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Bioquímica Aplicada Prof. Dra. Gracy Canto Gomes Marcello 2014.2 Ementa Estudo de eventos bioquímicos relacionados a hemácias; hemoglobina; dissociação do oxigênio; porfirinas e porfirias; hemocaterese; metabolismo do ferro; hemostasia; proteínas plasmáticas; equilíbrio ácido-base; equilíbrio hidroeletrolítico; fígado e rins; hormônios (Insulina, cortisol, GH, tireóide e equilíbrio Cálcio e Fósforo); vitaminas. Introdução aos principais distúrbios relacionados a estes eventos bioquímicos e diferenças entre espécies de animais domésticos. Objetivo Compreender os eventos bioquímicos relacionados aos sistemas orgânicos de diferentes espécies em condições normais e em distúrbios patológicos Composição do Sangue Hemácias ou Eritrócitos ◦ Síntese ◦ Estrutura ◦ Metabolismo ◦ Distúrbios Associados Hemácias - Síntese ERITROPOIESE Desenvolvimento embrionário ◦ Saco vitelínico e região AGM (aorta-gonadal- mesonéfrica) Desenvolvimento fetal ◦ SMF (Sistema monocítico fagocitário): Fígado e Baço Animais Adultos ◦ Medula óssea – 2º terço gestacional Matéria-prima: ◦ Proteína e Ácidos graxos – Estrutura de Membrana Plasmática e organelas (hemácias nucleadas) ◦ Ferro – Componente da Hemoglobina ◦ Cobre – Cofator da Ceruloplasmina (liberação do Ferro dos tecidos de reserva para o plasma) ◦ Vitaminas – B6 (Cofator enzimático para produção de hemoglobina), Ácido Fólico e B12 (Síntese de DNA e RNA) ◦ Cobalto – Síntese de vitamina B12 Ruminantes Hemácias - Síntese Estímulo: ◦ Eritropoietina – Produção renal (6 a 8X - 24 a 48h) ◦ Outros hormônios (associados EPO) Andrógenos T3 e T4 GH Hemácias - Síntese Progenitores oligopotentes Progenitores unipotentes Rubriblasto Pró-rubrícito Rubrícito basofílico Rubrícito policromático Rubrícito ortocromático Metarrubrícito Reticulócito Reticulócito Eritrócito Liberação Medular Eritropoietina Hemácias - Estrutura Mamíferos ◦ Hemácias Anucleadas e sem organelas ◦ Discos bicôncavos ◦ Perdem o núcleo na fase de amadurecimento para dar espaço à hemoglobina ◦ Diferença de tamanho entre as espécies ◦ Hemácias elípticas - camelídeos Aves, Répteis, Anfíbios e Peixes ◦ Hemácias nucleadas, elípticas e bicôncavas ◦ Possuem organelas como mitocôndrias e retículo endoplasmático ◦ Metabolismo semelhante ao de uma célula somática Hemácias - Estrutura A – Ave B – Réptil C – Cão D – Lhama E – Cabra F – Peixe Hemácias - Composição Mamíferos e Outros: ◦ 65% - Água ◦ 35% - Sólidos 32% - Hemoglobina 3% - Estroma (Ptn, Fosfolipídeos, colesterol, K, Cl, HCO2, P) Em pouca quantidade: enzimas, glicose e uréia Hemácias - Sobrevida Sobrevida das hemácias de acordo com a espécie Cavalo – 140 a 145 dias Vaca – 130 dias Homem – 120 dias Cão – 100 a 115 dias Gato – 73 dias Camundongo – 43 dias (Fonte: Feldman et al., 2000) Mamíferos ◦ Célula de metabolismo muito simples – Sem núcleo, organelas, DNA e RNA ◦ Precisa de ATP para bomba de Na/K e NADH para evitar a oxidação da hemoglobina ◦ Glicose plasmática Entra na célula sem precisar de insulina Transportador GLUT-1 (ausente nos suínos) ◦ Não metaboliza glicogênio ◦ Não sintetiza glicogênio, aminoácidos e ácidos graxos ◦ Não faz gliconeogênese Metabolismo da Glicose nas Hemácias dos Mamíferos Metabolismo da Glicose nas Hemácias dos Mamíferos Glicose ---HK---> G6P (GLICÓLISE ANAERÓBICA) G6P ◦ Via de Embden-Meyehof (EMP) Via principal – 90% da glicose é metabolizada por esta via Produz 2 lactatos e 2 ATP Enzimas PFK e PK P inorgânico estimula esta via – substrato para o ATP Coenzima NAD essencial na produção de ATP e lactato Lactato é reciclado em glicose no fígado pelo Ciclo de Cori HK = HEXOQUINASE Metabolismo da Glicose nas Hemácias dos Mamíferos ◦ Via das pentoses (PPP) Desvio da via principal - 5 a 13% da glicose é metabolizada por esta via - Não produz ATP Efeito antioxidante protetor Produz NADPH – integridade da MP G6P Desidrogenase Mantém a hemácia funcional por sua meia vida Via 2,3DPG ◦ Desvio da via principal ◦ Não produz ATP ◦ Desvia a 1,3DPG da via EMP para produzir 2,3DPG ◦ Baixas concentrações de 2,3DPG estimulam esta via ◦ Modulador (reduz) da afinidade da hemoglobina pelo oxigênio ◦ Ajuda a liberar o oxigênio da Hb para os tecidos Metabolismo da Glicose nas Hemácias dos Mamíferos Metabolismo nas Hemácias Nucleadas Não está provado se a glicose é a principal fonte energética