Resumo Modulo 2 Bioquimica 2 - Metabolismo do ferro/Bioquimica do sangue/Equilibrio ácido-base/Detoxificação hepática

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Ramona Widmer 
Biomedicina 2017.1 
3º período 
 
 
 
 
 
 
RESUMO 
BIOQUÍMICA 2 
MODULO 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BIOQUÍMICA DO SANGUE 
 
ELEMENTOS FIGURADOS: 
1. Hemácias: células anucleadas, bicôncavas, com função de transporte de gases através da Hb. São 
formadas a partir de células tronco precursoras (hemocitoblastos). No processo de maturação, a célula 
tronco produz células filhas que produzem grandes quantidades de hemoglobina, perdendo em seguida suas 
organelas intracelulares. Vivem por 120 dias e carregam a Hb dissolvida no citosol em [ ] muito alta. 
2. Leucócitos: células nucleadas produzidas na medula com função imunológica, sendo subdivida em tipos: 
neutrófilo bastão, neutrófilo segmentado, linfócito, monócito, eosinófilo. 
3. Plaquetas: fragmentos de células sanguíneas produzidas na medula óssea e que atuam na formação de 
coágulos de sangue para impedir uma hemorragia sempre que houver necessidade. 
PLASMA 
Corresponde a porção solúvel do sangue contendo proteínas (soroalbumina, fibrinogênio, Ig), sais minerais, 
glicose, AA, vitaminas e hormônios. Presença de fibrinogênio (c/ anticoagulante). 
SORO 
É a parte líquida obtida do sangue coagulado, em que o fibrinogênio participou da coagulação sanguínea. 
Ausência de fibrinogênio (s/ anticoagulante). 
 
PROTEÍNAS PLASMÁTICAS 
As proteínas estão presentes em todos os fluidos do corpo. Elas são analisadas com a finalidade de auxiliar 
diagnósticos. Existem mais de 100 proteínas diferentes com função fisiológica conhecida no plasma. 
 
 
 
PROTEÍNAS DE FASE AGUDA 
Essas proteínas sofrem modificação em situação de inflamação. 
 
 
 
 
 
 
 
HEMOGLOBINA 
1. Função: transportador de O2 em hemácias de vertebrados. 
2. Estrutura: tetrâmero com 2 cadeias α e 2 cadeias β. A estrutura quaternária da Hb caracteriza interações 
fortes entre as subunidades diferentes. As interações hidrofóbicas predominam em todas as interfaces, mas 
existem também muitas ligações de H e alguns pares iônicos (pontes salinas). 
3. Subunidades: cadeia polipeptídica formada pela globina e grupo prostético (cofator) representado pelo 
grupo Heme. 
 
GLOBINAS 
São uma ampla família de proteínas com estruturas primária e terciária semelhantes. A maioria atua no 
armazenamento ou transporte de O2; algumas tem papel de sensores de O2, NO ou CO. 
1. Mioglobina: monomérica, ela facilita a difusão do sangue no 
tecido muscular, sendo abundante nos mamíferos marinhos, uma 
vez que é responsável pelo armazenamento de O2 em mergulhos 
prolongados. 
2. Hemoglobina: tetramérica, ela é responsável pelo transporte de 
O2 na corrente sanguínea. 
3. Neuroglobina: monomérica, ela é expressa em neurônios e 
ajuda a proteger o cérebro da hipóxia ou da isquemia. 
4. Citoglobina: monomérica, ela é encontrada em altos níveis em 
uma gama de tecidos e tem função desconhecida. 
Os genes das globinas estão localizados nos cromossomos 11 (β) 
e 16 (α). 
 
OXIGÊNIO LIGADO AO GRUPO HEME 
 Nenhuma cadeia lateral dos AA das proteínas é adaptada para a ligação reversível de moléculas de 
O2. Essa função é exercida por determinados metais de transição como o cobre e o ferro, que apresentam 
forte tendência para ligar O2. 
 O ferro livre promove a formação de espécies de O2 altamente 
reativas como a OH que podem danificar o DNA e outras macromoléculas. 
Por isso, o ferro usado nas células está ligado em formas que o sequestram 
e/ou o tornam menos reativo. 
 O ferro é incorporado em um grupo prostético (composto associado 
permanentemente a uma proteína, que contribui para a sua função) chamado 
heme, ligado à proteína. O heme consiste em uma complexa estrutura 
orgânica em anel, protoporfirina, à qual se liga a um único átomo de ferro no 
estado ferroso (Fe2+). Esse átomo de Fe tem 6 ligações de coordenação, 4 
delas com átomos de N que fazem parte do sistema plano do anel de 
porfirina e 2 perpendiculares à porfirina. Os átomos de N coordenados 
ajudam a prevenir a conversão do ferro do heme para o estado férrico (Fe3+). 
 Moléculas de heme livres (não ligadas a proteína) deixam o Fe2+ com duas ligações de coordenação 
“abertas”. A reação simultânea de uma molécula de O2 com duas moléculas de heme livres pode resultar em 
uma conversão irreversível de Fe2+ em Fe3+. Nas proteínas que contêm heme, essa reação é impedida pelo 
sequestro do heme no interior da estrutura da proteína, ficando restrito o acesso às duas ligações de 
coordenação abertas. Uma delas é ocupada pelo N da cadeia lateral de um resíduo de histidina e a outra é o 
sítio de ligação do O2. Quando o O2 se liga, as propriedades eletrônicas do Fe são alteradas e ocorre a 
mudança na cor do sangue. 
 
