fosfato forma nucleotídeos que compõe ácidos nucleicos. Ex: ureia, bilirrubina, grupo heme, purinas e vitaminas. A ureia é um produto da desaminação do aminoácido do grupo amino e a ureia é uma forma de controle do balanço nitrogenado. É composta por carbono ligado a dupla O (=O) e grupo amino (-NH2). O ciclo da ureia acontece no fígado. GRUPO HEME: Grupo HEME: estrutura formada pelo fe2+ e uma estrutura central chamada de anel porfirínico (contém C, H, N). 3 importâncias do grupo HEME: sítio ativo de enzima, para fixar o O2 no transporte de oxigênio e para o transporte de elétrons (sinalização). Ex: citocromo (grupo heme carrega os elétrons na sinalização), catalase (sítio ativo da enzima) e mioglobina/hemoglobina (transporte de O2). A hemoglobina tem 4 cadeias, presença de 4 grupos HEME´s, sendo cada grupo HEME responsável pelo transporte de uma molécula de O2. HEMÁCIA: Também chamada de eritrócito, contém a proteína hemoglobina. Quando a hemácia cumpre sua meia-vida, ela expõe seus sítios de sinalização (DAMP´S – padrão molecular associado ao dano; rico em carboidrato e proteínas) que encaminham-na para hemocaterese, quando o sistema fagocitário reconhece os DAMP´S, encaminha para degradação. O produto da degradação da hemácia é os compostos da hemoglobina. b 11 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec A hemoglobina é composta das globinas e grupo heme. As globinas serão recicladas em 4 cadeias compostas por aminoácidos serão reutilizadas para formar energia, intermediários, peptídeos ou outra proteína. O grupo heme se dissocia em fe2+ e anel porfirinico. O ferro é reciclado e seu principal destino é a medula – local de síntese para novas hemácias; se associa com outro anel porfirinico- ou pode ser armazenado, proteína ferritina e transferina. O anel porfirinico é convertido em biliverdina que segue para ser reutilizado pelo NADPH (ag. redutor) em bilirrubina (composto nitrogenado não proteico, de natureza apolar formada a partir da degradação do anel porfirinico presente no grupo heme). O ferro não pode estar em excedente, porque o excesso de ferro, principalmente em pacientes que recebem transfusão sanguínea, pode interferir na atividade enzimática. Para quem tem ferritina muito baixa, tem sensação de cansaço por causa do baixo transporte de O2. É importante ter o grupamento HEME para realizar o transporte de 02. BILIRRUBINA: O produto de degradação do anel porfirinico é a biliverdina, que é reduzida na presença do NADPH (ag. redutor), se transformando em bilirrubina. Isso ocorre no BAÇO. A bilirrubina é produzida quando ocorre a degradação da hemoglobina. Sendo de forma fisiológica (hemocaterese – destruição de céls velhas) ou pode ocorrer em situações patológicas (hemólise – anemia hemolítica: sistema imune dispara um ataque para a degradação das hemácias). Hemocaterese: quando a hemácia cumpre sua meia-vida, sinaliza açucares (sinalizadores de hemácias); assim, quando passarem pelo baço, serão reconhecidas pelos macrófagos que realizam a degradação. Assim, a hemácia degradada libera a hemoglobina, composta por 4 cadeias, chamadas de globinas, essas cadeias serão recicladas, os aminoácidos serão reciclados. Primeira dissociação: separa a parte globular (aminoácidos) e o grupo HEME. Segunda dissociação: anel porfirinico e ferro. O ferro vai para a medula óssea ser reciclado, ou seja, se associa a um anel porfirinico e compõe outro grupo HEME, para síntese de outra hemoglobina. É uma estrutura com composto nitrogenado e presença de hidrocarbonetos, se classificando como apolar. Diglicoronideo de bilirrubina = bilirrubina. b 12 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec A bilirrubina no baço é encaminhada para o fígado, através do bolsão hidrofóbico que a bilirrubina se associa a albumina. Essa é chamada de bilirrubina indireta ou não conjugada. Ela recebe 2 moléculas de ácido glicurônico (é molécula de glicose oxidada) pela enzima glicuronil-transferase. A importância dessas moléculas é porque elas são ricas em componentes polares, para que a bilirrubina fique mais solúvel. Quando a bilirrubina direta é formada, parte vai compor a bile, e parte é lançada no intestino por ação da microbiota intestinal será transformada em estercobilinogênio. Este, por sua vez, é transformado em estercobilina (pigmento responsável por corar as fezes). Além disso, o estercobilinogênio é encaminhado para o rim onde é transformado em urobilinogênio (responsável por corar a urina). A formação desses pigmentos tem por objetivo fazer o balanço nitrogenado. Se houver a extração do baço, este metabolismo ocorrerá em outro ponto da circulação. Fezes castanhas são a coloração ideal, porém, caso haja falha neste metabolismo, como obstrução de vias biliares, não haverá formação do estercobilinogênio, as fezes ficam claras – ACOLIA FECAL. Quando é muito escuro pode está formando muito, ou seja, há interferência de algumas coisas, por exemplo, para quem faz suplementação de ferro, ou pode ser outras substâncias que este indivíduo está ingerindo muito. A bilirrubina junto com TGO, TGP, fatores de coagulação, albumina pode ser utilizada para avaliar a função hepática. Ex: pode ser uma alteração aguda ou crônica. Quando for aguda ou por medicamento, há mudanças principalmente no perfil enzimático como TGO e TGP; sefor crônico pode alterar o metabolismo de bilirrubina ou albumina. O fígado tem metabolismos exclusivos como a síntese do fator de coagulação. BILIRRUBINA NÃO-CONJUGADA: Composto nitrogenado não proteico. Contém (-CH3) – hidrocarbonetos -> molécula apolar. BILIRRUBINA CONJUGADA: É adicionado 2 moléculas de ácido glicurônico. Essa bilirrubina conjugada, agora, contém -OH, conferindo polaridade a molécula. ICTERÍCIA: A icterícia é explicada, bioquimicamente, quando há um aumento da bilirrubina, isso leva a manifestação de pigmentação da pele, mucosa, esclera, por causa do desajuste bioquímico. b 13 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec Icterícia fisiológica: o recém-nascido tem uma microbiota intestinal e metabolismo hepático imaturos, ou seja, a atividade da glicuronil transferase é limitada, e a meia-vida das hemácias é menor. Se a icterícia perdurar é preciso fazer uma avaliação, pois pode ser patológica e ter como causas um erro inato no metabolismo (anemia falciforme) ou hipotireoidismo congênito (o hormônio da