Metabolismo das Hemácias e Hemoglobina

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Química fisiológica - Aula 2 – 12/08/19 
Metabolismo das hemácias: 
Os eritrócitos maduros dos mamíferos são células anucleadas que 
normalmente circulam por alguns meses apesar de sua limitada 
capacidade sintética e do fato de se expor repetidas vezes a insultos 
mecânicos e metabólicos. O fato de não possuírem núcleo e outras 
organelas impossibilita a síntese de ácidos nucléicos ou proteínas. A 
perda da mitocôndria durante a maturação resulta na perda da 
capacidade de realizar o Ciclo de Krebs e a fosforilação oxidativa para 
obtenção de energia necessária para realizar suas funções relacionadas 
à troca gasosa, manutenção da manutenção da forma, deformabilidade, 
fosforilação dos fosfolipídeos e proteínas de membrana, transporte ativo 
de várias moléculas, entre outras. 
Estas funções requerem energia sob a forma de ATP (adenosina 
trifosfato). Embora as demandas metabólicas sejam menores do que as 
de outras células, as hemácias ainda precisam de energia. 
Na maioria das espécies de mamíferos, a glicose oriunda do plasma é 
o substrato primário para a obtenção de energia, a qual será 
metabolizada por meio da glicólise anaeróbica. 
Uma vez que a glicose entra na célula, ela é fosforilada a glicose 6-
fosfato (G6P) pela enzima hexoquinase (HK). A G6P é então 
metabolizada pela via de Embden-Meyerhof ou pela via das pentoses. 
Através da via de Embden-Meyerhof, cada molécula de glicose é 
metabolizada em duas moléculas de lactato e neste processo são 
geradas duas moléculas de ATP. 
Normalmente apenas uma porção (5 a 10%) da glicose metabolizada 
pelos eritrócitos é destinada para a via das pentoses, produzindo 
NADPH necessário para a manutenção da integridade da membrana 
celular durante o tempo de vida da hemácia, protegendo contra 
oxidantes. Defeitos nesta via podem tornar os eritrócitos suscetíveis a 
danos oxidativos. 
Hemoglobina 
A hemoglobina presente nas hemácias dos mamíferos, consiste em 
quatro unidades, cada uma contendo um grupo heme e sua proteína 
associada (globina). A globina é um polipeptídeo composto por 140 a 
150 aminoácidos. O grupo heme é constituído por protoporfirina e ferro 
ferroso no centro. Cada ferro ferroso (Fe2+) pode combinar-se 
reversivelmente com uma única molécula de oxigênio. Assim, a molécula 
completa de hemoglobina apresenta quatro hemes, cada um com sua 
globina associada, podendo combinar-se reversivelmente com até 
quatro moléculas de oxigênio, formando oxi-hemoglobina. 
Sem a presença da globina, o oxigênio iria oxidar o ferro ferroso (Fe2+) 
em ferro férrico (Fe3+). Os aminoácidos da porção globina envolvem a 
proção heme e limitam o acesso do oxigênio ao ferro ferroso. Isto previne 
a oxidação, e permite a captação e liberação do oxigênio. 
A produção de hemoglobina, como já foi demonstrado na aula de 
eritropoiese, ocorre no citoplasma das células precursoras de hemácias 
na medula óssea (nucleadas). 
Metabolismo do ferro 
O ferro, elemento necessário para a síntese da hemoglobina, pode ser 
obtido de duas formas, por meio da dieta e pela degradação da 
hemoglobina presente nas hemácias (hemocaterese). 
Nos alimentos, o ferro aparece sob duas formas, a ferrosa, encontrada 
nas carnes e a iônica, presente em vegetais e grãos. As principais etapas 
no metabolismo do ferro são a sua absorção pela parede intestinal, a 
circulação para os tecidos, o armazenamento no organismo e a sua 
cinética na medula óssea. 
O ferro é absorvido no intestino delgado e sua absorção é favorecida 
pelo ácido clorídrico estomacal que reduz os componentes férricos 
(Fe3+), transformando-os em ferrosos (Fe2+), por outro lado, ela pode ser 
inibida por outras substâncias encontradas nos alimentos. A absorção 
do ferro é regulada pelas necessidades do organismo. 
Após sua absorção, o ferro passa do citoplasma das células intestinais 
para o sangue, onde se liga à proteína apotransferrina, passando a ser 
denominado transferrina. Dessa forma, o ferro é distribuído aos tecidos, 
sendo os principais, a medula óssea, baço e fígado. 
Na medula óssea, o ferro se dissocia da apotransferrrina e se liga aos 
precursores de hemácias (ou precursores eritroides), para ser 
incorporado ao grupo heme para constituir a hemoglobina (forma 
ferrosa). O ferro não utilizado na síntese de hemácias, vai para o fígado 
e baço (além de outros tecidos), onde pode ser armazenado na forma 
de ferritina e hemossiderina (forma férrica) nas células 
parenquimatosas do fígado e em macrófagos desses órgãos. Na medula 
óssea também pode ser encontrada essa forma de armazenamento. 