 
HEMOGLOBINA TRANSPORTANDO O2 NO SANGUE 
 A Hb com suas múltiplas subunidades e sítios de ligação para o O2, é mais adequada para o 
transporte do O2. As interações entre as subunidades de uma proteína multimérica permitem uma resposta 
altamente sensível a pequenas alterações na [ ] do ligante. As interações entre as subunidades da Hb causam 
mudanças conformacionais que alteram a finidade da proteína pelo O2. 
 A Mb é relativamente insensível a pequenas alterações na [O2] dissolvido, funcionando bem como 
proteína de armazenamento de O2. 
MUDANÇAS ESTRUTURAIS NA HEMOGLOBINA 
 A Hb apresenta um estado R (relaxado) e um estado T (tenso), sendo o O2 mais afim pela Hb no 
estado R. Quando o O2 não está presente, o estado T é mais estável, sendo a desoxiemoglobina a 
conformação predominante. 
 A ligação do O2 a subunidade da Hb no estado T desencadeia uma mudança na conformação para o 
estado R. Quando toda a proteína sofre essa transição, a estrutura das subunidades individuais se altera 
pouco, mas os pares de subunidade αβ deslizam um sobre o outro e sofrem rotação, estreitando o bolsão 
entre as subunidades β. A transição TR é desencadeada por mudanças na posição de cadeias laterais de 
AA-chave que circundam heme. 
 
COOPERATIVIDADE 
 A Hb deve se ligar com eficiência ao O2 nos pulmões (↑pO2) 
e libera-lo nos tecidos (↓pO2). 
 A proteínas que se liga ao O2 com alta afinidade capta O2 de 
maneira eficiente nos pulmões, mas não libera muito nos tecidos, 
enquanto a proteína que se liga ao O2 com afinidade suficientemente 
baixa para liberá-lo nos tecidos, não capta muito nos pulmões. A Hb 
resolve isso passando por uma transição de um estado de baixa 
afinidade (estado T) para um de alta afinidade (estado R) à medida 
que mais moléculas de O2 vão sendo ligadas. 
 A primeira molécula de O2 que interage com a HHb+ o faz 
fracamente, pois se liga a uma subunidade no estado T. Sua ligação 
leva a mudanças conformacionais transferidas às subunidades 
adjacentes, facilitando a ligação de moléculas adicionais de O2. 
*Proteína alostérica: a interação com um ligante em um sitio 
afeta as propriedades de ligação de outro sítio na mesma 
proteína, ou seja, tem outras conformações induzidas pela 
interação com ligantes/moduladores. 
*Homotrópica: quando o ligante normal e o modulador são 
idênticos. 
*Heterotrópica: quando o modulador é uma molécula 
diferente do ligante normal. 
 O CO interage 250x melhor com a proteína do que o 
O2 e a exposição humana ao CO pode ter consequências 
trágicas. 
 
MODELOS PARA A COOPERATIVIDADE 
1. Modelo MWC/Modelo combinado: presume que as 
subunidades de uma proteína de ligação cooperativa são 
funcionalmente idênticas, que cada subunidade pode existir 
em (pelo menos) duas conformações, e que todas as 
subunidades sofrem transição de uma conformação para a 
outra simultaneamente. Nesse modelo, nenhuma proteína 
tem subunidade em conformações diferentes, estando as 
duas em equilíbrio. O ligante pode interagir com ambas as 
conformações, mas interagecom cada uma com afinidade 
diferente. A interação sucessiva das moléculas do ligante à conformação de baixa afinidade (estado T) torna 
mais provável a transição para a conformação de alta afinidade (estado R). 
 
 
2. Modelo sequencial: a interação com o ligante pode 
induzir uma mudança de conformação em uma 
subunidade individual. Essa mudança provoca uma 
alteração similar em uma subunidade adjacente, sendo 
mais provável a interação de uma segunda molécula do 
ligante. 
 
 
 
 
 
HEMOGLOBINA TRANSPORTANDO H+ E CO2 
 A Hb transporta dois produtos finais da respiração celular 
(H+ e CO2) dos tecidos para os pulmões e para os rins, onde são 
excretados. O CO2 produzido pela oxidação dos combustíveis 
orgânicos na mitocôndria, é hidratado e forma bicarbonato. Essa 
reação é catalisada pela anidrase carbônica (abundante nos 
eritrócitos). O CO2 não é muito solúvel em solução aquosa, podendo 
formar bolhas nos tecidos e no sangue se ele não for convertido em 
bicarbonato. A hidratação do CO2 resulta em um aumento na [H+] 
nos tecidos e consequente redução de pH. 
1.Efeito Bohr: tendência do O2 de deixar a corrente 
sanguínea quando ↑[CO2]. Essa tendência facilita a 
liberação de O2 da Hb para os tecidos e ↑[O2] para 
hematose. 
 *Tecidos periféricos: ↓pH e ↑[CO2] = ↓afinidade da 
Hb pelo O2 quando o H+ e o CO2 se ligam e o O2 é liberado 
para os tecidos. 
 *Capilares do pulmão: ↓[CO2] e ↑pH = ↑afinidade 
da Hb pelo O2 e a proteína se liga a mais O2 para transportar 
para os tecidos periféricos. 
 
