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MARIA EDUARDA SARDINHA ESTRELLA 58- 2025.2 BIOQUÍMICA – ANA PAULA 1 Cromoproteínas Definição Cromoproteínas são hemaproteínas globulares, um grupo de proteínas que contém heme como radical prostético ligado à proteína. A função de cada grupo é devido ao ambiente criado pela estrutura tridimensional da proteína. CITOCROMOS Proteínas que contém heme e que auxiliam na cadeia respiratória mitocondrial. No ciclo de Krebs falamos de citocromo A (nos vegetais), C e B. Atuam no transporte de elétrons na cadeia respiratória celular, geralmente ligados a uma membrana animal (mitocôndrias e retículos)- C, a uma membrana vegetal (cloroplastos)-A ou em bactérias. GRUPO HEME DA CATALASE Parte do sítio ativo da enzima que degrada o H202 (água oxigenada). HEMOGLOBINA E MIOGLOBINA São as duas homoproteínas mais abundantes dos seres humanos, as quais se ligam ao oxigênio reversivelmente. Hemoglobina Tipos: adulta (A), fetal (F) e falciforme (S). A hemoglobina S é uma alteração genética que eleva o aparecimento de uma patologia, a anemia facilforme, que se dá devido a presença desse tipo de hemoglobina. MIOGLONINA HEMOGLOBINA Monômero Tetrômero 8 cadeias de alfa hélice 8 cadeias alfa hélice Alta afinidade por oxigênio Afinidade variável por oxigênio Localizada no músculo Localizada no sangue Função de reserva de oxigênio muscular evitando a fermentação lática. Em alta concentração de O2, ela tem uma alta afinidade, ligando-se facilmente. Em baixa concentração possui baixa afinidade e se desliga do oxigênio facilmente, oxigenando os tecidos. Não temos o fenômeno de cooperatividade. Existe o fenômeno de cooperatividade positiva. MARIA EDUARDA SARDINHA ESTRELLA 58- 2025.2 BIOQUÍMICA – ANA PAULA 2 HEMOGLOBINA A – do adulto Características: → São globulares, assumem uma estrutura esférica. Possui uma estrutura quartenária. → É um tetrâmero. Ou seja, possui 4 unidades, uma unidade alfa 1, uma alfa 2, uma beta 1 e uma beta 2, formando dois dímeros (alfa 1 se une a beta 1 e alfa 2 a beta2), quando esse dímeros se unem, eles formam um tetrâmero. → Ela é uma metaloproteína, além dela ter o grupo heme, dela ter uma globina, ela apresenta um componente prostético (metal ferro sobre estado ferroso, ferro +2) que não é protéico. Existem alterações que essa hemoglobina ao invés de se ligar ao ferro +2, ela se liga ao ferro +3, férrico, causando uma alteração. → Cada unidade da hemoglobina é composta de 8 cadeias em alfa hélice separadas por prolina, aminoácido que tem a característica de não se curvar e de não ser flexível. → A união entre o alfa 1 e beta 1 e entre o alfa 2 e beta 2 é feita através de ligações fortes. A formação do tetrâmero a partir da união de dois dímeros é feita a partir de uma ligação menos forte. *Estrutura da hemoglobina → O ferro se liga a cada unidade através da protoporfirina IX, que é formado por 4 anéis de nitrogênio com Fe+2 no centro do anel. O Fe se liga para fora da estrutura com o oxigênio e para baixo com histidina (aminoácido), que por sua vez se liga as unidades alfa1, alfa 2, beta 1 e beta 2. Cada protoporfirina carrega uma molécula de oxigênio e cada hemoglobina possui quatro protoprofirina, logo, a hemoglobina carrega quatro moléculas de oxigênio. → A hemoglobina adulta (A) é a mais importante, formada por cadeias alfa (141 aminoácidos) e beta (146 aminoácidos). → Essa hemoglobina é vista no exame e estão em 90% do indivíduo. MARIA EDUARDA SARDINHA ESTRELLA 58- 2025.2 BIOQUÍMICA – ANA PAULA 3 → A hemoglobina A2 está presente em pequena concentração. → A hemoglobina A1C, ou hemoglobina glicada está presente entre 3 e 5,7% no indivíduo e é resultado