tiroide é ativador de enzima glicuronil transferase, ou seja, ativados da conjugação. Então se tem pouco hormônio da tireoide, tem pouca ativação da enzima, aumentando a bilirrubina – triado no teste do pezinho), cefalohematoma (coleção sanguínea extra, ou seja, mais hemácias, sobrecarrega da bilirrubina no hepatócito), má formação de vias biliares. O objetivo da fototerapia é promover a fotoisomerização que tem o papel de a bilirrubina apolar em polar (mais fácil de ser excretada). O excesso de produção da bilirrubina pode ter 3 pontos importantes: degradação em excesso das hemácias, diminuição de clearance (diminuição na eliminação de substâncias) ou aumento da circulação entero-hepática. Na clearance, pode ser um bebê com alteração anatômica em vias biliares, como uma atresia. Então, diminui a circulação naquele órgão. Aumento da circulação entero-hepática. A bilirrubina fica entre a circulação intestino e fígado, porém, a enzima, a dificuldade de sucção em alguns prematuros, pode deixar a criança com icterícia, porque o ato de sugar que faz a mãe produzir mais leite. Bebê desidratado ou que perdeu muito peso pode aumentar a circulação de bilirrubina. A fototerapia é importante para deixar a bilirrubina mais solúvel e mais fácil de ser excretada. As fezes ficam mais escuras. A fototerapia precisa ser em coloração azulada, há uma distância de 30 cm a mais da luz e tem que incidir corretamente – tudo isso para não ter o efeito rebote, ou seja, melhorar e depois voltar. Icterícia nas primeiras 24hrs – causa patológicas. Icterícia 4-5 dia de vida – causa fisiológicas (GERALMENTE). Hiperbilirrubinemia é definida como a concentração sérica de bilirrubina indireta (BI) maior que 1,5mg/dL ou de bilirrubina direta (BD) maior que 1,5mg/dL, desde que esta represente mais que 10porcento do valor de bilirrubina total (BT). Significante: BT sérica > 15-17mg/dL (1 a 8 porcento dos nascidos vivos). Grave: BT > 25mg/dL (1 caso em 500 ou 5.000 nascidos vivos). b 14 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec Extrema: BT > 30mg/dL (1 caso em 15.000 nascidos vivos). Clínica: quando a icterícia está sendo observada abaixo do joelho já tem uma alta concentração de bilirrubina. Inicialmente o RN apresenta-se letárgico, hipotônico e com dificuldade de sucção. Evoluindo com irritabilidade, hipertermia, choro, hipertonia extensora do pescoço, podendo progredir para apneia, convulsões, coma e morte. Valores acima de 17mg/dL devem ser rapidamente encaminhados devido a toxidade. Na pratica 98 porcento dos recém-nascidos apresentem níveis séricos aumentados de BI na primeira semana de vida, decorrente da adaptação neonatal. A icterícia tem progressão crânio-caudal. Glicuronil-transferase tem atividade inferior em relação ao adulto, atingindo seu nível entre 6-14 semanas. O excesso de bilirrubina pode causar encefalopatia bilirrubinica que lesa o SN. CLASSIFICAÇÃO DA HIPERBILIRRUBINEMIA: Quadro de hemólise pré-hepática: antes do fígado, ou problema na transformação que o fígado faz para a conjugação. Ex: pode ser um erro inato no metabolismo é deficiência parcial ou total na atividade da enzima. Pós-hepática: quando deixa o fígado, ou seja, está ligado as vias biliares e a excreção final, mas principalmente as vias biliares. Ex: má formação congênita, massa tumoral nas vias biliares, vesícula cheia de cálculos levando a obstrução - colestase. BALANÇO NITROGENADO: Na fase de 0 a 2 anos o balanço nitrogenado é positivo. essa fase é marcada pela síntese de muitas proteínas por causa do crescimento. Mas depois, isso começa a equilibrar para não acumular resíduos tóxicos como a amônia. Além disso, esses resíduos de nitrogênio não podem ficar abaixo do esperado, pois precisamos sintetizar muitos compostos. A amônia consegue atravessar a barreira hematoencefálica e danificar o SN como a bilirrubina. A amônia é convertida em ureia e é excretada. Para controlar o balanço nitrogenado, a excreção da ureia, bilirrubina na forma de estercobilina, urobilinogênio, urobilina e creatinina. Falha renal ou lesão renal pode implicar ou prejudicar a excreção da ureia, creatinina e acumular esses metabólitos tóxicos. b 15 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec ALBUMINA: É uma proteína plasmática globular com uma região interna chamada de sítio ou bolsão hidrofóbico (região com aminoácidos apolares). Além disso, a albumina faz o transporte da bilirrubina não conjugada (pelo bolsão hidrofóbico) para o fígado. Ela pode transportar hormônio, medicamento ou ácido graxo. Albumina são necessárias 17 ligações de sulfeto para que ela tenha arranjo tridimensional. Pequeno peso molecular. DIFERENCIAR PRODUTOS PROTEICOS: Se for proteico tem uma sequência de resíduos de aminoácidos. Se tem outra estrutura, então o composto é não-proteico. Açúcar: Monossacarídeo é uma biomolécula do açúcar. Fórmula geral: CHO N varia de 3 a 7. Carbonila (dupla O + H) no carbono 1 é aldeído -> aldose. Carbonila no carbono 2 (dupla O) é cetona -> cetose. Nomenclatura: -ose. Ex: triose açúcar de 3 carbonos. Classifica-se o monossacarídeo em aldose e cetose. Quando o organismo utiliza a glicose e converte em frutose -> cetose. Triose do tipo aldose -> gliceraldeído. b 16 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec Triose do tipo cetose -> diidroxiacetona (diidroxi -2 hidroxilas + cetose). O produto final da via da pentose fosfato é a ribulose-5-fosfato (CETOSE). O organismo converte ribulose-5-fosfato em ribulose para formar o açúcar do DNA que é uma desoxirribose (desoxi é uma modificação no açúcar como perder o oxigênio). Glicose é oxidada no carbono 6 para formar ácido glicurônico que conjuga a bilirrubina. Via glicolítica converte glicose em piruvato. Glicose também pode ser destinada a fermentação numa via anaeróbica. Fermentação é a conversão de glicose em lactato, síntese de intermediários do metabolismo, energia em condições anaeróbicas. Ex: no IAM e em qualquer doença que cursa com hipóxia. No botulismo de b 17 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec doenças, começa a necrosar uma área, mas o organismo começa a produzir energia naquele tecido. A glicogênese é o anabolismo de glicogênio para formar o substrato energético. É armazenado em vários sítios, principalmente no fígado e musculo. Via da pentose fosfato converte glicose (6C) em pentose (ribulose-5- fosfato), além