Casos Clínicos em Bioquimica - Vaca louca, Anemia falciforme, Malária, Diabetes Mellitus

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA 
CENTRO DE CIÊNCIAS BIÓLÓGICAS E DA SAÚDE 
CURSO DE GRADUAÇÃO EM FARMÁCIA 
COMPONENTE CURRICULAR: BÍOQUIMICA I 
 
 
Caroline Santos Pereira 
Paula Thayse Ramos da Cruz 
 
 
 
 
ATIVIDADE COMPLEMENTAR: 
Casos clínicos em bioquímica I 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAMPINA GRANDE - PB 
OUTUBRO DE 2020 
 
Atividade Complementar de Bioquímica I 
 
Questão 1. 
A síndrome conhecida como "vaca louca" é uma doença infecciosa que ataca o 
sistema nervoso central de animais e até do homem. Qual a relação dessa doença com as 
proteínas? 
Resolução: 
A doença infecciosa em questão é uma doença priônica, pois seu agente infeccioso é 
um príon. A proteína príon celular(PrPc) é uma das proteínas produzidas normalmente pelos 
genes de todos os animais. Esta proteína atua nas células nervosas e, em condições normais, 
não provoca nenhum dano ao organismo, porém ela pode ter sua estrutura alterada formando 
uma estrutura modificada, o príon infeccioso. Os príons infecciosos são capazes de provocar a 
alteração da conformação de PrPcs normais, transformando-as em outros príons infecciosos. 
Este processo gera uma reação em cadeia que produz mais e mais príons infecciosos. As 
doenças priônicas atacam o sistema nervoso, prejudicando suas funções normais e matando as 
células nervosas. No caso da “doença da vaca-louca”, a encefalopatia espongiforme bovina 
(EEB), a doença provoca a morte de células do sistema nervoso central do gado. Devido à 
degeneração celular, formam-se buracos no tecido cerebral e este fica com um aspecto 
esponjoso, ele então passa a apresentar comportamentos estranhos e acaba morrendo. 
 