da reação não enzimática entre a glicose sanguínea e a hemoglobina, formando a hemoglobina glicada, que reflete a média aproximada de glicose plasmática nos últimos 90-120 dias (essa hemoglobina glicada é considerada um padrão ouro para controle de diabetes, por apresentar a taxa média de glicose de no mínimo 3 meses antes do exame.) A melhor forma de evitar essas complicações é manter a diabetes mellitus do paciente bem controlada, controle esse feito através do exame de hemoglobina glicada. *Quanto maior a taxa de A1C no sangue, maior a chance do paciente desenvolver microalbuminúria, perda de albumina pela urina, o que é um preditor de doença renal. MARIA EDUARDA SARDINHA ESTRELLA 58- 2025.2 BIOQUÍMICA – ANA PAULA 4 HEMOGLOBINA F- fetal → Está no feto até os primeiros 3 meses de vida em maiores quantidades e com o passar do tempo vai se perdendo essa hemoglobina. Quando adulto, tem-se aproximadamente 2% dessa hemoglobina. → Possui as cadeias alfa 2 e gama 2, importantes na circulação fetal. FENÔMENO DE COOPERAÇÃO → Cada ligação da hemoglobina com o oxigênio vai tornando-a mais arredondada/ relaxada, facilitando a próxima ligação com o oxigênio. Isso porque ela sofre um rearranjo na sua estrutura nativa, fazendo com que ocorra ajustes na estrutura espacial, deixando ela mais arredondada. A primeira ligação com o oxigênio ocorre de forma mais lenta e a quarta ligação ocorre mais rápida. Então, o quarto oxigênio que entra nesse tetrâmero tem uma afinidade muito maior. → Forma tensa da hemoglobina – sem O2. → Forma relaxada da hemoglobina- com O2. *Cada S seria uma molécula de oxigênio. → Cooperatividade positiva ou interação heme- heme é o fato da ligação da quarta molécula de oxigênio com a hemoglobina ocorrer 300x mais rápido do que a ligação da primeira molécula de oxigênio. • O efeito da ligação da primeira molécula de oxigênio à hemoglobina confere afinidade crescente para a ligação das outras moléculas e assim por diante, de maneira que a afinidade do último oxigênio à hemoglobina é 300 vezes maior do que o primeiro oxigênio. • Este comportamento de afinidade também se expressa na liberação do oxigênio, onde o primeiro oxigênio sairá mais facilmente do que o último. • No caso da mioglobina que possui apenas uma unidade e uma ligação com o oxigênio, essa cooperatividade não existe. CURVA DE SATURAÇÃO DA HEMOGLOBINA A hemoglobina, no início, tem afinidade baixa para oxigênio, o que chamamos de curva sigmóide. À medida que ela vai se tornando saturada, ou que o oxigênio vai se formando ou que ela vai se tornando relaxada, o fenômeno de cooperação aumenta a sua afinidade pelo oxigênio. Já a mioglobina, como só tem uma unidade, a saturação é alta porque tem afinidade máxima, o que chamamos de curva hiperbólica, no músculo cardíaco e esquelético, por exemplo. MARIA EDUARDA SARDINHA ESTRELLA 58- 2025.2 BIOQUÍMICA – ANA PAULA 5 OBS: podemos explicar essa curva de dissociação pelo fato da capacidade da hemoglobina transportar e liberar facilmente o oxigênio aos tecidos e a cooperatividade, fato que não aconteceria com a mioglobina, por possuir afinidade máxima, acarretando na dificuldade na liberação de oxigênio. Essa curva de dissociação possui efeitos alostéricos. → A ligação do oxigênio com a hemoglobina pode ser afetada por vários fatores, como o pH do ambiente, pCO2, temperatura, os quais por agirem em um outro sítio diferente da ligação do oxigênio, porém influenciando a ligação, denominamos fatores alostéricos. EFEITO BOHR Na presença de CO2 e em ambiente rico em H+, ocorre inibição alostérica e a hemoglobina perde a afinidade ao oxigênio. → Como isso ocorre? Dentro da hemácia, a enzima anidrase