de produzir ribulose (açúcar de 5 C), também produz NADPH (participa da reação de redução da biliverdina em bilirrubina) e CO2. Acontece no citoplasma. Com o objetivode produzir o NADPH (ag. redutor) importante para alimentar o sistema glutationa, manter a integridade das membranas celulares, transformar biliverdina em bilirrubina e a formação da ribulose-5-fosfato que vai formar a ribose para compor nucleotídeos sejam livre ou polímeros de DNA e RNA. Síntese de intermediários do metabolismo: na via da pentose fosfato a pentose é utilizada para formar nucleotídeos livres e polímeros de DNA ou RNA. A ribulose pode ser convertida em intermediários para gerar energia. Formação de produtos específicos: modificações na estrutura da glicose. Ex: oxidação da glicose no carbono 6, formando ácido glicurônico (conjugador de bilirrubina) e glicose + amino, formando glicosamina. b 18 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec Uma vez que a glicose chega até a célula, ela pode escolher 5 caminhos: formação da ribulose-5-fosfato, NADPH, produção de prod intermediários e escórias (CO2). Se a glicose está excedente é encaminhada para formação de glicogênio formando substrato/reserva de energia. Toda vez que a glicose adentrar no espaço celular, pode depender de transportador de glicose (GLUT), transportador que permite a glicose carreada até o citosol. Trabalha de forma independente ou em cooperação com a insulina. Quando a insulina é captada por um receptor, vai fazer com que haja associação com a utilização do transportador GLUT, isso permite a glicose chegar até a célula. Outra estratégia de transporte é o co-transporte com o sódio que ocorre na mucosa do trato gastrointestinal. OBS: a glicose é fosforilada no carbono 6, isso permite que a glicose fique impermeável, facilitando que ela escolha um destino metabólico e não volte ao espaço sanguíneo. Como o fósforo é um elemento de sinalização, facilita a entrada da glicose nas rotas metabólicas. Nucleosídeo: base e açúcar. Nucleotídeo: fosfato, açúcar e base. - Açúcar vem da via pentose-fosfato, base do metabolismo de aminoácidos e o fosfato é importante na ligação fosfodiéster porque atribui carga negativa, e os nucleotídeos podem se encontrar livres ou formando polímeros de DNA ou RNA. - Base: purina (adenina e guanina) e pirimidina (citosina, uracila e timina). Além disso, através da dieta adquire fontes de carboidratos como amido que é convertido em glicose (monossacarídeo) que segue alguns destinos metabólicos. Glicose: A glicose é um monossacarídeo, uma biomolécula que contém dois grupos funcionais importantes de aldeído e álcool. É uma hexose. A glicose possui destinos metabólicos, dentre eles a formação de produtos específicos. Ou seja, produtos específicos são as modificações que a glicose pode vir a sofrer. Ex: ácido glicurônico (glicose oxidada no carbono 6 formando ácido glicurônico) importante na transformação de bilirrubina indireta em direta. A glicose recebe um grupo amino e forma o glicosamina, b 19 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec relacionado com o reconhecimento celular, sinalização celular e composição do glicocálix. Em condições anaeróbicas pode formar o piruvato e em seguida o lactato – fermentação. DESTINO DA GLICOSE: Absorvida e gerida através da alimentação, é disponibilizada no intestino, chegando até o tecido hepático. Quando está em excedente é armazenada em forma de glicogênio (reserva). GLICOGÊNIO EM GLICOSE: Quando sai do fígado é na forma de glicose-1-fosfato que é transformada em glicose-6-fosfato. A enzima glicose-6-fosfatase remove o fosfato dessa molécula transformando em uma glicose livre para ir a C.S. (esse aparato enzimático é exclusivo do fígado). Primeira etapa: glicose em piruvato – via glicolítica. Segunda etapa: piruvato perde um CO2 e se transforma em acetil-CoA – dependente da vitamina do complexo B. acetil-CoA é o principal caminho para produzir energia e participar do ciclo de Krebs. Condensação de acetil-CoA pode formar ácido graxo. Acido graxo + glicerol = TAG. Através da VLDL pode levar o TAG no adipócito para ser armazenado. Além disso, o TAG pode disponibilizar o ácido graxo para o músculo. Terceira etapa: intermediários em produtos finais como CO2 e H2O. O glicogênio é uma repetição de unidades de glicose ou carboidrato. O glicogênio hepático tem o objetivo de restaurar o índice glicêmico quando necessário e manter a demanda energética do órgão metabolizador. FERMENTAÇÃO: Glicose – piruvato – lactato. Piruvato se converte em lactato pela lactato desidrogenase. A lactato desidrogenase era utilizada como marcadora para IAM mas foi substituída pelas troponinas. 4 princípios bioquímicos: Princípio de hierarquia das macromoléculas. b 20 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec Compartimentação. Metabolismo. Homeostase. HIERARQUIA: Organizam-se em 3 grupos de moléculas: biomoléculas, macromoléculas e complexos supramoleculares. Biomoléculas: monômeros ou moléculas fundamentais. Representadas por ácidos graxos, glicerol, aminoácidos, nucleotídeos e monossacarídeos. Macromoléculas: lipídeos, carboidratos, ácidos nucléicos e proteínas. Complexos supramoleculares: formados pela interação de duas ou mais macromoléculas. Organizada em 4 níveis. O quarto nível mostra o posicionamento da biomolécula, macro ou complexo no espaço celular. BIOMOLÉCULAS, MACROMOLÉCULAS E COMPLEXO SUPRAMOLECULARES: Estrutura do nucleotídeo: subdividido em fosfato, açúcar e base nitrogenada, sendo que o fosfato atribui carga negativa, permitindo a interação com o açúcar através de uma ligação fosfodiéster. A formação de polímeros de nucleotídeos permite a formação de DNA (macromolécula). Quando o DNA, através do grupo fosfato na sua extremidade, com carga negativa interage com proteínas do tipo histonas, há uma condensação do material genético a fim de formar cromossomos (complexo supramolécular). Aminoácidos: grupamento amino (-NH2), carboxila (-COOH), hidrogênio (-H) e (-CH3). Este aminoácido se combina com outros para formar uma proteína (macromolécula). Quando a proteína interage com o lipídeo e com carboidrato, formando a membrana plasmática (complexo supramolecular). BIOMOLÉCULAS: 5 biomoléculas: glicerol, nucleotídeo, monossacarídeo, aminoácido e ácidos graxos. MACROMOLÉCULAS: Glicogênio: repetição de glicose. BILE: A bile