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TRANSCRIÇÃO AULA DE BIOQUÍMICA BEATRIZ CUNTA - 2024 METABOLISMO DE BASES NITROGENADAS Vitaminas desempenham três funções essenciais no organismo: são cofatores enzimáticos, podem ser antioxidantes (podem doar elétrons para os radicais livres, neutralizando-os), ou podem atuar como hormônios (chegam ao núcleo das células ativando a transcrição de determinados genes e, consequentemente, a tradução de proteínas). Temos vitaminas hidrossolúveis e as lipossolúveis. Dentre as últimas temos as vitaminas A, D, E e K. Dentre as vitaminas hidrossolúveis, temos as vitaminas dos complexos B (cofatores enzimáticos, principalmente) e C (antioxidantes, principalmente). Em hipovitaminoses temos a diminuição das reações enzimáticas do organismo, alterando a velocidade de uma via metabólica e, como consequência, do metabolismo do organismo. As vitaminas do complexo B são cofatores do ciclo de krebs e do ciclo das pentoses, e sua deficiência gera comprometimento do metabolismo energético. Dessa forma, temos o desenvolvimento de várias doenças, principalmente em situações em que as populações apresentam déficits nutricionais. ● VITAMINA B9 (ÁCIDO FÓLICO - FOLATO) É um cofator enzimático em várias reações, e sua molécula doa metil (principal função) para reações químicas. É encontrada sob a forma de folato no organismo (forma desprotonada). É formada pela pteridina, pelo ácido para-aminobenzóico (PABA) e pelo aminoácido ácido glutâmico (na imagem abaixo são encontrados nessa mesma ordem, da esquerda para a direita). ❖ ABSORÇÃO DE B9 A B9 geralmente sob a forma de poliglutamato nos alimentos. No lúmen intestinal, a glutamato conjugase (carboxipeptidase) o quebra e os monoglutamatos formados sçao absorvidos em grandes quantidades pelos enterócitos. Nessas células, a hidrofolato redutase que transforma (redução) o ácido fólico em tetra-hidrofolato. Ele vai ganhar quatro hidrogênios, os quais serão adicionados na pteridina, nas posições 5, 6, 7 e 8 (quebrando as duplas-ligações). A forma biologicamente ativa é essa, que atua como cofator das enzimas. A hidrofolato-redutase, então, reduz a molécula de folato. É usado NADPH (carrega 2e- e um 2 H+). Primeiramente, o folato é convertido para di-hidrofolato para formar o tetra-hidrofolato → ocorrem duas reduções sucessivas. No fígado ele chega e é armazenado (uma das poucas vitaminas solúveis armazenadas); e outra parte vai para os tecidos pelos sangue ou é eliminada pela urina. O fígado também pode manda-la para a bile, sendo excretada pelas fezes ou reaproveitada na circulação entero-hepática. O THF pode ter radicais ligados a ele, principalmente nas posições 5 e 10, formando alguns compostos como: 5-metiltetra-hidrofolato; 10-formiltetra-hidrofolato, 5-formiltetra-hidrofolato. Todos esses compostos podem se converter a THF e vice-versa → TODAS essas formas são biologicamente ativas, dependendo do tipo de reação ❖ FUNÇÃO DA B9 → Sintese de bases nitrogenadas: replicação de DNA → Necessário na biossíntese de metionina → gera adenosilmetionina, que é responsável por originar fosfatidilcolina (importante componente bainha de mielina), sendo importante para a condução de impulsos nervosos. → Metabolismo de aminoácidos: por exemplo da serina e glicina. → Metilação em regiões específicas do DNA e RNA: grupamento metil provavelmente proveniente do metil presente no 5-Metil THF. → Formação e maturação de células sanguíneas: precisa de síntese de DNA, e no caso das células sanguíneas, por falta de B9, a eritropoeiese fica deficitária, gerando células sanguíneas imaturas, cuja capacidade de carregar o oxigênio fica comprometida e culmina em anemia perniciosa (extremamente grave e que pode levar a óbito). → Necessário para a conversão de homocisteína em metionina: metionina importante na geração