Bioquímica do Sangue Enfermagem 2015 Prof Wagner

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Bioquímica do Sangue - Enfermagem
Prof. Dr. Wagner Montor
(wagner.santacasa@gmail.com)
Departamento de Ciências Fisiológicas
Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo
O Sangue
Funções
 distribuição de nutrientes
 transporte de gases (O2, CO2)
 transporte de metabólitos
 transporte de hormônios
 transporte de fármacos
 regulação da temperatura
 imunidade
 coagulação
 equilíbrio ácido-básico
Diferença entre Soro e Plasma
O soro é obtido a partir do sangue total, quando este é colhido sem anticoagulante e centrifugado. Forma-se um coágulo no fundo do tubo, contendo células envoltas em uma malha de fibrina. Toda a parte líquida é o soro, que não tem fibrinogênio, porque este virou fibrina.
SORO
O plasma é obtido quando o sangue total é colhido na presença de anticoagulante, impedindo a formação de coágulo. As células se depositam por densidade e a parte líquida é o plasma, contendo fibrinogênio.
PLASMA
Proporção Entre Plasma e Células
A região que contem os glóbulos brancos é chamada de buffy coat, ou creme leucocitário
 Água 90%
 Proteínas 6-8 % (70-75g/L)
 Eletrólitos (Na+, K+, Ca2+ Cl-) 1%
 Nutrientes (glicose, aminoácidos,…)
 Hormônios (cortisol, tiroxina,….)
 Excretas (uréia, ácido úrico,….)
- Gases sanguíneos (CO2, O2)
Composição do Plasma
Proteínas do Plasma
	- albumina
	- proteínas de fase aguda
	- anticorpos
	- sistema complemento
	- fatores de coagulação
Abordado nas aulas
Bioquímica do Sistema Imune
Bioquímica da Coagulação
Composição do Sangue/Plasma
Distribuição por Intervalo de Referência
massa
número de
moléculas 
albumina
Albumina
 Corresponde a 50% do total de proteínas plasmáticas. Sintetizada no fígado, apresenta t1/2 de ~20 dias e taxa de produção ~12g/dia.
 75% responsável pela pressão oncótica do sangue. 
 Está presente também no espaço extravascular e circula do espaço intravascular para este, dependendo da permeabilidade vascular e pressão hidrostática (índice de escape transcapilar)
 Transportador de moléculas hidrofóbicas e ácidas
7
7
Pressão Osmótica Exercida pela Albumina
Razões da Pressão Osmótica
- Assim como em qualquer membrana semi-permeável, a água passa constantemente de dentro para fora do vaso e de fora para dentro. 
- A presença de um soluto em maior concentração de um dos lados, retém esta água porque dificulta a passagem desta para o lado que tem menos soluto por dois motivos:
a) Ao haver choque da água com o soluto (tudo está em movimento constante), do lado com mais soluto, diminui a chance de choque da água com a membrana, choque que seria necessário para a travessia. Podemos dizer que a presença de soluto diminui a superfície de contato água/membrana.
b) O soluto é solvatado, logo parte da água já fica retida na forma de água de solvatação.
Conclusão: a água passa o tempo todo para os dois lados, mas do lado que tem mais soluto, fica mais água, no equilíbrio
Água
Soluto
Osmose
A
B
Existe fluxo constante de água, de A para B e de B para A, mas a probabilidade de passagem de água de A para B é maior do que de B para A, pois o soluto em B dificulta a passagem da água para A, porque a prende como água de solvatação deste soluto, além do que o soluto funciona como uma barreira mecânica que diminui os choques entre a água e a membrana do lado B, por haver choque entre a água e o soluto 
M
M: membrana semi-permeável. Permeável à água, mas impermeável ao soluto 
9
Albumina e o Equilíbrio de Starling
leito capilar
arteríola
vênula
fluxo 
sangue
filtração
absorção
fluido
intersticial
As resistências pré-capilares e pós-capilares são diferentes, de modo que a pressão hidrostática é maior no leito arterial do que no venoso
Albumina e o Equilíbrio de Starling
Observe no gráfico que embora a pressão oncótica seja a mesma do lado arterial e do lado venoso, pois apenas depende das proteínas “dissolvidas” no plasma, a pressão hidrostática (pressão sanguínea) diminui, fazendo com que haja absorção do lado venoso
A pressão oncótica (osmótica) promovida pela concentração de albumina (principalmente), faz com que água fique retida nos vasos. A pressão hidrostática faz com que água seja perdida para o interstício
Albumina e o Equilíbrio de Starling
- Por que um indivíduo desnutrido apresenta edema de membros inferiores?