é formada por um conjunto de substâncias: fosfatidilcolina, bilirrubina, colesterol, ácidos e sais biliares b 21 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec ERRO INATO: Falta enzima, aumenta substrato, diminui produto e todas as manifestações clínicas são baseadas nestas 3 alterações. Ex: recém-nascido que no curso de 2 meses não ganha peso, é chorosa, irritada, com dificuldade de se alimentar, odor na urina – sugestivo de erro inato. COMPARTIMENTAÇÃO: É sobre delimitação dos espaços celulares, fluxo gênico geração de microambientes e dinâmica de líquidos corporais LIC/LEC. A célula se subdivide formando microambientes. Cada microambiente é dotado de seus complexos enzimáticos que viabilizam a atividade celular, reações de degradação e síntese. O ciclo de Krebs tem por objetivo consumir o Acetil-CoA (principal produto intermediário no metabolismo, sendo formado pelo metabolismo de carboidratos, lipídeos e proteínas). Oxidar significa beta-oxidar, transformar a cadeia de carbono em energia, é transformar ácido graxo em acetil-CoA. Descarboxilação do piruvato (intermediário do metabolismo), significa retirar -CO2. Quando ocorre a descaboxilação do piruvato ele se transforma em acetil-CoA. No citosol tem enzimas para realizar glicólise. Lise é quebra, degradação de glicose ou via glicolítica. O ciclo de pentose é uma transformação da glicose (açúcar de 6 carbonos - hexose) em uma pentose.Pentose é o açúcar que compõe DNA, RNA e os nucleotídeos livres. Citosol sintetiza ácido graxo, e a mitocôndria degrada. Núcleo é responsável pela síntese de DNA e RNA. O lisossomo contém várias enzimas responsáveis pela digestão intracelular, desde enzimas proteolíticas que fazem o metabolismo, geram espécies ativas de oxigênio e nitrogênio. Capilar sanguíneo -> tecido -> capilar linfático. O tecido é composto por várias células (representa o local onde reações bioquímicas irão acontecer, onde microambientes são definidos, complexos enzimáticos e fluxo de info gênica). O liquido que está dentro da célula (LIC). Tem o maior teor de água dentro da célula, por causa do metabolismo (um indivíduo de 70 kg -> produz endogenamente pelo metabolismo 400 ml de água). LEC é subdividido em líquido intersticial que banha as células e o plasma que é parte do sangue. Mitocôndria: tem a presença do acetil-CoA que é consumida pelo ciclo de Krebs que é um ciclo produtor de intermediários do metabolismo, de agentes que vão estimular a cadeia transportadora de elétrons e b 22 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec fosforilação oxidativa que são processos que levam a formação de ATP. Contém um conjunto de enzimas que realizam o ciclo de Krebs. Fígado é um sítio que armazena glicogênio que uma macromolécula de carboidrato. É formado pela união de várias glicoses que é monossacarídeo. Esse glicogênio é desdobrado em glicose que pode ser lançada na corrente sanguínea. Por isso que o fígado é capaz de restaurar o índice glicêmico. Essa glicose pode ser destinada a formação de pentose (açúcar que compõe nucleotídeos – DNA ou RNA) ou NADPH. A glicose é transformada em energia pela via glicolítica, e tem-se a formação de piruvato. Este, está no citosol e será encaminhado para a mitocôndria para se transformar em acetil-CoA. Mas além do ciclo de Krebs, ela pode formar o colesterol, corpos cetônicos (produzidos em condições especiais) e ácidos graxos. Ácidos graxos é biomolécula: pode condensar com um glicerol e formar o triacilglicerol e fosfolipídios. Primeiro espaço: célula. Segundo espaço: vaso. Terceiro espaço: interstício. Durante o processo inflamatório: tecido está infectado por um microrganismo (bact), então as células de defesa que se encontram no plasma precisam passar para o interstício, assim, o vaso sofre adaptações, como aumento da permeabilidade. Quando a célula migra, tem o acumulo de líquido no terceiro espaço. IAM: as células tem características especificas, e musculo cardíaco esquelético. É possível encontrar nessas células a troponina I e T (típicas de cels. musculares), proteína creatina-quinase (encontrada em outros sítios – MB é ESPECÍFICA do coração) e mioglobina (coração e outros músculos esqueléticos). Ou seja, quando ocorre uma lesão celular, há uma modificação e extravasamento de proteínas e enzimas para o sangue, ou isso pode acontecer quando se tem uma pequena concentração de enzimas e proteínas, podendo ser atribuído a renovação celular. Quando ocorre a lesão, levando ao extravasamento, utiliza-se o conceito bioquímico chamados marcadores bioquímicos. O IAM é caracterizado por uma área que apresenta diminuição no fluxo sanguíneo, acarretando em hipoxia e diminuição dos nutrientes do aporte nutricional de determinada área. Com a hipoxia, o metabolismo tendencia para anaeróbio. A glicose é encaminhada para a via glicolítica para depois formar acetil-CoA e alimentar o ciclo de Krebs, concluindo a respiração celular -> essa rota não será mais utilizada por ela precisar de oxigênio. Agora, b 23 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec o organismo utiliza a glicose pra fazer fermentação com auxílio da enzima lactato desidrogenase. lactato é encaminhado ao fígado onde é transformado em ova glicose. CK-MB: formação e reciclagem de ATP. Mioglobina: armazenamento de oxigênio no músculo. Troponina: estruturais. Conteúdo da célula lesionada vai ser lançado no sangue: A partir de 2h com maior pico as 10h após a lesão: mioglobina. 14h-18h: CK-MB e troponinas. 