da bainha de mielina, e a homocisteína se acumula caso não se converta, e está diretamente ligada a doenças cardiovasculares. Então, é importante tanto na geração de metionina quanto para eliminar grandes concentrações de homocisteína de dentro das células. OBS: gravidez e necessidade de suplementação de B9 → desenvolvimento e constante multiplicação celular do feto, além do desenvolvimento de seus sistemas. ❖ VIAS DE ATUAÇÃO THF → 5,10-metilenoTHF (posição 5 e 10 ciclizando com CH2), formado pela ação da serina-hidrometiltransferase, transferindo OH e CH2 para o THF e convertendo a serina em glicina. (O metileno desvia do primeiro ciclo para atuar na conversão de dUMP a dTMP) O metileno formado também é biologicamente ativo, e já começa a participar no metabolismo de bases nitrogenadas → o CH é transferido para dUMP (desoxiuridina monofosfato), de forma que se transforma em dTMP (desoxitimidina monofosfato), importante para a síntese de DNA. (conversão de dUMP a dTMP) Os quimioterápicos (metotrexato), no ciclo de atuação do THF, inibem a di-hidroxifolato redutase, enzima que realiza a conversão da DHF em forma ativa, THF. Assim, impede a síntese de tiamina monofosfato → impede a proliferação células. Já uma droga chamada capecitabina atua na conversão de dUMP em dTMP (enzima timidilato sintetase), também impedindo a duplicação do DNA. Esses medicamentos se ligam às enzimas catalisadoras dessas reações (atuando como reguladores de sua atividade e, consequentemente modulando a via metabólica). Quando queremos parar totalmente uma reação, utilizamos inibidores irreversíveis. Como efeito colateral temos o bloqueio da proliferação de células normais, pois os medicamentos não possuem especificidade para células deficientes/tumorais. As que mais sofrem são aquelas que proliferam-se com maior frequência: folículos capilares (queda de cabelo), hemácias (anemia). Existem antibióticos que inibem a síntese de THF em bactérias, pois elas não são capazes de absorver a B9. Um deles é o bactrim, que tem trimetropina (é um inibidor da di-hidrofolato redutase) e sulfametaxazol. As sulfonamidas inibem a enzima pteridina sintase, que permite a união de pterina ao PABA para formar o ácido fólico; então não há síntese do THF e param de se reproduzir (agente bacteriostático).. Quando tomamos antibiótico, apresentamos efeitos colaterais → tomamos em doses suficientes (pequenas) apenas para prejudicar a bactéria, mas dependendo pode comprometer nossas atividades metabólicas também (mesmo que nossa B9 venha da dieta), visto que nossa microbiota intestinal também produz folato. ❖ CONSEQUÊNCIAS DA DEFICIÊNCIA DE FOLATO → Anemia megaloblástica (eritropoiese), com crescimento das hemácias que não se dividem → Diarreia, fadiga, depressão e confusão, devido à falta de metionina → Danos na divisão celular (replicação do DNA) e síntese de proteínas (transcrição RNA). → Alteração no ritmo de crescimento, no metabolismo de DNA → Redução do funcionamento da B12, pois suas vias estão interligadas. → Nos fetos pode causar espinha bífida e defeito na formação do tubo neural (alterações na proliferação celular e na regulação epigenética). Por isso, durante a gravidez é uma vitamina limitante. ❖ OBS: ANEMIA MEGALOBLÁSTICA Os pacientes exibem: → Palidez, fraqueza, falta de ar e falência cardíaca (em um dos últimoscasos) → Aumento da atividade eritropoiética, produzindo células imaturas de todas as linhagens e morte celular prematura por ausência de DNA: hematopoiese defectiva + pancitopenia. → Aumento nos níveis de homocisteína. A maioria dos sintomas é reversível. ❖ CAUSAS DA DEFICIÊNCIA DE FOLATO: A perda normal da B9 se dá por: urina, fezes, suor e descamação da pele. Além disso, em virtude do reservatório no fígado, sua deficiência é notada cerca de 3-4 meses depois. → Drogas com estruturas