- Por que um indivíduo com insuficiência hepática apresenta edema de membros inferiores?
- Por que imediatamente após um treino de musculação, os músculos estão maiores, mas “murcham” com o passar das horas?
- Por que quando um indivíduo está hipotenso, por uma hemorragia severa, repor volume utilizando soro fisiológico pode não ser adequado?
- Por que um indivíduo com síndrome nefrótica apresenta edema de membros inferiores?
HIPOALBUMINEMIA
Albumina
Transporte de fármacos, hormônios e demais moléculas ácidas
- Note que a curva de fenilbutazona (antiinflamatório) ligada vai atingindo um plateau, pois os sítios de ligação desta à albumina vão se esgotando, enquanto a concentração da livre passa a apresentar uma taxa de elevação maior, a partir dos 800umol/L, quando já não há mais sítios disponíveis.
- Apenas o fármaco livre apresenta ação farmacológica. Conforme a livre vai sendo eliminada (metabolização e excreção), mais da ligada vai sendo liberada no plasma.
- Para um paciente com hipoalbuminemia, uma dose padrão pode representar uma overdose. É comum menores concentrações de albumina entre os idosos
Albumina
Interação Medicamentosa
Diversos fármacos são encontrados no plasma ligados à albumina, especialmente os de caráter ácido
A interação entre os fármacos e a albumina é reversível e se estabelece um equilíbrio entre o fármaco ligado (bound) e o livre (free)
Diferentes fármacos apresentam diferentes intensidades de associação à albumina, alguns apresentando maior afinidade e outros menor
Ao administrar dois fármacos diferentes que se ligam à albumina, haverá competição pelo sítio de ligação
O fármaco que apresenta maior afinidade pela albumina tende a deslocar aquele que se liga com menor intensidade
Esta situação pode gerar uma overdose do fármaco que se liga com menor intensidade
Warfarina (anticoagulante) se liga à albumina e AAS (antiinflamatório) também. AAS desloca a warfarina, deixando esta livre, aumentando sua dose efetiva, podendo provocar quadro hemorrágico
Hemoglobinas
Hemoglobinopatias
Funções da Hemoglobina
Transporte dos gases 
O2, CO2
Tamponamento do Sangue (pH)
Por que um Sistema de Transporte?
Obter oxigênio diretamente da atmosfera, por difusão limitaria o tamanho dos seres humanos
A existência do sistema circulatório, permite que o oxigênio da periferia seja levado a todos os tecidos
Porém, como o oxigênio é muito pouco solúvel no sangue, a quantidade dissolvida não seria suficiente e um transportador se faz necessário
O transportador é a hemoglobina das hemácias
Hemoglobina (Hb)
Formada por 4 cadeias polipeptídicas, sempre repetidas 2 a 2, de acordo com a fase da vida (adulto, feto, embrião)
Cada cadeia contem um grupo heme, como grupo prostético, onde se liga o oxigênio, de forma cooperativa (a ligação do primeiro oxigênio ao primeiro dos 4 hemes, facilita a ligação do próximo, fenômeno que se repete até a ligação do quarto)
O oposto também é válido. O desligamento de um oxigênio facilita o desligamento dos outros
A HbA2 representa apenas 2% da Hb dos adultos
NÃO Confunda!!!