36h-40h: lactato desidrogenase. Na pancreatite aguda a amilase e lipase são enzimas marcadoras, devido a lesão. Clínica: dor ao inclinar, vômito, ingesta de gordura em dia anterior, ingesta de álcool. METABOLISMO: É um conjunto de reações enzimáticas (quando a enzima converte um substrato em produto, através do sítio ativo da enzima – local de interação com o substrato). Rota metabólica: é um conjunto de reações enzimáticas onde observa-se um substrato inicial, os produtos intermediários e um produto final. Divide-se em 4 grandes rotas: Rotas de oxidação: utilizam os substratos energéticos para formar energia. Rotas de armazenamento: guarda reservas, o excedente para ser utilizado quando o organismo precisar. Rotas de biossíntese: biossíntese de colesterol, proteínas e peptídeos. Rotas de detoxicação e excreção: para eliminar escorias. Os ciclos são interativos. Moléculas regulatórias são essenciais para o funcionamento de uma rota metabólica. Podem ser enzimas (marca-passo), vitaminas do complexo B e hormônios. As enzimas tem a função de acelerar a velocidade da reação, porém quando tem atuação da marca-passo, a reação é lentificada para dar tempo de a enzima receber um sinal de um ativador ou inibidor, podendo ser hormônios ou o próprio produto final da rota (inibidor). As enzimas RNA somente estão relacionadas com o metabolismo do RNA. Vitaminas do complexo B: tem o papel de atuar como coenzimas do metabolismo, colabora com o funcionamento enzimático. b 24 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec Indivíduos que fazem uso constante de uma concentração significativa de álcool acabam diminuindo a capacidade que o organismo tem de absorver as vitaminas do complexo B, então, o cansaço, menor rendimento energético está relacionado. O ciclo de Krebs demanda da presença das vit. Complexo B para produzir energia. Ex: indivíduo hígido que perdeu peso e não tem nenhuma doença associada, sem infecção e neoplasia, é importante pensar em enzimas, hormônios e vitaminas do complexo B. Além disso, lesões na mucosa intestinal, doença inflamatória pode interferir na absorção de vit. Complexo B. A alta ingesta de vit do complexo B são eliminadas na diurese, porque elas são hidrossolúveis e não tem como armazena-las. Por isso, a constante ingesta dessa vit é de extrema importância. A microbiota também atua como produtora de vit do complexo B. Hormônio: podem atuar como ativadores na rota metabólica. O metabolismo é dividido em reações de síntese -> anabolismo. Reações de degradação -> catabolismo. Então todo paciente que tiver algum sintoma metabólico tem que investigar essas 3 situações. CATABOLISMO: Tem 3 estágios: Estágio 1: macromolécula em biomolécula. Estágio 2: biomolécula em produtos intermediários. Estágio 3: produtos intermediários em excreção. AMINOÁCIDOS: Existem 22 aminoácidos compondo proteínas, sendo 20 os principais e 2 modificados (hidroxiprolina e hidroxilisina). Se diferenciam na estrutura do radical – tem uma estrutura constante (carbono, amino, hidrogênio e carboxila) e uma parte variável (radical). Carbono com 4 ligações diferentes: quiral. Carbono que não tem 4 ligações diferentes: aquiral. b 25 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec Formação de compostos nitrogenados: bases (não proteico – formado por uma pentose se associando ao fosfato -> nucleotídeos que compõe ácidos nucleicos), vitaminas, e anel porfirinico. Podem sintetizar proteínas como colágeno. A inflamação atrapalha a absorção de aminoácidos. Podem apresentar funções biológicas especiais como: TIROSINA: Importante na formação de T4. Produção de melanina. b 26 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec PROLINA: Estrutura cíclica, sendo característica de proteínas que tem dobramento. Sequencia de AMN e prolina. Anel indica rigidez. Gera torções como na hb, miglobina e colágeno. Iminoácido – presença de amino secundário. TREONINA: Polar e apolar, assim como glicina. GLICINA: Carbono aquiral. Produzida pelo ciclo de Krebs. Forma neurotransmissor, forma grupo HEME presente na hemoglobina e mioglobina para fixar O2 compõe sitio ativo de enzimas como catalase -> importante na composição do citocromo no transporte de elétrons e sinalização celular. Forma a base nitrogenada purina (duplo anel -> podem formar nucleotídeos livres como NADPH – ag redutor, ATP ou ácidos nucleicos), adenina ou guanina. Compõe a creatina nos músculos que tem o objetivo de fazer a regeneração do ATP muscular (metionina e arginina também fazem parte). Cretina-fosfato: para o musculo fazer a contração, necessita da energia da molécula do ATP, assim, ocorre a ruptura da ligação entre um grupo fosfato (ADP + Pi), a cretina se associa ao Pi formando a fosfocreatina, isso representa uma reserva de fosfato inorgânico. Quando for necessário regenerar o ATP, a creatina libera fosfato inorgânico que se liga ao ADP e regenera o ATP. (creatina-quinase CK- MM: enzima responsável por fazer a adição de fosfato a creatina). Ex: o musculo tem creatina, glicogênio e aporte continuo de ácido graxo para produzir energia. Formação de sais biliares (ag. emulsificantes): a partir de um colesterol, forma-se um ácido biliar, e para melhorar a ação emulsificante, ele conjuga-se com um aminoácido. ALANINA: Forma o ácido pantotênico ou vitamina do complexo B5. Está relacionada com a imunidade, síntese de anticorpos, importante para formação da coenzima A (se associa a 2 carbonos para formar o principal produto intermediário do metabolismo que é o acetil-CoA). SERINA: Importante para a produção de fosfolipídeos. Fosfatidilserina e esfingosina constitui o sistema nervoso. ASPARTATO OU ÁCIDO ASPÁRTICO: Compõe bases nitrogenadas. b 27 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec Forma porinas e pirimidinas. Integra o ciclo de Krebs e da ureia. METIONINA: Tem enxofre. Compõe creatina (importante para regeneração do ATP). Caracterização de grupos metílicos, então reações de metilização são importantes para reestruturação de estruturas proteicas para sinalização. CISTEÍNA: Sulfurado. Importante para a formação de coenzima A. Se associa a 2 carbonos formando o principal produto intermediário do metabolismo: acetil coenzima A (relacionado a energia e promove ativação de ácidos graxos). Cisteína forma taurina. Taurina conjugada com ácido cólico - é um ácido biliar, ou seja, um agente emulsificante. Taurina + ácido cólico = ácido taurocólico, importante para a digestão e absorção de gorduras. HISTIDINA: Compõe a histamina. Mediador da alergia e resposta inflamatória. Também chamado de mediadores pré-formados. Ela fica armazenada e é liberada na forma de grânulos quando ocorre degranulação. TRIPTOFANO: Importante para formação de serotonina que está envolvida com sinalização e faz vasoconstrição devido a contração da musculatura lisa. Além disso, é sinalizadora da sensação de bem-estar. Forma o ácido nicotínico, vitamina B3 ou niacina. B3 age como coenzima, auxiliando a desidrogenase. TIROSINA: Forma a melanina (pigmentação). Forma o hormônio da tireoide, tiroxina que é desacoplador da cadeia respiratória. O hormônio da tireoide envolve várias rotas metabólicas e contribui para regulação dessas rotas, como na conjugação da bilirrubina (ativação da glicuronil