2.Efeito Haldane: tendência do CO2 de deixar o sangue 
conforme ↑saturação da Hb pelo O2. 
 
 O O2 e o H+ não se ligam no mesmo sítio na Hb. O O2 se liga 
ao átomo de Fe do heme, enquanto o H+ se liga a qualquer um 
dos vários resíduos de AA na proteína. Já o CO2 se liga como 
grupo carbamato ao grupo α-amino da extremidade 
aminoterminal de cada cadeia de globina, formando 
carbaminoemoglobina. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2,3- BIFOSFOGLICERATO 
 A interação do BPG com as moléculas de Hb aprimora a 
função desta, sendo um exemplo de modulação alostérica 
heterotípica. O BPG está presente em concentração relativamente 
alta nos eritrócitos e reduz muito a afinidade da Hb pelo O2. 
 O BPG liga-se a um sítio distante do sitio de ligação do O2 
e regula a afinidade do O2 pela Hb em relação a pO2 nos pulmões, 
sendo importante na adaptação fisiológica a pO2 mais baixa nas 
grandes altitudes. Nessas situações, a liberação de O2 para os 
tecidos é reduzida e após poucas horas na maior altitude, a [BPG] 
no sangue começa a aumentar, levando a uma redução da afinidade 
da Hb pelo O2. Esse ajuste no nível de BPG tem somente um 
pequeno efeito na ligação do O2 nos pulmões, mas seu efeito é 
considerável na liberação do O2 nos tecidos. A liberação do O2 para 
os tecidos é restaurada para cerca de 40% do O2 que pode ser 
transportado pelo sangue. A [BPG] também aumenta em pessoas 
que sofrem hipóxia (redução da oxigenação dos tecidos periféricos devido 
ao mal funcionamento dos pulmões ou do sistema circulatório). 
 Ao contrário do O2, somente uma molécula de BPG se liga a cada 
tetrâmero da Hb. O BPG reduz a afinidade da Hb pelo O2 porque estabiliza 
o estado T. A transição ao estado R estreita o bolsão de ligação para BPG, 
impedindo a ligação. Na ausência de BPG, a Hb é convertida facilmente ao 
estado R. 
 Como o feto precisa captar O2 do sangue da mãe, a Hbf precisa ter 
maior afinidade pelo O2 do que a Hb materna. O feto sintetiza subunidades 
γ em vez de β, formando a Hb α2γ2. Esse tetrâmero tem uma afinidade 
muito mais baixa ao BPG do que a HbA normal, tendo uma afinidade mais 
alta pelo O2. 
 
ANEMIA FALCIFORME 
 É uma doença genética causada pela substituição de um único AA (Glu por Val) nas cadeias β da Hb. 
A mudança gera uma região hidrofóbica na superfície da Hb que causa agregação das moléculas em feixes 
de fibras. Essa condição homozigota resulta em graves complicações médicas. 
 
 
 
 
ESPÉCIES REATIVAS DO O2 
Formadas pela alteração na posição dos elétrons da molécula de O2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
METABOLISMO DO FERRO 
 
 O ferro é um mineral vital para a homeostase celular, que tem como funções: transporte de oxigênio, 
síntese de DNA, metabolismo energético, cofator (enzimas da cadeia respiratória mitocondrial e fixação 
do N), síntese de Hb (eritroblastos), Mb (músculos) e citocromos (fígado). 
 
1. Deficiência de ferro: anemia. 
2. Acúmulo ou excesso de ferro: o ferro livre promove a síntese de espécies reativas de O2 que são tóxicas 
e lesam proteínas, lipídeos e DNA. 
 
AQUISIÇÃO DE FERRO 
 O ferro utilizado pelo organismo é obtido de duas fontes principais: dieta e reciclagem de hemácias 
senescentes. 
 