hemácia
eritrócito
glóbulo vermelho
red cell
RBC
globina
cadeia de globina
polipepetídeo
Mb ou parte da Hb
(α,β,ε,ζ,δ,γ)
heme
grupo heme
grupo prostético
hemoglobina
Hb
(4 hemes e 4 globinas)
O heme está ligado à globina e este conjunto chamado hemoglobina existe em abundância nas hemácias. Cada hemácia contem uma quantidade enorme de hemoglobinas (CHCM)
CHCM: Concentração de Hemoblogina Corpuscular Média
A mioglobina (uma globina e heme) existe nas células musculares
Cadeias formadoras de Hemoglobina
Note que após o nascimento
diminui a produção da cadeia gama e aumenta a produção da cadeia beta.
ζ = zeta; ε = epsilon
O Grupo Prostético Heme
Este grupo prostético é uma estrutura hidrofóbica, não peptídica, correspondendo à protoporfirina IX, com um átomo de ferro no centro. Se encontra em uma região hidrofóbica de cada cadeia polipeptídica tanto da hemoglobina, quanto da mioglobina e faz cerca de 80 interações com a cadeia polipeptídica, envolvendo 18 resíduos de aminoácidos. A maior parte das interações é “hidrofóbica”, porém as cadeias de propionato, negativas, interagem com resíduos de arginina e histidina da hemoglobina. Note que o conjunto de aneis formam uma estrutura planar aromática e o oxigênio se liga perpendicular a este plano
Curvas de Dissociação de Oxigênio
Y pode ser interpretado como a porcentagem de saturação de mioglobina ou hemoglobina com oxigênio
p50 é a pressão parcial de oxigênio que leva à 50% de saturação. A p50 é 1torr para Mb e 26torr para Hb
Pode-se notar que a afinidade de oxigênio pela Mb (mioglobina) é bem maior do que pela Hb, pois em 20 torr Mb já está saturada e Hb ainda não está nem nos 50% de saturação
A cooperatividade torna a curva de saturação de hemoglobina sigmoidal, enquanto a da mioglobina é hiperbólica.
Mb está presente nos músculos esqueléticos e cardíaco
Cooperatividade
A cada molécula de O2 que se liga à Hb, a afinidade de Hb por O2 aumenta
A afinidade de ligação do quarto oxigênio é 300 vezes maior do que a afinidade de ligação do primeiro
Este fenômeno pode ser entendido como um tipo de alosteria, pois a ligação do oxigênio em um sítio específico da molécula, modifica a afinidade desta por outro oxigênio em outro sítio
É a cooperatividade que faz com que a curva de dissociação da Hb seja sigmoidal e não hiperbólica como a da Mb
A Mb seria um péssimo liberador de O2 para os tecidos. Ela é funcional para receber O2 da Hb. Nos músculos a liberação de O2 pela Mb acontece sob demanda
Mecanismo Clássico de Troca Gasosa
De maneira simplificada, como se ve na figura ao lado, podemos dizer que a Hb leva o oxigênio dos pulmões aos tecidos e o gás carbônico dos tecidos aos pulmões. 
Isto é verdadeiro, e estes gases entram e saem das hemácias por difusão simples, apenas devido à diferença de pressão parcial destes nos dois ambientes em questão: pulmões e tecidos
No entanto, embora o CO2 possa ser transportado ligado à hemoglobina, na forma de carbaminohemoglobina, este não é o principal mecanismo do seu transporte
Hemoglobinopatias
Doenças genéticas que provocam alterações da hemoglobina são chamadas de hemoglobinopatias. 