transferase), sendo importante para controle da cadeia respiratória e estimula o ciclo de Krebs. As catecolaminas (adrenalina e nora) são derivadas da tiroxina, elas são importantes para ativar lipólise e glicólise. A dopamina também derivada da tirosina faz parte da sinalização do sistema nervoso. Fenilalanina compõe a tirosina. b 28 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec FENILALANINA: FENILCETUNÚRIA: aumento de fenilalanina, isso atravessa a barreia hematoencefálica e causa danos ao SN, toxicidade e na síntese de neurotransmissor. A toxicidade é consequência do aumento de substrato. Todos os produtos derivados desse substrato ficam comprometidos, por exemplo, a tirosina é um produto da transformação da enzima fenilcetonúria. Então tudo que envolve a tirosina é comprometido como formação de melanina (paciente fica hipopigmentado), menor produção do hormônio da tireoide levando a flutuações hormonais. Aumenta substrato que gerar produtos tóxicos indo para o SN ou excretado pela diurese – importante o teste da fralda. GLUTAMATO: Ácido glutâmico forma o GABA (ácido gama-aminobutírico), neurotransmissor inibitório. DESAMINAÇÃO: Ocorre a retirada do grupo amino que é enviado para a formação da ureia e o restante é chamado de cadeia carbônica utilizada para a produção de energia, formação de intermediários da glicose (corpos cetônicos, piruvato, acetil-CoA). Os aminoácidos podem formar compostos nitrogenados não-proteicos como as porfirinas (do metabolismo do ciclo de Krebs) produz glicina, e tem o Fe2+ importante na formação do grupo heme. Aminoácidos compõe vitaminas e tem funções biológicas definidas como neurotransmissor, hormônio, proteínas e peptídeos. A síntese endógena está ligada a codificação do DNA. AMINOÁCIDO ANFÓTERO: Toda vez que o aminoácido está em solução aquosa o grupo ácido pode ser doador de H+ e o grupo básico receber esse H+. CLASSIFICAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS: APOLAR: Proteínas tem sítios hidrofóbicos, em meio aquoso, ele esconde esse sítio, se ela desnaturar, expõe, assim torna um sinal para as chaperonas moleculares. Ex: valina; leucina e triptofano é apolar e tem anel benzeno; prolina; isoleucina; metionina é apolar e tem enxofre; fenilalanina e alanina. Podem constituir o bolsão hidrofóbico que é importante para o transporte de moléculas de mesma natureza. Aminoácidos apolares podem ser um importante sinal quando ocorre uma exposição na presença de uma alteração de conformação proteica para as chaperonas moleculares. Essa conformação acontece em detrimento a b 29 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec exposição de proteína, alteração do PH, temp ou estresse. Ex: de chaperonas HSP70, HSP100. Durante a febre tem um acionamento enorme de chaperonas. Bolsão hidrofóbico são importantes para constituir a região transmembranica de proteínas. Valina, leucina, triptofano, prolina, isoleucina, metionina, felilalanina e alanina. POLAR: Apresentam O, OH, SH e H como radicais. Ligação de hidrogênio é importante para a manutenção da estrutura secundária das proteínas, em hélice alfa, beta folha ou mista. Sendo importante para constituição de proteínas plasmáticas (solúveis). Treonina, glicina, asparagina, glutamina, cisteína, serina e tirosina. ÁCIDO: Presença de carboxila (COOH/COO-) – atribui carga negativa. Carboxila pode dissociar em solução aquosa e tem o comportamento ácido-básico. Atribui carga negativa coo-. Realizar ligação com os positivos que são arginina, histidina e lisina – tem grupo amino que dá característica básica. Ácido glutâmico e ácido aspártico. BÁSICO: Presença do grupo amino (-NH3) – atribui carga positiva. Arginina, histidina e lisina. LIGAÇÃO IÔNICA: Entre positivo e negativo. As histonas são proteínas ricas em positivos como a arginina, assim, ela interage com o DNA que tem o fosfato com carga negativa. LIGAÇÃODISSULFETO: Entre aminoácidos que carregam enxofre e sulfidrila (-SH). Confere estrutura terciária das proteínas. Aminoácidos: cisteína e metionina. Metionina: aminoácido apolar e sulfurado. Cisteína: aminoácido apolar e sulfurado (-SH). AROMÁTICOS: Aminoácidos: triptofano, fenilalanina e tirosina. b 30 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec Triptofano: apolar e aromático. Fenilalanina: apolar e aromático. Tirosina: polar e aromático. FORMAS DE CLASSIFICAR: Radical, forma de obtenção e destino metabólico (baseado na cadeia carbônica). DESTINO DOS AMINOÁCIDOS: É encaminhado ao catabolismo gerando produtos como a desaminação dos aminoácidos para a formação da ureia e a cadeia carbônica que é destinada ao metabolismo energético (glicogênicos, cetogênicos e mistos). Via glicolítica transforma glicose em piruvato. Glicogênicos: formam glicose ou intermediários da via glicolítica. Cetogênicos: formam intermediários do metabolismo da cetogênese e acetil-CoA. Ex: lisina e leucina. Mistos: formam ambos. Aminoácido produz energia através da sua cadeia carbônica forma proteínas. Pode formar compostos nitrogenados não proteicos como bases nitrogenadas, grupo heme e vitaminas. Também podem ter funções biológicas especiais como: GABA (neurotransmissor) ou serotonina. É importante o fígado armazenar glicogênicos para converte-lo em energia. A cadeia carbônica forma intermediários da via glicolítica, isso é sinônimo de energia. Assim, o fígado pode restaurar o índice glicêmico, lançando glicose na corrente sanguínea. ANEMIA FALCIFORME: Hemoglobina S. A hemoglobina tem 4 cadeias. Quem tem anemia falciforme tem uma mutação pontual na cadeia beta com a substituição do ácido glutâmico por valina. A valina é apolar. Já o ácido glutâmico tem uma carboxila no grupo radical, conferindo característica ácida. Ocorre a mutação na cadeia beta, no sexto resíduo, substitui um ácido por apolar. b 31 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec HbS vai apresentar uma região de bolsão hidrofóbico. Essa região tem a presença da valina que com a presença de um agente deflagrador (acidose), mude o perfil metabólico da célula e faz com que a hemoglobina ligue a outra para formar polímero (forma desoxigenada), isso leva a distorcer a célula e ela adquire o formato de foice. Quando ocorre essa mudança de perfil, a célula expressa DAMP´s (agente estressores), leva a hemólise (aumenta a hemoglobina sérica). O eritrócito muda a conformação por conta