Quando há necessidade, essas formas de reserva são utilizadas. 
Uma quantidade pequena de ferro está contida na mioglobina e algumas 
enzimas do organismo. 
Todo esse metabolismo do ferro (absorção, armazenamento e liberação) 
é regulado pela hepcidina, um hormônio sintetizado por células do fígado 
(hepatócitos). 
Resumindo, o ferro corporal está distribuído 50 a 70% compondo a 
hemoglobina das hemácias, 25 a 40% na forma de armazenamento 
(ferritina e hemossiderina) e menos de 5% compondo a mioglobina e 
outras moléculas. 
Degradação da hemoglobina e metabolismo da bilirrubina 
Como já foi falado, as hemácias têm um tempo de vida útil que varia de 
acordo com a espécie animal. Com o envelhecimento, essas células vão 
diminuindo a sua capacidade de deformabilidade da membrana, 
prejudicando as suas funções. A perda de eritrócitos é continuamente 
balanceada por uma liberação de reticulócitos ou células jovens da 
medula óssea para o sangue periférico. 
No estado de saúde normal, o eritrócito deixa a circulação por duas 
vias: fagocitose por macrófagos em órgãos do sistema monocítico 
fagocitário, particularmente o baço (hemólise extravascular), que é a 
principal e a hemólise intravascular, com liberação de hemoglobina 
(esquema apresentado nos slides). 
Independente da via, os macrófagos vão desempenhar o papel inicial de 
degradação da hemoglobina, o ferro da fração heme e os aminoácidos 
da fração globina são reciclados para uso. A protoporfirina é degradada 
em biliverdina (pela enzima heme microssomal oxigenasse) e a 
biliverdina é então convertida à bilirrubina (pela enzima bilirrubina 
redutase). 
A bilirrubina liberada no plasma, também chamada de bilirrubina indireta 
ou não conjugada, é pouco solúvel, por isso liga-se a albumina para ser 
transportada no sangue até as células hepáticas, onde se desprende da 
albumina, é captada pelas células do fígado e é conjugada ao ácido 
glicurônico pela enzima glicuronil transferase. A bilirrubina conjugada é 
normalmente excretada através dos canalículos biliares junto à bile no 
intestino delgado. No trato intestinal a bilirrubina é degrada a 
urobilinogênio (pla ação de bactérias) para a sua excreção nas fezes 
(90%), com reabsorção parcial (10%) para a circulação sanguínea. Uma 
parte passará novamente pelo ciclo hepático e será re-excretada pela 
bile e uma pequena quantidade de bilirrubina conjugada e urobilinogênio 
normalmente escapam à re-excreção hepática e são eliminadas pela 
urina. 
Condições patológicas 
A falha no metabolismo da bilirrubina leva ao acúmulo desse pigmento 
no sangue, causando a icterícia (tecidos com a coloração amarelada 
devido à impregnação de bilirrubina). 
Icterícia/hiperbilirrubinemia pode ser classificada quanto à sua origem de 
três formas: 
- Icterícia pré-hepática: Aumento da produção de bilirrubina (indireta), 
causado por algum distúrbio hemolítico (uma patologia que leva à 
destruição massiva de hemácias, assim há maior degradação de 
hemoglobina e maior formação de bilirrubina não conjugada). Exemplos: 
Parasito de hemácias como a Babesia e Mycoplasma.- Icterícia hepática: Distúrbio hepático caracterizado por falha na 
conjugação hepática devido a uma disfunção com redução na 
capacidade enzimática, dessa forma, a bilirrubina não conjugada, aquela 
que se associa a albumina para ser transportada ao fígado, acumula-se 
na circulação sanguínea pois o fígado lesado não processa com rapidez. 
- Icterícia pós-hepática: Nesse caso, o acúmulo de bilirrubina direta 
(conjugada) ocorre porque há deficiência na eliminação, causada por 
obstrução das vias biliares (canalículos/ductos), assim a bilirrubina 
conjugada acumula-se. Essa obstrução do fluxo biliar é denominada 
colestase. Pode ser resultante de cálculos, tumores, abcessos, 
parasitos. 
Fonte consultada: 
- KLEIN, Bradley G. Cunningham tratado de fisiologia veterinária. 5. ed. Rio de 
Janeiro: Elsevier, 2014. 
- GONZALEZ, F.H.D, DA SILVA, S. C. Introdução à Bioquímica Clínica Veterinária 2 
ed. Porto Alegre: UFRGS, 2006. 
- THRALL, M. A., WEISER, G. A., ROBIN, W., CAMPBELL,T. W. Hematologia e 
Bioquímica Clínica Veterinária. 2ª ed. Brasil: Editora Roca, 2014. 
- GARCIA-NAVARRO, C.E.K. Manual de hematologia veterinária. 2 ed. São Paulo, 
Livraria Varela, 2005.