Respiração aeróbica e ciclo de Krebs Produz mais ATP Não produz Lactato Possivelmente faz gliconeogênese a partir de piruvato e aminoácidos Distúrbios associados ao Metabolismo das Hemácias Deficiência enzimática ◦ Deficiência de PK em cães e gatos Moderada a severa anemia hemolítica ◦ Deficiência de PFK em cães Anemia hemolítica compensada com episódios esporádicos de hemólise intravascular e hemoglobinúria Eritrócitos frágeis à alcalinidade - 2,3DPG diminuído nestas células. Episódios de hemólise intravascular ocorrem na hiperventilação (pH sanguíneo mais alcalino) Distúrbios associados ao Metabolismo das Hemácias Deficiência enzimática ◦ Deficiência G6P Desidrogenase Reduz a atividade da via das Pentoses Produz menos NADPH Suscetibilidade a danos oxidativos endógenos ou exógenos Anemia Hemolítica descrita em equinos ◦ Deficiência de Gamaglutamilcisteína Sintetase em ovinos Reduz a produção de Glutationa reduzida (potente antioxidante) Deixa a hemácia sensível a danos oxidativos Distúrbios associados ao Metabolismo das Hemácias Deficiência de Selênio – Cofator da Glutationa Peroxidase em bovinos ◦ Reduz a produção de Glutationa reduzida (potente antioxidante) ◦ Deixa a hemácia sensível a danos oxidativos Deficiência de Vitamina E ◦ Aumenta a suscetibilidade da hemácia à hemólise peroxidativa ◦ Glutationa reduzida e ácido ascórbico regeneram a Vit. E oxidada Distúrbios Quantitativos das Hemácias ANEMIA POLICITEMIA Anemia Diminuição de He, Hb e/ou Ht abaixo dos parâmetros de normalidade Classificação ◦ Estágios de regeneração Regenerativa Arregenerativa ou Não-regenerativa ◦ Morfologia Normocítica, Macrocítica ou Microcítica Normocrômica ou Hipocrômica Anemia – Causas Regenerativas Anemia Hemorrágica ◦ Aguda Perda de plasma e He em proporções iguais Algumas horas depois: Reposição da volemia, diluição das He: Anemia Resposta medular (Policromasia e reticulocitose): 24 a 48h ◦ Crônica Perda de He sem hipovolemia Perda externa – Diminuição dos estoques de Fe Normocítica / Normocrômica Microcítica / Normocrômica Microcítica / Hipocrômica Perda interna – Reciclagem dos estoques de Fe Normocítica / Normocrômica HIPOPROTEINEMIA Anemia – Causas Regenerativas Anemia Hemolítica ◦ Intravascular – Hb livre no plasma Hemoglobinemia, hemoglobinúria Icterícia Lesão Renal Azul de Metileno, Cebola, Acidentes Ofídicos, AHIM ◦ Extravascular Eritrofagocitose nos órgãos do SMF Icterícia AHIM, Parasitas sanguíneos (Mycoplasma haemofelis, Anaplasma marginale, Babesia sp., Anaplasma platys, Ehrlichiasp.) Anemia – Causas Arregenerativas Carenciais (Medula Hiperproliferativa) – Falta de substrato para a produção de hemácias, como proteínas, minerais e vitaminas. ◦ Distúrbios na síntese de ácidos nucléicos Deficiência Vitamina B12 e ácido fólico ◦ Distúrbios na síntese do radical Heme Deficiência de ferro (anemia ferropriva) Normocítica / Normocrômica Microcítica / Normocrômica Microcítica / Hipocrômica Deficiência de cobre Anemia – Causas Arregenerativas Aplásicas ou hipoplásicas (Medula Hipoproliferativa) – Diminuição da atividade hematopoiética ◦ Depressão seletiva da linhagem eritróide (Eritropoiese) Deficiência de Eritropoietina (Insuficiência Renal ) Endocrinopatias (Hipotireoidismo, hipoadreno, hiperestrogenismo) Anemia da Inflamação – Guardar Fe – Indisponibilizar para bactérias disponibilidade do ferro, vida média das hemácias circulantes, refratariedade à Epo, absorção intestinal de ferro Hepatopatias – Síntese de proteínas e colesterol Anemia – Causas Arregenerativas Aplásicas ou hipoplásicas (Medula Hipoproliferativa) – Diminuição da atividade hematopoiética ◦ Depressão total das três linhagens (Hematopoiese) Agentes citotóxicos – Quimioterápicos (Vincristina, Lomustina), Griseofulvina Radiação – Acidentes nucleares Agentes Infecciosos – FIV, FeLV, Ehrlichiose Mieloftise (neoplasia hematopoiética) Doenças mieloproliferativas Doenças linfoproliferativas Mielofibrose (cicatriz) Policitemia (Eritrocitose) Aumento de He, Hb e/ou Ht acima dos parâmetros de normalidade Classificação ◦ Absoluta Primária – Policitemia vera (doença mieloproliferativa independente de EPO) Secundárias Resposta à hipóxia (cardiopatas, pneumonias) Neoplasia Renal com produção de EPO ◦ Relativas Contração esplênica Desidratação – hiperproteinemia concomitante FIM
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