similares à B9 e drogas anti-câncer como inibidoras de enzimas do ciclo da THF (di-hidroxifolato redutase), além de anticonvulsivantes (tratamento a longo prazo requer reposição). → Contraceptivos orais, fumo, antiácidos, aspirinas, álcool. → Necessidade aumentada, como em crianças e grávidas, dieta inadequada. → Incapacidade de utilizar vitamina absorvida (defeito em receptores ou enzimas) → Má absorção intestinal (principal causa): doença celíaca, espru tropical, doença de Crohn. Dentre as fontes, temos as vísceras, carnes, espinafre, brócolis, repolho, etc. A dose diária é de cerca de 400 pictogramas. ● VITAMINA B12 (COBALAMINA) Só é encontrada em alimentos de origem animal. Pessoas veganas ou vegetarianas estritas precisam de complementação vitamínica (injetável, VO), podendo gerar anemia, confusão mental, depressão e até levando a morte. A forma da dieta e a cobalamina, cuja estrutura lembra o heme → também é utilizada na síntese do grupamento heme (importância), por isso sua falta pode gerar anemia, além de estar conjugada com a B9. As formas ativas são a metilcobalamina e a desoxiadenosilcobalamina (participam da síntese de DNA por conta das purinas e das pirimidinas). ❖ ABSORÇÃO DA B12 A absorção da vitamina B12 tem algumas restrições, pois ela deve estar sempre ligada a uma proteína que a protege da oxidação. Na saliva temos uma proteína secretada chamada de cobalofilina. Quando comemos alimentos de origem animal, a pepsina e o ácido clorídrico no estômago auxiliam a liberar a vitamina B12 do alimento, que só então se liga a proteína cobalofilina, já depois da deglutição. No estômago também há a produção de uma proteína chamada fator intrínseco, produzida pelas células parietais do estômago. Quando o alimento sai do estômago para o duodeno, o fator intrínseco e o complexo B12-cobalofilina também vai; lá temos o suco pancreático, com sua basicidade, e o complexo B12-cobalofilina é degradado, e a B12 se liga ao fator intrínseco. No íleo, então, o conjugado B12-fator intrínseco é absorvido. O complexo formado entra no enterócito, onde a cobalamina é associada à transcobalamina 2, e ligada a ela chega ao fígado pelo sistema porta. No fígado ela pode ser armazenada e secretada; pode ser excretada com a bile para ser eliminada nas fezes ou reabsorvida no íleo novamente (depende novamente do fator intrínseco, que mesmo sem o meio ácido do estômago, apresenta reduzida atividade). Nesse órgão também pode ser transformada em metilcobalamina pelo metil doado pelo folato ou convertida em desoxiadenosil cobalamina Por isso, insuficiência pancreática pode gerar deficiência de vitamina B12 → se não há suco pancreático, não há combinação da B12 ao fator intrínseco, nem a sua absorção. Pessoas que fazem redução de estômago e reduzem a quantidade de fator intrínseco produzido, devem se submeter à suplementação vitamínica, mas muitas vezes a administração deve ser por outras vias (intramuscular), porque o que falta mesmo é o fator intrínseco. Pessoas com gastrite intensa ou úlceras no estômago também possuem deficiência de fator intrínseco, devendo estar atentas aos seus níveis de B12 e B9. ❖ FUNÇÕES DA B12 A vitamina B12 é um cofator enzimático, importante também na conversão de homocisteína em metionina. A metionina sintetase tem como cofator a forma ativa da B12 (metilcobalamina). Então, essa conversão depende tanto da vitamina B12 (atua como cofator) como da vitamina B9 (atua não como cofator, mas como substrato) → a homocisteína ganha o grupamento metil do 5-metilTHF, de forma a se transformar em metionina (metil passa da 5-metilTHF para a B12, que então passa o metil para a homocisteína). A metionina, por sua vez, é um precursor da adenosil-metionina (coenzima = metionina conjugada a ATP). É um agente metilante usado por metil transferases (importante na regulação