 
Absorção intestinal 
 De 1-2 mg de Fe são absorvidos por dia pelo epitélio 
duodenal (vilosidades  aumentar área de absorção). O 
Fe2+/íon ferroso (orgânico) é melhor absorvido do que o 
Fe3+/íon férrico (inorgânico). Alguns fatores favorecem a 
absorção intestinal: acidez, presença de agentes 
solubilizantes (açúcares). 
 A quantidade de Fe absorvida é regulada pela 
necessidade do organismo. Em situações em que há falta de 
Fe ou aumento da necessidade (gravidez, puberdade ou 
hemólise), há uma maior absorção de Fe. Para responder a 
essa maior demanda, há uma maior expressão das proteínas 
envolvidas nesse processo, como a proteína transportadora de 
metal divalente (DMT-1) e a ferroportina (FPT). 
 Para exercer sua função, a DMT-1 necessita que o Fe 
tenha sido convertido de Fe3+ para Fe2+, o que é mediado 
pela redutase citocromo b duodenal (Dcytb). A internalização 
do Fe heme da dieta é feita pela proteína transportadora do 
heme-1 (HCP1). A hipóxia induz a síntese da HCP1, facilitando 
a captação de heme quando há maior necessidade do 
organismo. 
 No interior da célula, o Fe é liberado da protoporfirina pela heme oxigenase. Após o ferro ser liberado, 
fará parte do mesmo pool de Fe não heme, sendo armazenado na forma de ferritina ou liberado do enterócito 
para o sangue. 
 O principal exportador do ferro da célula para o plasma é a FPT. A expressão do mRNA da FPT está 
aumentada na deficiência de ferro e hipóxia. Como a DMT-1, a FPT também é seletiva para o ferro na forma 
Fe2+. 
 Como a transferrina sérica tem grande afinidade pelo Fe na forma férrica, o Fe2+ externalizado pela 
FPT deve ser oxidado pela Fe3+. A hefaestina é responsável por essa conversão. Mutações que inativam a 
FPT ou a hefaestina levam ao prejuízo na absorção e acumulo de Fe no enterócito e nos macrófagos. 
 
 
 A proteína da hemocromatose (HFE) está fortemente relacionada com a regulação da absorção 
intestinal do Fe, interagindo com o receptor da transferrina (TfR) e detectando o seu grau de saturação, 
sinalizando para o enterócito se há se há maior ou menor necessidade de absorção do Fe na luz intestinal. 
Indivíduos com mutação no gene da HFE apresentam hemocromatose, caracterizada pelo acúmulo de Fe no 
organismo decorrente da contínua absorção de Fe pelo intestino. 
 
Reciclagem do ferro pelos macrófagos 
 Macrófagos do baço e da medula óssea e células de Kupffer no fígado reconhecem modificações 
bioquímicas na membrana da hemácia senescente que sinalizam para que o macrófago elimine essas células. 
Após a interação de receptores específicos nos macrófagos com as hemácias, inicia-se o processo de 
fagocitose, seguido da degradação dos componentes da hemácia. O catabolismo do Heme envolve enzimas 
como: NADPH-citocromo C redutase, HO e biliverdina redutase e tem como produtos: CO, Fe e 
bilirrubina. 
1. Cadeia globínica: seus AA serão reciclados e aproveitados na síntese de novasproteínas. 
2. Fe2+: pode ser estocado no próprio macrófago na forma de ferritina ou ser exportado pela FPT. Após ser 
exportado pela FPT, o Fe2+ será oxidado pela ceruloplasmina, sintetizada no fígado. O Fe3+ será 
transportado pela transferrina até os locais onde será reutilizado (medula óssea  hemoglobinização de 
novos eritrócitos). 
 
Transporte e captação do ferro pelas células 
 O ferro é transportado no plasma pela transferrina (Tf). Além de solubilizar o Fe, a Tf atenua sua 
reatividade e facilita a sua liberação para as células. 
 Quando a capacidade de ligação da Tf está totalmente saturada, o Fe pode circular livremente pelo 
soro, na forma não ligada a Tf, que é facilmente internalizada pela célula, contribuindo para o dano celular 
nos casos de sobrecarga de Fe. 
 Quando complexado à Tf, a internalização do Fe é iniciada pela ligação desse complexo a um receptor 
específico (TfR) presente na superfície da maioria das células. 
 A afinidade do TfR à Tf diférrica parece ser determinada pela proteína produzida pelo gene da 
hemocromatose (HFE) também presente na membrana plasmática dos eritrócitos. Dentro do citosol o HFE 
forma um complexo com o TfR, reduzindo o numero desses receptores sobre a membrana celular. 
 A interação Tf-TfR é facilitada pelo pH extracelular de 7,4 e a partir dessa ligação inicia-se o 
mecanismo de captação de Fe pela célula. O complexo Tf-TfR-HFE é internalizado por endocitose. Dentro do 
endossoma, a bomba de prótons dependente de ATP encarrega-se de reduzir o pH, facilitando a liberação 
do ferro da Tf, que permanece ligado ao seu receptor e o complexo apoTf-TfR-HFE é reciclado de volta à 
superfície celular, quando então a apo-Tf é liberada do TfR. O ferro do endossoma atravessa a membrana da 
vesícula e alcança o citoplasma. A proteína DMT-1 é essencial para o efluxo do ferro do endossoma para o 
citoplasma. O ferro liberado pela Tf no endossoma está na forma férrica (Fe3+). Steap 3 é responsável pela 
redução do ferro liberado pela Tf, que será então transferido para o citosol pela DMT-1. A incorporação do 
ferro ao anel de protoporfirina irá formar o heme, que em combinação com as cadeias de globina formarão a 
molécula de Hb. 
 