Questão 2. 
M.A.S., sexo feminino, negra, 3 anos. A mãe refere ter observado falta de 
disposição, cansaço e sonolência nos últimos meses. Junto com este quadro a criança 
queixa-se de dores, principalmente na cabeça e abdômen. Antecedentes familiares: irmão 
com 5 anos, sem queixas. Exame físico: criança apática, icterícia e abdômen globoso com 
baço palpável a 3 cm do rebordo costal. 
Exames complementares: 
 Dados obtidos Valores de referência 
Hemoglobina 9% 11 - 17g% 
Hematócrito 12% 36 - 48% 
Esfregaço de sangue fresco mostrou algumas células vermelhas em forma de meia 
lua. Após 24 horas, tendo-se vedado a entrada de ar entre a lâmina e lamínula, praticamente 
todas as células apresentavam-se deformadas. 
Foi realizada uma eletroforese de hemoglobina da paciente e da família, seguida de 
uma análise de microscopia eletrônica de membrana celular de eritrócitos da paciente, em 
condições de oxigenação normal e anaerobiose. Neste último exame foram observadas 
formações globosas associadas às membranas dos eritrócitos em condições de anaerobiose. 
A eletroforese da hemoglobina evidenciou apenas HbS. A eletroforese da hemoglobina dos 
familiares mostrou HbA (60%) e HbS (40%) nos pais e em um dos irmãos, e HbA em 
outro irmão. 
a) Qual o diagnóstico do caso? 
Mediante análise da sintomatologia e exames físicos e complementares, além da 
eletroforese, vê-se indicios claros de anemia falciforme. A icterícia é um sintoma comum da 
anemia falciforme e geralmente é causada pela liberação do pigmento bilirrubina com a rápida 
hemólise. O baço palpável é outro sintoma que indica uma complicação da anemia falciforme 
na infância, sendo o baço o órgão que filtra o sangue, ele pode aumentar rapidamente por 
sequestrar todo o sangue, o que pode levar à morte por falta de sangue para outros órgãos. A 
hemoglobina em formato de meia lua é outro indício para o diagnóstico supracitado de 
hemoglobina falciforme, além dos níveis baixos de hemoglobina e hematócrito que indicam a 
anemia. 
b) Qual a diferença estrutural entre HbS e HbA? 
A HbS resulta da mutação no gene que codifica a cadeia β da globina, produzindo uma 
alteração estrutural na molécula com a substituição de uma base nitrogenada timina, no sexto 
códon do DNA do cromossomo 11, por adenina, alterando o códon GAC para GTC no 
RNAm, o que acarreta a troca do ácido glutâmico (Glu) pela valina (Val), na posição número 
6 da cadeia β de globina, ocasionando o surgimento dessa hemoglobina. 
A formação de HbS compromete a estrutura das hemácias e essas ao invés de serem 
redondas passam a ter um aspecto de “C” ou foice, o que explica o nome falciforme. A 
hemoglobina HbA é a hemoglobina normal, que predomina nos eritrócitos, possuindo duas 
cadeias polipeptídias que contêm 141 aminoácidos e são denominadas cadeias alfa (α ). O par 
restante de cadeias idênticas contém 146 aminoácidos, e são denominadas cadeias beta (β). 
Essas cadeias formam junto um tetrâmero, possuindo quatro grupos heme, cada heme é 
formado por um anel protoporfirínico contendo um átomo de ferro. Para uma produção 
normal de hemoglobina são necessários, suprimento adequado de ferro, síntese de 
protoporfirinas e síntese da globina. 
c) Como a mudança estrutural em HbS afeta sua solubilidade? 
A substituição de aminoácidos na HbS modifica sua carga elétrica, pois a valina é um 
aminoácido de carga neutra (ponto isoelétrico ~ 6) e o ácido glutâmico apresenta carga 
negativa (ponto isoelétrico ~ 2,8). Essa troca altera o ponto isoelétrico da HbS, tornando-a 
menos negativa, tal fato resulta em uma mobilidade mais lenta da HbS, quando comparada 
com a HbA1 normal em eletroforese de pH alcalino (ph 8 a 9). Ademais, na HbA o ácido 
glutâmico auxilia no afastamento das moléculas desoxigenadas de hemoglobinas e a entrada 
da valina nesta posição favorece a polimerização em condições de baixo teor de oxigênio ou 
baixo pH. No estado oxigenado, a molécula de HbS está relaxada, e nesta conformação 
estrutural as globinas beta S estão mais separadas. No estado desoxigenado, a molécula de 
HbS torna-se esticada e as globinas beta S ficam mais próximas. Essa mudança de 
conformação favorece o contato entre as regiões da desoxiemoglobina, o que não acontece no 
estado oxigenado. Por meio da união de vários tetrâmeros de HbS, forma-se um número 
considerável de moléculas agregadas que geram longos polímeros, o que altera a forma da 
hemoglobina para a forma de foice. Como a formação de cristais de HbS, há a mudança do 
estado líquido e solúvel para o estado sólido e insolúvel, alterando a viscosidade da solução. 
d) Qual a explicação para a anemia? 
A anemia falciforme é causada pela destruição rápida de glóbulos vermelhos anormais, 
em formato de foice. Na anemia falciforme, os glóbulos vermelhos contêm uma forma 
anormal da hemoglobina, chamada de hemoglobina S (HbS). Quando os glóbulos vermelhos 
contêm uma grande quantidade de HbS, eles podem se deformar e assumir um formato de 
foice, sendo menos flexíveis. Essas células, com formato de foice são frágeis e se fragmentam 
facilmente, além disso, como são células rígidas, têm dificuldade para fluir pelos capilares, 
bloqueando o fluxo sanguíneo e reduzindo o fornecimento de oxigênio apra os tecidos. O 
bloqueio do fluxo sanguíneo pode causar dor e, com o tempo, lesões no baço, rins, cérebro, 
ossos e outros órgãos. Pode ocorrer insuficiência renal e insuficiência cardíaca. 
Além disso, vale comentar sobre a eletroforese, feita na paciente e nos familiares, que é o 
exame de sangue especial usado para determinar a existência da anemia falciforme, mediante 
presença exclusivamente da Hemoglobina S (HbS). Esse distúrbio afeta quase exclusivamente 
pessoas negras. Vê-se, na eletroforese, que tanto os pais como um dos irmãos apresentam o 
gene da anemia falciforme, chamado de "traço falciforme", pela presença de 40% de HbS. No 
traço falciforme, o indivíduo apresenta heterozigose para Hemoglobina S, sendo portador de 
um gene de hemoglobina normal e um gene com a mutação falciforme, formando o genótipo 
HbAs. O individuo HbAs é assintomático, nesse sentido, os portadores do gene não 
desenvolvem a anemia falciforme mas podem transmitir o gene para osseus descendentes e 
podem sofrer certas complicações, como sangue na urina. O irmão que apresenta apenas HbA 
é completamente saudável e não tem o traço falciforme. 
e) Qual a relação entre a anemia falciforme e a malária? 
Normalmente o protozoário Plasmodium usa uma proteína chamada adesina para 
chegar à parte externa dos glóbulos vermelhos, de onde chegam às paredes dos vasos 
sanguíneos. A partir daí, provocam os problemas neurológicos e circulatórios ligados à 
malária. A hemoglobina falciforme tornava os hospedeiros tolerantes ao parasita da malária, 
porque confere um efeito protetor sem afetar a capacidade do parasita de infectar o 
hospedeiro, nesse sentido, o mecanismo molecular que justifica esse efeito de proteção é 
mediado pela enzima heme oxigenase-1, que produz monóxido de carbono que protege contra 
a malária cerebral. O gás impede que o parasita Plasmodium cause a reação que leva à morte 
do hospedeiro. 
 