carbônica transforma CO2 em ácido carbônico e H+, esse hidrogênio diminui o pH dentro da hemácia. Isso faz com que a hemoglobina perca alostericamente a afinidade pelo oxigênio, liberando-os de forma cooperativa. Assim, todos os oxigênios se desprendem nos tecidos aonde há mais gás carbônico e onde o pH está ácido devido a presençade íon hidrogênio. O que chamamos de Efeito Bohr. H2CO3: ácido carbônico O gás carbônico passa para o sangue, entra na hemácia. Dentro da hemácia ocorre a anidrase carbônica, a qual transforma gás carbônico em ácido carbônico e em íon hidrogênio. Esse hidrogênio abaixa o pH dentro da hemácia. Essa diminuição do pH faz com que ocorra uma inibição da atração da hemácia pelo oxigênio. Assim, a hemácia irá liberar a molécula de oxigênio e essa por difusão no tecido dos capilares vai para dentro do tecido periférico, oxigenando-o. DEFINIÇÃO DO EFEITO BOHR A liberação de oxigênio pela hemoglobina aumenta com a diminuição do pH, ou quando o PCO2 (pressão quantidade gás carbônico) está aumentada. Essa MARIA EDUARDA SARDINHA ESTRELLA 58- 2025.2 BIOQUÍMICA – ANA PAULA 6 ligação diminui a afinidade da hemoglobina pelo oxigênio, deslocando a curva de dissociação para a direita. O efeito Bohr é em si a alteração na curva de oxigênio pela mudança de pH. *Quando você está em acidose, ou seja pH mais ácido, a curva desvia para a direita e facilita a liberação de oxigênio. *Quando você está em meio alcalino, ou seja, pH básico, você desvia para a esquerda e a hemoglobina retém o oxigênio, não liberando o oxigênio para os tecidos. Diminui-se a liberação de oxigênio pela hemoglobina e aumenta-se a afinidade. 2,3 BIFOSFOGLICERATO Um outro efeito alostérico seria a presença da substância 2,3 bifosfoglicerato. Características do 2,3 bpg: → O 2,3 BPG é um isômero do ácido glicolítico presente nas hemácias. → Liga-se com maior afinidade à hemácia desoxigenada por interagir melhor com as subunidades beta da forma tensa. Assim diminui a afinidade pelo oxigênio, promovendo de forma alostérica a liberação de moléculas de oxigênio remanescentes ligadas à hemoglobina (oxigênio que restava na forma tensa), aumentando a capacidade das hemácias de liberar oxigênio nos tecidos que mais necessitam. → Por ser isômero do ácido glicolítico também leva á uma queda do pH intra-eritrocitário, desviando a curva de dissociação para a direita (efeito Bohr). → Em anêmicos crônicos, doentes pulmonares crônicos e moradores de grandes altitudes, encontram-se níveis aumentados de 2,3 BPG para facilitar a entrega de oxigênio nos tecidos, isso funciona como se fosse um mecanismo de adaptação. → É produzido através de um desvio da glicólise da hemácia. → Importante adaptação à altitude elevada e na doença pulmonar. MARIA EDUARDA SARDINHA ESTRELLA 58- 2025.2 BIOQUÍMICA – ANA PAULA 7 Efeito do 2,3 BPG Trata-se do fosfato orgânico mais abundante das hemácias, sendo produzido através de um desvio da glicólise da hemácia, com importante efeito alostérico na afinidade do oxigênio pela hemoglobina. Quanto maior o nível de 2,3 BPG na hemácia, melhor a oxigenação porque menor é a afinidade com o desvio da curva para a direita. *Fatores alostéricos que interferem na dissociação, desviando a curva para a direita: aumento do CO2, diminuição de pH, aumento de H+, aumento dos níveis de 2,3 DPG e o aumento da temperatura (também desvia a curva para a direita e melhora a oxigenação). *Fatores alostéricos que desviam a curva para esquerda: diminuição da temperatura, do gás carbônico e do 2,3 DPG e aumento do Ph. CURVA DE DISSOCIAÇÃO DA HEMOGLOBINA FETAL A hemoglobina fetal possui maior afinidade do que a hemoglobina A da mãe e este segredo que