da mudança da proteína. A forma de foice causa vaso-oclusão, levando a hipóxia e isso influencia nas pequenas circulações causando microinfartos. Mudança na hemoglobina primaria forma a hemoglobinopatia que é uma doença na hemoglobina que mudou o radical de aminoácido de natureza para outra. Sequência normal: GAG -> ácido glutâmico. Sequência patológica: GTA -> valina. PROTEÓLISE: As proteínas encaminhadas a proteólise formam o pool de aminoácidos. Se o organismo está precisando de energia, ele é encaminhado ao catabolismo, a cadeia carbônica do aminoácido vai prover energia formando glicose ou intermediários e corpos cetônicos. b 32 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec Ácidos graxos: É uma biomolécula de lipídeo. Estrutura: CnH2nO2 (sat), CnH2n-2x02 (inst., sendo x o número de inst). Reação de esterificação. Tem mais caloria por grama do que carboidrato e proteína, ou seja, produz mais energia e quando ocorre a lipólise o glicerol pode ser encaminhado a gliconeogênese (= energia). Além disso, o tecido adiposo tem apenas 15 % de água para facilitar o armazenamento. Glicerol: Pode ser classificado como saturado (ligações simples) e insaturado (ligações duplas). Composto por uma cadeia de hidrocarbonetos, geralmente são pares porque quando o ácido graxo é beta-oxidado é encaminhado ao catabolismo e forma moléculas de acetil-CoA que tem 2 carbonos ligados a coenzima A. Ex: se tem um ácido graxo de 20 carbonos, ele é encaminhado para beta- oxidação e forma 10 moléculas de acetil-CoA. Composto por cadeia de hidrocarbonetos e carboxila (O2) – CnH2nO2. b 33 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec Quando tem insaturação o H é o dobro menos o 2x o número de insaturação. Ex: C20 – H 40 - 8 (4 insaturações) = 32. Hidrocarbonetos confere apolaridade e carboxila polaridade. A cada 2 C forma 1 Acetil-CoA. CLASSIFICAÇÃO DAS CADEIA DOS HIDROCARBONETOS: Curta: 2-4 carbonos. Média: 6-10 carbonos. Longa: mais de 12 carbonos. A quantidade de carbonos influencia no destino metabólico de cada ácido graxo. A cadeia longa gera mais energia, mas para o metabolismo precisa estar funcionando bem para utiliza-lo. Devemos disponibilizar ácidos graxos menores para indivíduos com dificuldade de metabolizar lipídeos, para serem convertidos em energia mais facilmente. Armazenamento de ácidos graxos maiores nos adipócitos = energia. TAG (triacilglicerol – adquirido pela dieta): 1 glicerol + 3 ácidos graxos (geralmente os maiores para fornecer mais energia para o corpo). Através da VLDL pode levar o TAG no adipócito para ser armazenado. Além disso, o TAG pode disponibilizar o ácido graxo para o músculo. Lipólise forma ácido graxo e glicerol. O glicerol pode formar uma nova glicose através da gliconeogênese hepática. Além disso, o glicerol pode formar o intermediário da glicólise que é sinônimo de via glicolítica (transformação de glicose em piruvato) ou uma nova glicose. Por isso está relacionado com energia. OBS: aminoácidos glicogênicos mistos e lactato são substratos para gliconeogênese, ou seja, podem formar uma nova glicose. ÁCIDOS GRAXOS ESSENCIAIS: São obtidos pela alimentação. Importantes para a fluidez das membranas celulares. Ex: ácido linoleico e linolênico, ambos com 18 carbonos insaturados – o ácido linoleico com 2 insaturações, obtido por fonte vegetais (óleo de soja e milho) e o ácido linolênico com 3 insaturações, obtidos por fontes animais (peixes, ostras) -. - Deficiência de ácidos graxos essenciais (AGE) pode comprometer o metabolismo de eicosanoides. Além disso, poderia ser uma justificativa para comprometimento na formação do tampão plaquetário, mas a deficiência b 34 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec precisa ser bastante expressiva porque o ácido graxo está compondo fosfolipídios que compõe as plaquetas. - os ácidos graxos essenciais são modificados formando o ácido araquidônico que compõe o fosfolipídio. - os anti-inflamatórios são medicamentos que agem inibindo a enzima ciclooxigenase (importante para síntese de prostaglandina que é produtora de muco), deixando a mucosa sensível. - quando o metabolismo precisa, ele metaboliza os fosfolipídios em PAF e tromboxano. LIPOPROTEÍNAS: Lipoproteína é uma combinação de lipídeo (colesterol, TAG, fosfolipídeo, éster de colesterol) e proteína. VLDL se transforma em LDL – forma em que deixa lipídeos, colesterol e ésteres de colesterol nos tecidos extra-hepáticos. Quilomicra (quilomícrons) é a forma que a lipoproteína formada a partir da digestãoque leva o tiacilglicerol. LIPÓLISE: A lipólise no metabolismo precisa de um estímulo. O glucagon é o hormônio que sinaliza para ocorrer a lipólise e liberar ácido graxos e glicerol. IMPORTÂNCIA: Para o desenvolvimento do sistema nervoso, manter a integridade da pele (principal barreira frente a patógenos), formação da retina, formação de mediadores da resposta inflamatória, coagulação sanguínea (eicosanoides), formação de vit.D e manter a fluidez da membrana celular. Estudos mostram que a suplementação de ácidos graxos essenciais durante a gravidez tem como resultadocrianças com Q.I. mais elevado do que as que não tiveram essa suplementação. Além disso, podem ser transferidos pelo aleitamento materno. Ex: paciente que está cursando com infecção leva ao catabolismo porque o lipídeo é sinônimo de mediador da inflamação, então o organismo usa lipídeos para fazer mediadores. DESTINOS METABÓLICOS: O caminho do ácido graxo é oxidar, formar o acetil-CoA que vai ser direcionado em 3 trajetos. Ao todo temos 6 destinos. b 35 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec Ác. Graxo é encaminhado ao catabolismo (beta-oxidação) que leva a formação da acetil-CoA, depois é encaminhada para o ciclo de Krebs para produzir energia na forma de GTP, água e CO2, podem produzir intermediários do metabolismo, transportadores de elétrons e H+. Acetil-CoA pode ser proveniente da beta-oxidação e do metabolismo de carboidratos. Mas a beta-oxidação pode seguir por outro caminho que é a formação de corpos cetônicos que são fontes acessórias de energia que alimentam tecidos e órgãos nobres dependentes de energia. É uma estratégia extra de alguns tecidos para que mantenham suas funções na falta de glicose. É condensado 3 moléculas de acetil-CoA. A beta-oxidação pode formar acetil-CoA que forma colesterol (acetil-CoA se condensa 18 