Transporte do ferro mitocondrial 
 A mitocôndria é essencial para o metabolismo do ferro, já que é o único local onde ocorre a síntese 
do heme e a biossíntese dos clusters Fe-S. 
 Após o ferro ser transportado através da membrana mitocondrial, a frataxina, proteína localizada na 
membrana interna e na matriz mitocondrial, regula a utilização do ferro mitocondrial, destinando o ferro à 
síntese do heme ou à gênese dos clusters Fe-S. A frataxina previne a formação de radicais livres na 
mitocôndria. Assim, a falta de frataxina promove o acúmulo de ferro mitocondrial, em detrimento do ferro 
citosólico. Enquanto isso, a formação dos clusters é crítica para a prevenção do acúmulo do ferro e do stress 
oxidativo. 
 A cadeia respiratória mitocondrial é importante na conversão do ferro férrico em ferroso, única forma 
química reconhecida pela ferroquelatase para ser incorporada ao anel pirrólico na finalização da síntese do 
heme. 
 
Estoque de ferro mitocondrial 
 O ferro fica estocado nas células 
reticuloendoteliais do fígado, baço e medula 
óssea, nas formas de ferritina e hemossiderina. 
 A apoferritina é a proteína livre do ferro. A 
apoferritina contendo o núcleo férrico constitui a 
ferritina, a forma solúvel de armazenamento. 
Assim, a ferritina contém e mantém os átomos 
de ferro que poderiam formar agregados de 
precipitados tóxicos. 
 A hemossiderina corresponde à forma 
degradada da ferritina, em que a concha 
proteica foi parcialmente desintegrada, 
permitindo que o ferro forme agregados. 
 
 
HOMEOSTASE DO FERRO 
 
Regulação intracelular 
 Para evitar excesso de ferro livre ou falta dele dentro da célula, proteínas reguladoras do ferro (IRP1 
e IRP2) controlam a expressão pós-transcricional dos genes moduladores da captação e estoque do ferro. 
 
Regulação sistêmica 
 Normalmente o ferro é eliminado do organismo pelas secreções corpóreas, descamação das células 
intestinais e epidermais ou sangramento menstrual. O controle do equilíbrio do ferro requer uma comunicação 
entre os locais de absorção, utilização e estoque. Essa comunicação é feita pela hepcidina, um hormônio 
peptídeo circulante recentemente descrito que teria um papel regulatório fundamental na homeostase do ferro, 
coordenando o uso e o estoque do ferro com a sua aquisição. 
 Regulam a expressão da hepcidina o estado do ferro (a sobrecarga de ferro aumenta sua expressão, 
enquanto a anemia e hipoxemia reduzem-na) e o estado inflamatório, em que a IL-6 tem um papel 
fundamental: estimula a excreção urinária de hepcidina e induz à hipoferremia; age diretamente nos 
hepatócitos estimulando a produção de hepcidina. 
 A ferroportina é o receptor da hepcidina e a interação hepcidina-ferroportina controla os níveis de 
ferro nos enterócitos, hepatócitos e macrófagos. O complexo hepcidina- ferroportina é internalizado nos 
domínios da membrana basolateral dos macrófagos e a ferroportina é degradada, bloqueando a liberação do 
ferro dessas células. Como consequência ocorre o acúmulo de ferro nos hepatócitos e macrófagos. A redução 
da passagem do ferro para o plasma resulta na baixa saturação da transferrina e menos ferro é liberado para 
o desenvolvimento do eritroblasto. 
 A inibição da captação do ferro pelos enterócitos se dá pela inibição da transcrição da DMT-1 induzida 
pela hepcidina, enquanto os níveis de mRNA e da própria ferroportina nessas células não se alteram. 
 A hepcidina apresenta ações diferenciadas nos macrófagos e nos enterócitos. 
 A regulação da expressão da hepcidina ocorre em nível transcricional. As citocinas inflamatórias, em 
especial a IL-6, induzem a transcrição do peptídeo antimicrobial da hepcidina (HAMP) pela ativação do Stat3 
e da ligação do Stat3 ao elemento regulatório no promotor do HAMP. É sugerida também uma menor 
expressão da Dcytb e DMT-1 induzida pela hepcidina 
 Em situações de anemia e hipóxia haveria uma inibição da expressão da hepcidina, visando uma 
maior absorção de ferro pelos enterócitos e maior exportação de ferro do sistema reticuloendotelial e 
enterócitos aumentando a disponibilidade de ferro para a eritropoiese. 
1. Altas concentrações de Tf diférrica: maior ligação da Tf ao seu receptor e a HFE livre sinaliza para o 
núcleo sintetizar mais hepcidina. 
2. Baixa saturação de Tf: a competição para a ligação ao TfR seria vantajosa para a HFE. Uma diminuição 
nos níveis de HFE livres levaria à redução na expressão da hepcidina mediada pelo HFE. 
 
 
 Ação da hepcidina no metabolismo do ferro. Ao formar o complexo com a ferroportina leva à sua degradação. No 
enterócito, o ferro não é transportado para o exterior da célula, e a absorção é inibida (figura à esquerda). No macrófago, o ferro 
fica acumulado no seu interior, diminuindo o ferro disponível para a eritropoiese (figura à direita). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EQUILÍBRIO ÁCIDO-BASE 
 
 O fluxo de O2, CO2 e H no organismo é intenso. No metabolismo é gerado CO2 que se dissolve em 
H2O para formar ácido carbônico e este se dissocia formando o bicarbonato e H+. 
 
 Apesar das grandes variações na produção de CO2, o pH sanguíneo se mantém constante devido a 
ação dos pulmões, rins e eritrócitos. 
 Problemas com as trocas gasosas e com o equilíbrio ácido-base levam as alterações: na ionização 
das proteínas, cardiovasculares, respiratórias e renais. 
 