Aqui vamos estudar duas delas:
Anemia Falciforme
Talassemias
 gene da -globina (normal) - 5'... CCT GAG GAG ...3' 
Hemoglobina A Val-His-Leu-Tre-Pro-Glu-Glu-Lis-
(hemoglobina normal)
 gene da -globina (mutado)
Hemoglobina S - 5'... CCT GTG GAG ...3' 
Hemoglobina S Val-His-Leu-Tre-Pro-Val-Glu-Lis-
A troca de um aa na sequência primária da β-globina, devido a uma mutação gênica, altera sua carga líquida 
Anemia Falciforme
26
26
 
Patofisiologia
 Anemia Falciforme
Uma mutação pontual transforma a HbA em HbS, por alteração do gene da β-globina. Apenas em hipóxia, HbS polimeriza e forma fibras que distorcem os eritrócitos, que perdem a flexibilidade para passar pelos capilares sanguíneos, obstruindo estes, gerando mais hipóxia e microinfartos, resultando em dor severa
O tratamento é feito pelo uso de hidroxiuréia, que aumenta a circulação de HbF, transfusões regulares, analgésicos,....
Nos EUA é a doença hereditária do sangue mais comum, afetando 1 a cada 500 nascidos vivos entre os afroamericanos (vantagem evolutiva em região endêmica para malária)
A sobrevida média de um eritrócito falciforme é de 20 dias, ou seja, 100 a menos do que o normal, levando à anemia e alterações ósseas, por hiperplasia medular compensatória.
Pode haver sobrecarga de ferro (hemossiderose)
Talassemia
Talassemia significa anemia do mar, do mar mediterrâneo, já que thalassa é mar em grego. É uma doença genética hereditária que acomete principalmente os povos do mediterrâneo
A patofisiologia é quantidade insuficiente ou ausente de cadeia alfa ou beta. Nos defeitos de beta, temos a beta-talassemia, mais comum no Brasil
Na insuficiência de cadeias beta, as cadeias alfa precipitam e levam os precursores da série vermelha à morte
A manifestação homozigótica é chamada de major e é tratada com transfusões sanguíneas aproximadamente mensais, o que leva à hemossiderose se não for feito tratamento com quelantes
A forma heterozigótica é chamada de minor e pode ser subclínica, dependendo do tipo de mutação
São muitas mutações descritas e as manifestações clínicas são diferentes
A patofisiologia é um desequilíbrio na proporção globina alfa e globina beta.
Oxímetros
O oxímetro mede a saturação de Hb com O2 (SatO2) de forma não invasiva. Basta instalar o dispositivo em uma extremidade translúcida (dedo ou orelha) e vai haver emissão e avaliação da fração absorvida a 660nm (visível) e 910nm (infravermelho). Nestes comprimentos de onda, é possível diferenciar HbO2 (oxihemoglobina) de HHb (desoxihemoglobina). Ele mede junto a pulsação e esta é necessária, para eliminar interferentes. Apenas quando os vasos expandem (batimento cardíaco), SatO2 é considerada, pois é quando o maior volume de sangue arterial está passando. A medida nos intervalos desta expansão é subtraída, logo interferentes como absorção por tecidos ou esmalte, não influenciam e sabe-se que a absorção observada foi do sangue
Oxímetros
SatO2
No hospital, especialmente em UTI, um dos parâmetros constantemente monitorados é a SatO2. Problemas respiratórios e circulatórios, entre outros, podem afetar a SatO2, que deve ser em torno de 95 – 100% para indivíduos saudáveis
Hemoglobina glicosilada (glicada) - HbA1c
Sob condições fisiológicas, de maneira lenta e não enzimática, a hemoglobina adulta é convertida em hemoglobina glicada
Na HbA1c encontramos moléculas de glicose ligadas aos grupos –NH2 de valinas aminoterminais da cadeia de globina β
Os eritrócitos perduram 120 dias na circulação e apenas em indivíduos que ficaram expostos a glicemias mais altas por um maior período de tempo, ocorre esta glicação da Hb, logo trata-se de um método para avaliar se a glicemia flutuou acima do normal por um período de tempo, complementando o dado pontual que é obtida na determinação da glicemia de jejum
Em glicemias elevadas, outras proteínas são glicadas, colaborando para o processo patológico do diabetes, mas a avaliação é feita na Hb
Hemoglobina glicosilada (glicada) - HbA1c