vezes), importante na produção de sais e ácidos biliares (agentes emulsificantes), vitamina D, hormônios, h. esteroides (testosterona, progesterona, aldosterona e cortisol), compor M.P (fosfolipídeos e glicoproteínas – função estrutural)., lipoproteínas (VLDL, LDL, HDL, IDL), precursores de eicosanoides (20) que é um ácido graxo chamado de ácido araquidônico (dá origem a 5 compostos importantes – prostaglandinas, leucotrienos, prostaciclinas -inflamação-, PAF – fator de agregação plaquetária -, e tromboxanos – cascata de coagulação -) e tem parte modificado pelo microbiota intestinal para formar escorias (colestanol/coprostanol). Além do colestanol e coprostanol, uma forma eficiente de eliminar o colesterol é pelos sais e ácidos biliares. Formam o substrato energético que é uma molécula guardada e convertida em energia quando necessário – triacilglicerol (TAG). É a principal reserva energética. Ex de substrato energético: glicogênio e proteólise. Deficiência dos ácidos graxos essenciais: indivíduo fica mais exposto, os processos inflamatórios tendem a ficar lentos, a pele perde a integridade e falta coagulação. VITAMINA D: Metabolismo de regulação de cálcio, fósforo, formação de reservas ósseas e sinalização do material genético ativando vias de sinalização intracelulares ligadas ao comando de DNA (isso é importante na resposta imunológica). Contribui para o processo gestacional – imunidade. ESTRUTURA DO COLESTEROL: Tem 4 anéis fusionados que é chamado de núcleo esteroide. b 36 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec HIPOTIROIDISMO: Pouco hormônio da tireoide, sendo que ele é importante para a regulação do ciclo de Krebs, expressão de enzimas que participam da cadeia respiratória, então, diante disso, tem menor produção energética e mobilização de substratos energéticos. Ex: paciente, 40 anos com ganho de peso e nenhuma outra queixa, cabe a avaliação. Tem hipotiroidismo congênito. RESERVAS ENERGÉTICAS: Glicogênio muscular representa em torno de 0,4 %. Glicogênio hepático 0,2 %. Gordura 85 %. Proteína 14,5 %. Glicogênio tem como prinicipais sítios de armazenamento o fígado e o músculo, mas pode ser encontrado no SN, rim em quatidades menores. OBJETIVO DAS ROTAS: Gordura, glicogênio e proteína são os substratos oxidados para produzir energia no jejum. Rotas oxidativas são catabólicas. A produção de energia pela proteína, lipídeo e carboidrato é o principal objetivo da oxidação, além disso, produz calor para manter a temperatura corporal, e escórias como o CO2 que precisa ser tamponado. Esse tamponamento ocorre principalmente pelo pulmão (químico) e água sendo excretada pela urina, suor e outras secreções. O ATP produzido vai para adenosina trifosfato, sendo que a base nitrogenada vem do metabolismo dos aminoácidos, o fosfato é a molécula sinalizadora e o açúcar da via da pentose. Biomoléculas formando intermediários que é a segunda etapa: Segunda etapa: piruvato perde um CO2 e se transforma em acetil-CoA – dependente da vitamina do complexo B. acetil-CoA é o principal caminho é ser consumida pelo ciclo de Krebs produzindo CO2, transportadores de elétrons, H+ para acionar as cadeias respiratórias, fosforilação oxidativa e produzir água. Os elétrons tem como aceptor final a molécula de água. Condensação de acetil-CoA pode formar ácido graxo. Ácido graxo + glicerol = TAG. Através da VLDL pode levar o TAG no adipócito para ser b 37 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec armazenado. Além disso, o TAG pode disponibilizar o ácido graxo para o músculo. O glicerol forma glicose ou intermediários da via glicolítica. Terceira etapa: intermediários em produtos finais como CO2 e H2O. DIABETES MELLITUS TIPO 1: Quando está descompensado, ou seja, não tem insulina suficiente, ativa o metabolismo do glucagon, estimula a lipólise aumentando a concentração de ácidos graxos livres no plasma. Ácidos graxos são carreados pela albumina até o fígado, beta-oxidou e formou acetil-CoA -> 3 corpos cetônicos (hidroxi- butirato, hidroxi-acetato e cetosa). Quando esses corpos cetônicos são lançados na corrente sanguínea levam a um quadro de cetoacidose. JEJUM PROLONGADO: Através do glicerol forma uma nova glicose. Ou pode pegar o ácido graxo e formar acetil-CoA pela beta-oxidação. Dependendo do tamanho do ácido graxo essa produção pode chgar a 142 ATP. MÚSCULO: A proteína no músculo é essencial para o movimento corporal, tem função estrutural. Também tem proteínas envolvidas na contração, sinalização e função enzimática. b 38 BIOQUÍMICA - Brunele Alves – medicina unec Parte dessa proteína muscular podem ser destinadas a produção de energia, mas em quantidade limitada, cerca de 6kg em um indivíduo de 70kg. PROTEÍNAS: Específicas: prod no fígado. Ex: albumina, fatores de coagulação. A albumina é proteína transportadora (fármacos, ácidos graxos e bilirrubina), é responsável pela manutenção da pressão oncótica, tamponamento, se torna fonte de energia quando necessário. Transportadoras de moléculas apolares pelo bolsão hidrofóbico ou pode se ligar ao aminoácido de carga positiva ou negativa, dependendo do medicamento. Lig ác graxo + albumina: Nos adipócitos tem a reserva de TAG, quando ocorre a lipólise se transforma de ác graxo e glicerol. O ácido graxo se liga a região hidrofóbica da albumina (complexo albumina- ác graxo), assim como outras moléculas de natureza apolar. Com esse transporte, o ác graxo vai ser disponibilizado no músculo. Beta oxida para formar acetil-CoA que alimenta o ciclo de Krebs, depois tem o acionamento de das cadeias respiratórias e fosforilação oxidativa, convertendo em CO2 e água. Quando o ác graxo chega no fígado e forma acetil-CoA, produz corpos cetônicos (único sítio produtor de corpos cetônicos). Hipoalbuminemia: leva a menor transporte de ác. Graxos, menor disponibilidade para serem beta-oxidados no músculo, menor sinalização hormonal (transporte de tiroxina e cortisol) e resposta a fármacos. Quando o paciente está em um quadro de desnutrição também, não tem resíduos de aminoácidos para sintetizar a proteína. Então, o que pode mexer na albumina? Não ter matéria prima, não ter quem produz de forma correta e quem faz a reciclagem dela. A albumina é parâmetro para avaliação renal porque o rim tem função de reciclar. O H+ pode interferir no PH, assim, a albumina pode captar o H+ do meio, evitando acidose, e fazendo a manutenção