CONTROLE DAS TROCAS GASOSAS 
 
 
SISTEMAS TAMPÕES 
Tampões plasmáticos: reduz o efeito de ácidos ou bases adicionados nos líquidoscorporais; atuação 
imediata. 
 
Tampão bicarbonato: permanece em equilíbrio com o ar atmosférico. [CO2] normalmente em equilíbrio com 
[H2CO3]. Teoricamente, todo CO2 dissolvido pode ser convertido em H2CO3. As células tubulares renais e as 
hemácias são ótimas fontes de bicarbonato, por serem ricas em anidrase carbônica. 
 
 
O excesso de ácido (H30+) no sangue é neutralizado pelo bicarbonato (HCO3). 
H2CO3 + H2O ↔ H3O+ + HCO3- 
O excesso de base (OH) reage com ácido carbônico (H2CO3). 
H2CO3 + OH- ↔ H2O + HCO3- 
Equação de Henderson-Hasselbach 
 
O pH plasmático é determinado pela proporção entre as [ ] de bicarbonato (‘base” do tampão) e CO2 (“ácido” 
do tampão). 
 
Tamponamento sanguíneo 
SISTEMAS ATUANTES - COMPENSAÇÃO 
Sistema pulmonar: 
• Elimina ou retém CO2 
• Atuação em minutos a horas 
• Fornecimento de O2 para os tecidos e eliminação de 
CO2 para manutenção do pH 
• A eficiência das trocas gasosas depende da perfusão 
sanguínea e ventilação a nível de alvéolos 
• O O2 e CO2 afetam o controle respiratório e 
consequentemente a frequência respiratória 
• A frequência respiratória é influenciada pelo aumento 
do CO2 ou redução do pH 
 
 
 
Sistema renal: 
• Excreção de urina ácida (liberando H+) 
• Excreção de urina alcalina (retenção de HCO3) 
• Atuação em horas a dias 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
COMPONENTE METABÓLICO 
• Bicarbonato 
• Tampão primário dos ácidos não voláteis gerados pelo metabolismo 
COMPONENTE RESPIRATÓRIO 
• CO2 
• A frequência de ventilação determina a concentração de CO2 no sangue 
 
DISTÚRBIOS ÁCIDO-BASE 
1. Simples: acidose metabólica, alcalose metabólica, acidose respiratória aguda e crônica, alcalose 
respiratória aguda e crônica. 
2. Duplo: acidoses e alcaloses mistas; acidose metabólica + alcalose respiratória, alcalose metabólica + 
acidose respiratória. 
3. Triplo: acidose mista + alcalose metabólica; alcalose mista + acidose metabólica 
 O reconhecimento dos mecanismos homeostáticos que controlam o equilíbrio ácido-base é 
fundamental, pois os distúrbios ácido-base estão associados a maior risco de disfunção de órgãos e sistemas 
e óbito em pacientes internados em terapia intensiva. 
 
Ânion Gap no soro 
 É a diferença entre os cátions e os ânions e deve ser 
calculado em todos os casos de suspeita de distúrbio ácido-
básico pois pode identificar uma desordem mesmo quando o pH 
é normal ou alcalêmico. 
• Anion Gap = Na+ - (Cl- + HCO3-) (8 a 12 mEq/L) 
• Um aumento do AG significa elevação de ânions 
plasmáticos não mensuráveis. 
• AG={[Na+] + [K+]} – {[Cl-] + [HCO3-]} 
• AG médio é 10mmol/l 
Principais parâmetros 
• pH: logaritmo negativo da atividade do íon hidrogênio 
• pO2: pressão parcial de oxigênio 
• pCO2: pressão parcial de dióxido de carbono 
• [HCO3]: concentração de bicarbonato no plasma 
• BE: desvio de base do sangue 
• SO2: saturação do oxigênio funcional 
Cuidados pré-analíticos 
• Recomenda-se a utilização de seringas especiais para gasometrias pré-heparinizadas. 
• O anticoagulante deve ser liofilizado, evitando assim a diluição da amostra. 
 
➢ Assepsia – Álcool a 70% 
➢ Artérias preferenciais 
➢ Heparinização da seringa 
➢ Tempo de espera 
✓ Máximo 20 minutos 
✓ Esfriamento da amostra 
✓ Transporte a 4ºC (max. 1h) 
• Após a coleta, tampar a seringa e homogeneizar a amostra para evitar a formação de coágulos. 
• Deve-se verificar se existem bolhas de ar nas amostras e imediatamente retirá-las da amostra, afim 
de não comprometer os valores de pO2. 
• Antes de introduzir a amostra no analisador de gases, a amostra deve ser homogeneizada novamente 
rolando a seringa entre as mãos e desprezar a 1ª gota de sangue em uma gaze. 
 
Alteração de resultados - Fontes de erros mais comuns 
• Punção arterial dolorosa; 
• Punção venosa; 
• Excesso de heparina na seringa; 
• Bolhas na amostra; 
• Contaminação da amostra com ar; 
• Demora na análise da amostra; 
• Exposição da amostra ao calor; 
• Falta de calibração adequada do aparelho; 
• Falta de controle de qualidade; 
• Falta de manutenção preventiva. 
 