permite o feto buscar o oxigênio da mãe. Essa diferença se dá devido à força de ligação da hemoglobina com o 2,3 BPG. A hemoglobina fetal se liga de forma menos eficiente ao 2,3 BPG e a forma desoxi da hemoglobina fetal fica com maior afinidade ao oxigênio. MARIA EDUARDA SARDINHA ESTRELLA 58- 2025.2 BIOQUÍMICA – ANA PAULA 8 Anemia Falciforme Anemia falciforme é uma doença hereditária caracterizada pela alteração da hemoglobina das hemácias do sangue, tornando-as parecidas com uma foice, por isso o nome falciforme (Hemoglobina S- sickle, foice em inglês). → Essas células têm sua membrana alterada e rompem-se mais facilmente, causando anemia e trombos. A hemoglobina, que transporta o oxigênio e da cor aos glóbulos vermelhos é essencial para a saúde de todos os órgãos do corpo. → Essa condição é mais comum em indivíduos de raça negra. No Brasil, cerca de 8% dos negros possuem a anemia, mas devido à miscigenação historicamente ocorrida no país, pode ser observada também em pessoas de raça branca ou parda. → Essa alteração é uma alteração genética. A alteração ocorre devido a presença de o único aminoácido glutâmico estar na hemoglobina normal enquanto a hemoglobina falciforme possui o aminoácido valina. A denominação anemia falciforme é reservada para a forma da doença que ocorre nos homozigotos SS. Além disso, o gene HbS pode combinar-se com outras anormalidades herediárias das hemoglobinas, como hemoglobina C (HbC), hemoglobina D (HbD), beta talassemia, entre outros, gerando combinações que também são sintomáticas, denominadas respectivamente, doença SC (possui o aminoácido lisina), doença SD, doença S/beta-talassemia. No conjunto, essas formas sintomáticas do gene da HbS, em homozigose ou em combinação são conhecidas como doenças falciformes. Apesar de particularidades que as distinguem e de graus variados de gravidade, há considerável superposição do espectro epidemiológico e das manifestações clínicas e hematológicas de todas essas doenças. O diagnóstico dessas doenças é feito pela eletroforese da hemoglobina. MARIA EDUARDA SARDINHA ESTRELLA 58- 2025.2 BIOQUÍMICA – ANA PAULA 9 EPIDEMIOLOGIA DA ANEMIA FALCIFORME → Mais freqüente na raça negra. → 40% presente no continente Africano. → 10% presente no continente Americano. → 250 milhões de portadores recessivos no mundo. → 300.000 recém-nascidos/ ano são homozigotos no mundo. → Na África, 2% dos recém nascidos são afetados e 10% a 40% são recessivos. MANIFESTAÇÕES CLÍNICAS DA ANEMIA → Crise álgica (aguda- que leva à internação) • Sintoma agudo. • Associada a isquemia tecidual aguda causada pela vaso-oclusão. • Acompanhada de evidentes sinais inflamatórios, como edema e calor. • Síndrome mão-pé: processo inflamatório iniciado por necrose da medula óssea nas porções distais dos membros. Muita dor. *Essas hemácias s formam trombos, o que bloqueia o fluxo de sangue e leva a trombose, esquemia e necrose. MARIA EDUARDA SARDINHA ESTRELLA 58- 2025.2 BIOQUÍMICA – ANA PAULA 10 MARIA EDUARDA SARDINHA ESTRELLA 58 POR QUE ACONTECE A ICTERÍCIA? → Em humanos, cerca de 200 bilhões de hemácias são destruídas por dia. → A globina (aminoácido) é decomposta em aminoácidos que serão reutilizados. A porção porfirina é decomposta do Fe, que será armazenado no fígado e o restante degradado no fígado, baço e medula óssea. → O heme sob ação da heme-oxigenasse torna hemina e depois vira biliverdina. Essa biliverdina sofre ação da biliverdina redutase produzindo a bilirrubina que será armazenada na vesícula e eliminada nas fezes. → Pacientes com anemia falciforme tem uma hemólise maior. É um a anemia hemolítica, as hemácias são mais digeridas, cerca de 40 bilhões por dia, havendo um