epigenética), de modo que o baixo folato pode causar má formações no feto → espinha bífida. Também atua como cofator (desoxi-adenosilcobalamina) da isomerização de metilmalonil-CoA em succinil-CoA pela metilmalonil-CoA mutase; esse produto pode ser usado no ciclo de Krebs (produção energética) ou na síntese de heme. O metilmalonil-CoA atua no catabolismo de ácidos graxos ímpares. Deficiência na isomerização de metilmalonil-CoA causa o acúmulo de propionil-CoA, e com isso grandes quantidades de ácidos graxos de cadeias ímpares podem ser formados (o que não é normal, pois se forma de dois em dois) e incorporados à bainha de mielina, formando uma estrutura anormal, alterando a transmissão de impulso nervoso e causando efeitos neurológicos; pode ser indicado por parestesia (menor sensibilidade). Esses ácidos graxos aberrantes também se incorporam às membranas celulares, podendo causar danos a outras células. Também há aumento de metilmalonato no soro (marcador). A degeneração do SN pode ser reversível ou permanente. A metilcobalamina também participa da síntese de DNA e RNA, pela formação do THF na reação de conversão da homocisteína em metionina (converte 5-metilTHF em THF). Se há baixa B12, não há conversão suficiente de THF há o "sequestro" de folato, pois ele está na forma de 5-metilTHF, e são menores as concentrações de THF que atuarão na formação de TMP. Níveis elevados de homocisteína constitui fator de risco para aterosclerose, trombose e hipertensão, ao passo que metionina é necessária para formar s-adenosilmetionina, que forma fosfatidilcolina, que é componente da bainha de mielina. ❖ DEFICIÊNCIA DE VITAMINA B12 → Anemia perniciosa: normalmente associada à falta do fator intrínseco por atrofia da mucosa gástrica, doenças autoimunes (destruição das células parietais), idade (causa destruição das células parietais também). Além disso, o folato não é renovado e causa anemia megaloblástica. A diferença entre as duas condições é que na anemia perniciosa temos a lesão do SN. ❖ CAUSAS DA DEFICIÊNCIA DE B12 → Ingestão insuficiente, principalmente pela má absorção intestinal (falta de fator intrínseco e doenças inflamatórias intestinais) → Incapacidade de utilizar a vitamina. → Gastrectomia parcial (além de tirar as células parietais, faz comunicação do estômago com dudeno, porção com menos bactérias do intestino → acaba por aumentar a flora bacteriana que pode consumir essa vitamina e gerar carência). → Ressecção do íleo: gera carência pela falta do receptor que absorve o complexo FI-cobalamina → Drogas anticonvulsivantes e antibióticos: afetam a flora intestinal, gerando carência e menor produção de B12, principalmente em crianças e idosos. → Colchicina: medicamento anti-inflamatório usado para acalentardores de pacientes com gota, que interfere na absorção de B12 → Infecção por parasita de peixe: causa carência porque ele absorve grandes quantidades de B12. Ingestão insuficiente de B12 é incomum, uma vez que está presente em vários alimentos e é resistente ao calor. ❖ OBS: GASTRITE ATRÓFICA CRÔNICA Principal causa de anemia megaloblástica por falta de B12. Doença autoimune em que são produzidos anticorpos contra as células parietais da mucosa gástrica, prejudicando a síntese de HCl (fator necessário para absorção). Compromete a replicação das células e há assincronia entre o crescimento do citoplasma das células (principalmente hemácias pela alta taxa de produção) e a duplicação do DNA (macrocitose e anisocitose). Além disso, ocorre hemólise e pode desencadear icterícia pré-hepática, com acúmulo de bilirrubina indireta no organismo. Pode ocorrer excessiva tentativa de reposição de células pela medula óssea, de modo a gerar uma hiperatividade, aumentando a probabilidade de erros e, como consequência, de câncer.
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