GASOMETRIA 
 Exame que fornece os valores que permitem analisar o equilíbrio ácido-base, utilizando aparelhos 
para a determinação dos gases sangüíneos e do pH conhecidos como Analisadores de Gases Sangüíneos. 
 Os equipamentos mais modernos já oferecem além da análise de gases e pH, os valores medidos 
dos íons (Na+, K+, Cl- e Ca++), da saturação de O2 (SO2), hemoglobina, hematócrito entre outros. 
 
ACIDOSE METABÓLICA (↑H+↓pH) 
Clinicamente, é uma alteração comum. 
Perda de bicarbonato: 
• Diarreia; 
• Problemas pancreáticos e biliares; 
• Problemas renais; 
 
Aumento dos níveis ácidos: 
• Acidose orgânica (láctica, diabética, intoxicação por metanol ou salicilato) 
• Acidose mineral (administração de HCl, NH4Cl e AA catiônicos) 
 
 
Sintomas (acidose metabólica aguda): 
• Predisposição para arritmias ventriculares 
• Vasodilatação arterial e hipertensão 
• Resistência a ação de catecolaminas 
injetadas 
• Resistência a ação da insulina 
• Supressão da função linfocitária 
• Produção energética das células 
prejudicada 
• Estimulação da apoptose 
• Mudanças no status neurológico 
• Estimulação da produção de interleucinas 
• Alteração na ligação da Hb ao O2 
• Redução da contratilidade cardíaca 
• Função leucocitária reduzida 
Sintomas (acidose metabólica crônica): 
• Retardo no crescimento de crianças 
• Tolerância a glicose reduzida 
• Aceleração da progressão de doenças 
renais 
• Desgaste muscular aumentado 
• Síntese de albumina reduzida 
• Produção aumentada de microglobulina 
β2 
• Surgimento ou aumento de doenças 
ósseas 
 
 
 
 
 
 
 
 
ACIDOSE RESPIRATÓRIA (↑pCO2 ↓pH) 
Retenção de CO2 por hipoventilação: 
• Obstrução das vias aéreas; 
• Enfisema/Pneumonia/Asma; 
• Paralisia muscular respiratória; 
• Fraqueza dos músculos respiratórios; 
• Deformidades toráxicas; 
 
Sintomas: 
• SNC: cefaleia, insônia, confusão, perda de consciência, coma 
• S. Respiratório: tosse, falta de ar 
• Coração: arritmia, aumento da frequência cardíaca 
• Músculos: fraqueza, convulsões 
• TGI: náusea, vômito, diarreia 
 
ALCALOSE RESPIRATÓRIA (↓CO2 ↑pH) 
Liberação excessiva de CO2 por hiperventilação: 
• Ansiedade; 
• Infecção grave (início da sepse) 
• Falha hepática; 
• Níveis alterados de catecolaminas 
• Gravidez 
 
*Excesso de salicilato: tentativa de compensação 
 
ALCALOSE METABÓLICA (↓H+ ↑pH) 
Perda de líquido: 
• Desidratação; 
• Diurese; 
Perda de ácido: 
• Vômito; 
• Excesso de antiácido; 
• Lavagem gástrica; 
• Hipocalemia; 
• Hipoalbuminemia; 
• Síndrome de Cushing; 
 
Sintomas: 
• SNC: confusão, atordoamento, coma, letargia 
• SNP: tremores nas mãos, câimbra ou formigamento na face, mãos ou pés 
• Músculos: espamos prolongados, tremores 
• TGI: náusea, vômito 
 
 
 
 
DIAGRAMA DE DAVENPORT 
 
 
RESPOSTAS COMPENSATÓRIAS NORMAIS DO ORGANISMO 
 A resposta compensatória normal do organismo nunca leva o pH à normalidade, apenas evita que 
haja uma grande variação do pH plasmático, o que poderia ser fatal para o paciente. 
 Ao encontrarmos o pH normal em uma gasometria com valores de pCO2 e/ou HCO3- alterados, 
relacionamos a um paciente com distúrbio misto. 
 
DETOXIFICAÇÃO HEPÁTICA 
 
FUNÇÕES DO FÍGADO 
• Metabolismo de nutrientes (carboidratos, proteínas e lipídeos) 
• Armazenamento (ferro, cobre, vitaminas A, D e B12) 
• Síntese de proteínas (albumina, fatores de coagulação, fatores complemento, haptoglobina, 
transferrina, inibidor de protease) 
• Excreção (saisbiliares e bilirrubina) 
 
 A maioria das proteínas plasmáticas são produzidas no fígado, sendo a albumina a proteína mais 
abundante no corpo. Os fatores de coagulação (II, VII, IX e X) são produzidos pelos hepatócitos. O fígado 
também é responsável pela remoção dos componentes tóxicos do organismo. 
 