acúmulo produção de bilirrubina ocorre de forma mais acelerada, por isso ocorre o aumento da incidência de cálculo de vesícula e icterícia quando tem-se um crise hemolítica muito grande. *O teste do pezinho é uma forma de reconhecer se a criança possui a hemoglobina S. Esse teste é obrigatório. MARIA EDUARDA SARDINHA ESTRELLA 58- 2025.2 BIOQUÍMICA – ANA PAULA Em humanos, cerca de 200 bilhões de hemácias A globina (aminoácido) é decomposta em aminoácidos que serão reutilizados. A porção porfirina é decomposta do Fe, que será armazenado no fígadoe o restante degradado oxigenasse torna-se hemina e depois vira biliverdina. Essa biliverdina sofre ação da biliverdina redutase produzindo a bilirrubina que será armazenada Pacientes com anemia falciforme tem uma hemólise maior. É um a anemia hemolítica, as hemácias são mais digeridas, cerca de 400/600 acúmulo. Essa produção de bilirrubina ocorre de forma mais ada, por isso ocorre o aumento da incidência de cálculo de vesícula e icterícia se um crise hemolítica muito *O teste do pezinho é uma forma de reconhecer se a criança possui a hemoglobina S. Esse teste é Anemia Ferritina: onde está armazenado o ferro, sua absorção, se ela esta baixa a pessoa esta pré disposta a apresentar um quadro da doença Caracterizada por ferritina/ferro hemoglobina baixa e de em crianças e em mulhe Pode ser causa por di adjacentes ou hemorra tratamento consiste na ingestão de suplemento Metahemoglobina CARACTERÍSTICAS → É uma forma de proteína de hemoglobina cujo ferro do grupo HEME está sob a forma de Fe+3 e não Fe+2 da hemoglobina normal. → Possui cor castanho azulada. → 1-2% da hemoglobina de uma pessoa normal está sob a forma de metahemo que 2% leva a uma alteração. → Quantidades maiores levam a alterações podendo ser causadas por doenças genéticas 11 ferropriva armazenado o ferro, realiza se ela esta baixa a pessoa esta pré a apresentar um quadro da doença Caracterizada por ferritina/ferro baixos e e baixa qualidade. É comum eres grávidas. etas inadequadas, doenças agias internas/externas. O reeducação alimentar e na os férricos. Metahemoglobina É uma forma de proteína de hemoglobina cujo ferro do grupo HEME está sob a forma de Fe+3 e não Fe+2 da hemoglobina normal. Possui cor castanho azulada. 2% da hemoglobina de uma pessoa normal está sob a forma de metahemoglobina. Mais do que 2% leva a uma alteração. Quantidades maiores levam a alterações podendo ser causadas por doenças genéticas MARIA EDUARDA SARDINHA ESTRELLA 58- 2025.2 BIOQUÍMICA – ANA PAULA 12 (deficiência de enzimas como metahemoglobina redutase, Glicose-6- fosfatodesidrogenase, piruvato cinase) ou fatores externos (aminas, clorobenzeno, dapsona, nitroprussiato de sódio, cloroquina, nitrito, nitrato). Essas doenças genéticas e esses fatores externos podem levar a metahemoglobInemia, fazendo com que o ferro +3 se ligue a hemoglobina. METAHEMOGLOBINEMIA → Suspeitar na presença de cianose na ausência de doença cardíaca e/ou pulmonar. O paciente fica com os lábios, mucosas e extremidades de mão e pés azulados, → Sintomas relacionados com a diminuição de oxigenação: cefaléia, tonteira, cianose, taquicardia e dificuldade respiratória. → Diagnóstico: dosagem de metahemoglobina no sangue. → Oxímetro de pulso não faz o diagnóstico de metahemoglobina. *Síndrome do bebê azul por ingestão de água de posso com excesso de nitrito. TRATAMENTO DA METAHEMOGLOBINEMIA → Uso de azul de metileno (faz a reversão do excesso de metahemoglobinemia). • Indicado no tratamento das metahemoglobinemias tóxicas, principalmente nas intoxicações por nitritos, anilinas e derivados, compostos fenólicos (naftalina) e sulfonas (dapsona). • O azul de metileno