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Larissa Freitas 1 Química Fisiológica Bioquímica do Eritrócito Estímulo da Eritropoiese A hemácia é o resultado final de um complexo processo de diferenciação celular a partir de uma célula tronco hematopoiética (também chamada de hemocistoblasto), esse fenômeno eritropoiese é estimulado pela glicoproteína eritropoetina(sintetizada principalmente nos rins, mas também acontece na medula óssea- onde vai estar acontecendo a eritropoiese). O principal fator que leva ao aumento da síntese de eritropoetina é a diminuição da oxigenação tecidual (hipóxia). Essa hipóxia pode ser causada por vários fatores. Esse processo de diferenciação ele acontece em duas etapas: Etapa inicial: proliferação celular Evento mais marcante é a síntese de ácido nucleico, porque a célula vai estar se dividindo e existe a necessidade de dobrar o conteúdo genético de cada célula. Nesse momento é essencial a presença de vitamina b12 e do ácido fólico, a carência de vitamina b12 pode levar a uma doença chamada anemia perniciosa. A eritropoiese continua até a formação do eritrócito já no evento que chamamos de maturação celular em que o fato mais importante é a síntese de hemoglobina. Quando atinge uma determinada concentração de hemoglobina a célula acaba sendo liberada para a corrente sanguínea, nesse caso geralmente ainda é liberada na forma de reticulócito e depois perde o reticulo endoplasmático completando a sua maturação. Durante esse evento de maturação organelas são perdidas, núcleo, mitocôndrias, etc. A hemácia tem alta concentração de hemoglobina. Essa hemácia madura pode viver nos seres humanos em cerca de 120 dias. O formato bicôncavo oferece vantagens (aumenta a superfície de contato, melhorando as trocas gasosas). Essa relativa simplicidade estrutural da hemácia acaba sendo acompanhada por uma profunda consequência metabólica e funcional da célula, porque sem essas estruturas o eritrócito não consegue nem duplicar, nem ressintentizar enzimas e proteínas estruturais que possivelmente se envelhecem com o passar do tempo. Então ela acaba sendo incapaz de utilizar o sistema de oxidação fosforilativa porque não tem mitocôndrias e a capacidade de produzir ATP da hemácia é mínima contando apenas com as enzimas citozolicas da via glicolítica que estão presentes nessa célula. A estrutura da hemoglobina é a principal proteína presente no citoplasma. Metabolismo energético nos eritrócitos Embora as necessidades energéticas da hemácia sejam pequenas, ela vai precisar de energia para 3 categorias de processos fisiológicos: Manutenção da integridade estrutural e funcional da membrana celular. Esse processo compreende: • Manutenção da forma da célula; • Possiblidade de se deformar reversivelmente; • Manutenção da bomba de cátions; • Proteção de suas proteínas contra a desnaturação oxidativa. Manutenção do ferro hemoglobínico em estado ferroso Fe+2; quando há o ferro hemoglobinico Larissa Freitas 2 Química Fisiológica FE+3 e vira metahemoglobina e não consegue transportar o 𝑂_2 . Manutenção das vias metabólicas de produção de energia utilizável. Vias metabólicas Glicolítica Uma molécula de glicose é quebrada em duas moléculas de piruvato. São gastas duas moléculas de ATP na fase preparatória. Depois na fase de pagamento onde duas moléculas de piruvato são produzidas e 4 moléculas de ATP são produzidas, ou seja saldo de 2 moléculas de ATP e duas moléculas de NADH(molécula de poder redutor). O piruvato é fermentado a lactato -> isso permite que a via glicolítica continue, porque quando o piruvato vai a lactato o NADH produzido na via glicolítica volta a ser NAD, o piruvato é o aceptor final de elétrons. Ele ganha os elétrons do NADH e é reduzido pra lactato. NAD volta para fase preparatória, tornando o processo continuo. Via das pentoses Tem um fluxo metabólico menor, 10% da glicose é utilizada na via das pentoses. Cada molécula de glicose gera 2 NADPH, como no eritrócito tanto a fase oxidativa quanto fase não oxidativa esta ativa ela acaba sendo cíclica porque quando forma ribulose 5-fosfato,as enzimas da fase não oxidativa retornam essa molécula para glucose 6-fosfato. É importante lembrar que esse NADPH gerado na via das pentoses é essencial para produção de grupo estiol da hemoglobina e também de proteínas de membrana contra oxidação e o NADPH vai exercer essa função protetora indiretamente mantendo os níveis celulares de glutatião reduzidos. Portanto essas duas vias são as vias geradoras de moléculas energéticas ATP, NADH e NADPH. Via de Rapport-Luebering Via de gasto energético – via do desvio da via glicolítica que gera o 2,3BPG. 1,3 BPG ele é o substrato de uma enzima mutase que troca o fosfato do carbono 1 para o carbono 2 do BPG, ai é formado o 2,3 BPG e depois disso esse fosfato é removido por uma fosfatase e ai temos 3fosfoglicerato que é um intermediário seguinte da via glicolítica. A questão é que na via glicolítica essa reação renderia a síntese de uma molécula de ATP, mas com o desvio deixa de acontecer a síntese de 1 ATP( esse desvio é dispendioso), mas ele é extremamente importante, pois a molécula 2,3BPG consegue se integrar com a molécula de hemoglobina de forma a diminuir a afinidade que a hemoglobina tem pelo oxigênio. Quando o BPG é 0 a afinidade do oxigênio pela hemoglobina é quase 100%. Nos tecidos a concentração de BPG tem que ser maior para Larissa Freitas 3 Química Fisiológica acontecer a dissociação do oxigênio e assim oxigená-los. Sintese do Glutatião É importante manter o glutatião na sua forma reduzida pois ele mantem seu potencial antioxidante(o NADP reduz o glutatião). Assim ele tira um oxigênio do h2o2 que é toxico para o organismo. Via da metahemoglobina redutase Se utiliza do poder redutor do NADH e do NADPH para transformar a metahemoglobina em hemoglobina. Lembrando que a hemoglobina quando tem seu ferro oxidado pro seu estado férrico é incapaz de transportar 𝑂2, então a redução dessa metahemoglobina é muito importante para o transporte de oxigênio.
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