SÍNTESE DE HEME 
 
 O Succinil-CoA reage com a Glicina, dentro da mitocôndria, formando ALA (ácido aminolevulinico) 
por intermédio da enzima ALA sintase e liberando uma molécula de CO2. A ALA se desloca para o citosol e 
duas moléculas de ALA são convertidas em quatro moléculas de porfobilinogênio (PBG) pela ALA 
dehidratase/PBG sintase. Em seguida, o PBG é desaminado a hidroximetilbilano pela PBG deaminase. O 
hidroximetilbilano é, então, convertido em uroporfirinogênio III pela uroporfirinogênio III sintase, seguido 
da conversão a coproporfirinogênio pela uroporfirinogênio descarboxilase. O coproporfirinogênio volta 
para a mitocôndria e sofre ação da copropofirinogênio oxidase, sendo convertido em protoporfirinogênio IX 
e, logo depois, em protoporfirina IX pela protoporfirinogênio oxidase. Por fim, a protoporfirina IX é 
convertida no grupo Heme pela ação da ferroquelatase, com adição do íon ferroso (Fe2+) 
 
 
 
 
DEGRADAÇÃO DE HEME 
 
 As hemácias são degradadas pelos macrófagos, ocorrendo separação do grupo Heme e do Fe2+. O 
íon ferroso é levado pela ferroportina para o citosol, sendo armazenado pela transferrina na forma de íon 
férrico ou levado a tecidos em estado de necessidade. 
 A estrutura do grupo Heme (protoporfirina IX) é convertido em bilirrubina, sendo necessária sua 
metabolização pelos hepatócitos para excreção através do sistema biliar. A bilirrubina conjugada é convertida 
em estercobilinogênio no intestino e um processo de oxidação o converte em estercobilina. 
 
 Nos macrófagos, o grupo Heme é convertido em 
biliverdina pela heme oxigenase, que remove o Fe2+ da 
molécula. Em seguida, a biliverdina é convertida em bilirrubina 
pela biliverdina redutase. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 A bilirrubina é enviada para o fígado com auxílio 
da albumina (bilirrubina indireta). Chegando ao fígado, 
a bilirrubina começa seu processo de metabolização, 
ganhando duas moléculas de ácido glucurônico 
(formado a partir da glicose pela ação da glicose 
desidrogenase) para tornar a molécula mais solúvel. A 
reação da bilirrubina com o ácido glucurônico é 
intermediada pela UDP-glucuronil-transferase, 
podendo ser ligada a um ou dois ácidos, sendo 
chamados de monoglucuronato ou diglucuronato de 
bilirrubina, respectivamente. 
 
 O diglucuronato de bilirrubina (bilirrubina direta) é então direcionado para a vesícula biliar para 
eliminação no intestino. A bilirrubina conjugada ao ácido glucurônico é degradada a 
estercobilinogênio/urobilinogênio pelas bactérias no intestino. Essa molécula pode ainda ser oxidada e 
convertida em estercobilina/urobilina para ser excretado. Parte da estercobilina pode ser reabsorvida, 
enviada para o fígado e, em seguida, para filtração renal e excreção pela urina (urobilina). 
 
 
 
 
CASOS CLÍNICOS 
 
• Problemas na liberação de sais biliares: ↑[ ] de bilirrubina direta. 
• Problemas intestinais: ↑[ ] de bilirrubina direta 
• Problemas hepáticos: ↑[ ] de bilirrubina indireta 
 
FASES DA DETOXIFICAÇÃO HEPÁTICA 
 
Fase I: a polaridade das drogas é aumentada por oxidação ou hidroxilação. 
Fase II: enzimas citoplasmáticas conjugam grupos funcionais (glicurunidação ou sulfatação). 
 
 
 
 
 
HEPATITE MEDICAMENTOSA 
 
 
 
 
METABOLISMO DO ÁLCOOL 
 
 No corpo, o etanol é convertido em acetaldeído pela 
enzima álcool desidrogenase. O acetaldeído, logo em seguida, é 
convertido em acetato pela enzima aldeído desidrogenase. O 
acetato pode ser quebrado então em dióxido de carbono e 
água, que são facilmente eliminados pelo corpo. 
 
 
 Essa degradação em excesso, leva 
a uma alteração nos níveis de NAD/NADH, 
impedindo o uso de lactato para síntese de 
piruvato e a realização da β-oxidação para 
síntese e liberação de acetil-CoA. 
Consequentemente, as concentrações de 
piruvato e de acetil-CoA são reduzidas, 
podendo levar a uma hipoglicemia. Por isso, 
é importante se alimentar durante as 
“calouradas” (lição aprendida na calourada 
do DeQ). 
 
 O acetaldeído é um dos maiores 
culpados pela ressaca, junto com a 
desidratação e o metabolismo de outras 
moléculas encontradas nas bebidas 
alcoólicas. 
 O DSF é um inibidor irreversível e inespecífico da enzima acetaldeído desidrogenase, que decompõe 
o álcool no estágio de acetaldeído. O Dissulfiram é indicado para ajudar no tratamento do alcoolismo crônico, 
pois previne a ingestão de bebidas alcoólicas devido ao conhecimento prévio das reações desagradáveis que 
pode provocar quando ingerido com bebidas alcoólicas. Quanto maior o consumo de álcool e dissulfiram 
piores os efeitos colaterais. Estes efeitos denominam-se efeito antabuse ou efeito dissulfiram.