é reduzido pela enzima metahemoglobina redutase e NADPH, o azul de leucometileno e este, por sua vez, reduz a metahemoglobina a hemoglobina. • Seu uso está indicado em pacientes com sintomas de hipóxia celular (dispnéia, confusão mental ou dor torácica) ou quando os níveis de metahemoglobina excedem 30%. • O efeito deste antídoto é relativamente breve e, em casos de intoxicação por substâncias que possuem meias-vida de eliminação prolongadas (ex: a meia vida da dapsona em dose terapêutica é de 30 horas e, em overdose chega a 77 horas), é freqüente a recorrência de metahemoglobinemia, sendo eventualmente necessária a aplicação de doses adicionais do antídoto. Envenenamento por cianeto Cianeto de hidrogênio (HCN) ou ácido cianídrico tem uma elevada afinidade por metais formando cátions metálicos em locais catalíticos de várias enzimas importantes. → Sua toxidade principal é por se ligar ao ferro da enzima citocromo oxidase mitocondrial da cadeia respiratória transportadora de elétrons e com isso ele bloqueia a oxigenação celular e a fosforilação oxidativa. Ou seja, o envenenamento por cianeto ocorre porque bloqueia dentro da mitocôndria o ciclo de Krebs, bloqueando assim a oxigenação celular. → Como oxigênio não é utilizado nas células, há uma maior tensão de oxigênio e a oxihemoglobina se acumula no sangue MARIA EDUARDA SARDINHA ESTRELLA 58- 2025.2 BIOQUÍMICA – ANA PAULA 13 periférico, daí o aspecto de rosado da vítima. Fora da mitocôndria o sangue está com oxigênio. → Ocorre uma hipóxia histotóxica. → Coração e cérebro entram em falência como arritmia, convulsão, coma e morte. → Sintomas estão relacionados a dose de exposição. → Se ingerido ocorre queimação de língua, esôfago e estômago. Se inalado, ocorre irritação nasal e ocular. → Ainda é usado em controle de pragas em porões de navios e silos de grãos. Cianeto de ouro é usado na douração de certos metais e em revelação de material fotográfico. → Presença de plantas como madioca- brava, altamente tóxica. Essa planta é muito comum no nordeste. → Usado na Segunda Guerra Mundial nas câmaras de gás para extermínio de judeus. TRATAMENTO DO ENVENENAMENTO POR CIANETO Nitrito de amila, nitrito de sódio 3% e tiossulfato de sódio 25%. → Essas três substâncias são utilizadas nas intoxicações por cianeto e compõem o kit cianaeto. Assim que for confirmada a intoxicação por cianeto e tomadas as medidas iniciais e de descontaminação, inicia-se imediatamente a administração dos antídotos específicos, na seguinte ordem: 1º nitrito de amila (por inalação) 2º nitrito de sódio (por via EV) 3º tiossulfato de sódio (EV) → Os nitritos oxidam a hemoglobina formando metahemoglobina que se liga ao cianeto livre. Essas substâncias também aumentam a destoxificação endotelial do cianeto por produção de vasodilatação. 1) NITRITO DE AMILA: é uma substância muito volátil e deve ter suas ampolas quebradas de forma a possibilitar a inalação pelo paciente enquanto o acesso venoso e as outras drogas são providenciadas. 2) NITRITO DE SÓDIO 3%: em adultos devem ser administrados 300mg (10 ml de solução) EV em 3-5 minutos. A administração de EV de uma única dose produz um nível de metahemoglobina de 20-30%. A oxidação da hemoglobina para metahemoglobina ocorre em 30 minutos. Se não houver resposta, pode ser administrada metade da dose inicial. 3) TIOSULFATO DE SÓDIO 25%: é um doador de enxofre que promove a conversão de cianeto em tiocianato (menos tóxico) pela ação da enzima sulfurtransferase (que é uma rodanase). A administração de vasopressores pode ser necessária uma vez que os nitritos podem causar hipotensão por vasodilatação.
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