Questão 3. 
O médico do Sr. Antônio utilizou os níveis de hemoglobina glicada HbA1c para 
determinar se ele teve hiperglicemia mantida por um longo período (3 meses). O que é a 
hemoglobina glicada? Qual a relação entre a hemoglobina glicada e diabetes mellitus? O 
médico utilizou esse parâmetro de forma correta? Descreva o mecanismo de glicação da 
hemoglobina. 
Resolução: 
A hemoglobina glicada é formada através de uma reação irreversível, lenta e não 
enzimática entre a glicose sanguinea e a hemoglobina, ligando-as, essa reação é chamada de 
glicação. O exame que mede a quantidade de glicose ligada à hemoglobina pode fornecer uma 
avaliação do controle glicêmico médio no período de 60 a 90 dias antes do exame, uma vez 
que as hemoglobinas têm um tempo de vida de aproximadamente 120 dias. A reação de 
glicação ocorre entre a glicose que circula no sangue e os grupos amina livres existentes na 
porção N-terminal da valina de uma ou das duas cadeias beta da hemoglobina dos eritrócitos, 
essa glicação varia em função da concentração da glicose a que os eritrócitos são expostos, 
sendo um bom exame para análise média da glicemia sanguínea ao longo dos meses, 
comumente utilizado em exames de rotina de pacientes diagnósticados com diabetes mellitus 
para fins de controle terapêutico. 
A glicação não-enzimática de proteínas, também chamada de reação de Maillard, é um 
processo ligado à hiperglicemia crônica, a qual, por sua vez, ocasiona uma série de alterações 
fisiológicas importantes no desenvolvimento das complicações crônicas do diabetes. Como 
pode ser observado na Figura 1 abaixo, a reação de Maillard é subdivida em três estágios: 
inicial, intermediário e tardio. No estágio inicial, a glicose (ou outros açúcares redutores como 
frutose, galactose, manose e xilose) reage com grupamentos amino livres de várias moléculas, 
incluindo proteínas, ácidos nucléicos e lípides, formando um composto intermediário 
denominado pré-A1C, A1C lábil ou instável, aldimina ou, ainda, base de Schiff. Esta 
molécula sofre um rearranjo, produzindo um composto estável tipo cetoamina, não mais 
dissociável, agora denominado de HbA1c ou o produto de Amadori. Como essa reação não 
requer a participação de enzimas, as variáveis que regulam os níveis dos produtos glicosilados 
in vivo são: a concentração de glicose e proteína, a meia-vida da proteína e sua reatividade 
com os grupamentos amino. No estado intermediário, através de reações de oxidação e 
deidração, os produtos de Amadori são degradados em compostos carbonil (glioxal, 
metilglioxal e deoxiglicosona), os quais são muito mais reativos que os açúcares dos quais 
foram originados, agindo como propagadores de reações com grupamentos amino de várias 
proteínas, originando de forma irreversível compostos insolúveis, freqüentemente 
fluorescentes, usualmente chamados produtos finais de glicação avançada (AGEs). Estes se 
acumulam no organismo, sendo responsáveis pelas complicações crônicas do diabetes. 
 
Os três mecanismos pelos quais os AGEs causam dano tecidual são ligação a 
macromoléculas, interação com receptores específicos e acumulação intracelular. Nesse 
sentido, a determinação dos produtos de glicação (produtos de Amadori) é rotineiramente 
analisada através da dosagem da HbA1c, a qual é utilizada para avaliação do controle 
metabólico nos pacientes diabéticos.