Bioquímica - Metabolismo Renal

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Beatriz Machado de Almeida 
Bioquímica – Aula 7 
Principais produtos de excreção 
Produtos indesejáveis do metabolismo: Ureia, 
creatinina e ácido úrico. 
• Utilizados para avaliar a função renal. 
• 50% dos produtos de excreção do organismo são 
produtos nitrogenados. 
• A taxa de excreção do ácido úrico não é um 
parâmetro para avaliar o metabolismo renal. 
Balanço nitrogenado 
 
O metabolismo no estado fisiológico deve manter o 
“estado nitrogenado”, ou seja, todo nitrogênio que é 
ingerido serve para a síntese de aminoácidos não 
essenciais, tendo relação com a concentração 
de aminoácidos livres. 
Esses AA vão: formar proteína; serão excretados, 
degradados pela oxidação, ou seja, eles podem ser 
usados como fonte de energia por alguns tecidos ou 
podem produzir outras moléculas de origem não 
proteica, que não possuem ligação peptídica. 
Para ser proteína precisa formar um peptídeo, 
precisa ter ligação peptídica. 
A degradação de proteínas teciduais fornece 
aminoácidos livres. Por isso precisa haver uma taxa 
de equilíbrio. 
Causas de desequilíbrio: catabolismo acentuado, 
infecção bacteriana, treinamento de força, 
inanimação (Desnutrição). Podem levar a catabolismo 
e ter um número maior de aminoácidos livres. 
O ser humano não é capaz de fixar o nitrogênio. Para 
ser fixado precisa de unidades de carbono ligado a 
ele, e ele livre vai formar o íon amônia que é tóxico. 
O nitrogênio ajuda na eliminação de hidrogênios 
livres, agente tamponante na filtração renal, mas o 
excesso pode levar a intoxicação. Então esse balanço 
nitrogenado é importante. 
Fluxo do nitrogênio dos aminoácidos 
para a ureia 
Existe um fluxo que é 
relacionado a 
detoxificação do 
nitrogênio dos 
aminoácidos para compor 
uma molécula que é a 
ureia. 
Nitrogênio livre → amina livre (NH3) → amônia (NH4) 
→ íon amônia (NH4+). 
Enquanto tiver hidrogênio no meio, o nitrogênio é 
capaz de capitar, desestabilizando o pH do 
organismo. 
AA livre → transaminação → glutamato → 
desaminado → amônia. 
Todo AA livre, fruto do excesso da dieta, da 
degradação de proteínas, vai sofrer transaminação, 
será transformado em um único AA, o glutamato. Ele 
é o único AA que pode ser desaminado (tirar a amina) 
pela ação da glutamato desidrogenase (GDH). A 
retirada do grupamento amina forma a amônia e ela é 
um dos componentes nitrogenados da ureia que 
contém 2 produtos nitrogenado que podem vir 
Metabolismo Renal 
 
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diretamente do aspartato ou o glutamato é 
transaminado em aspartato. As transaminases ALT e 
AST, enzimas hepáticas, realizam essa reação de 
transaminação, que acontece com exclusividade nos 
hepatócitos. 
Destinos do nitrogênio 
Amônia: tóxica. 
Tecidos extra-hepáticos: 
• Amônia + glutamato → glutamina 
• Glutamina sintetase. 
• Fígado: 
• Glutamina → Glutamato + NH4 
• Ciclo da ureia. 
 
Como a amônia é, nos tecidos extra hepático que tem 
glutamina sintetase, há a possibilidade de conjugar a 
amônia ao glutamato formando glutamina, que é o 
único AA que tem 2 compostos nitrogenados, ou seja, 
tem 2 aminas derivada do glutamato que tem só 1. O 
fígado consegue retirar os compostos nitrogenados 
tanto da glutamina quanto do glutamato e iniciar a 
síntese da ureia. 
A diferença do glutamato para a glutamina, é que a 
glutamina consegue ligar as unidades do carbono do 
aminoácido a duas aminas. 
Essa glutamina vai ser encaminhada para o fígado e 
será usada como: reservatório nas células neuronais 
para a liberação de glutamato (neurotransmissor), 
nos enterócitos é usada como uma das principais 
fontes de energia, mas nas células hepáticas e 
musculares a glutamina não tem atividade bioquímica 
estabelecida. 
No fígado: Glutamina → ação da glutaminase → 
glutamato (e NH4+) → ação da GDH → Cetoácido (e 
NH4+) 
Catabolismo de aminoácidos 
Aminoácidos: carbono alfa, uma carboxila, um 
grupamento amino, um hidrogênio e a cadeia lateral 
ou radical, isso é o que vai diferenciar os 20 tipos de 
aminoácidos. 
 
A GDH faz a reação de desaminação, separando a 
parte carbônica do grupamento nitrogenado que tem 
como destino o ciclo da ureia. O esqueleto carbônico, 
tem hidrogênio, tem oxigênio, então, ele pode ser 
usado como fonte de energia, ciclo de Krebs. Essa 
molécula é a ALFA CETOÁCIDO que são 
intermediários de ciclos energéticos. Toda vez que o 
ciclo de Krebs está completando uma volta ele está 
produzindo 8 intermediários que pode oferecer o 
esqueleto carbônico para a síntese de AA. 
Ex.: O piruvato é o produto final de degradação da via 
glicolítica, é um cetoácido, pode ser usado sozinho 
como fonte de energia (só carbono, oxigênio e 
hidrogênio) ou pode ser associada a um grupamento 
nitrogenado, se transformando na ALANINA. Já o 
aspartato, o cetoácido dele é o oxalacetato, ou seja, 
todos os intermediários do ciclo de Krebs e alguns 
produtos finais de degradação podem continuar 
sendo degradados ou formarem aminoácidos. 
Transaminação 
 
Reação de transaminação, reação de transferência, 
catalisada pelas enzimas aminotransferases/ 
transaminases (AST e ALT). O objetivo dessa reação 
é produzir ácido glutâmico e diversos alfa-
cetoácidos. 
O alfa-cetoglutarato é uma molécula advinda do ciclo 
de Krebs, ele vai receber um produto nitrogenado de 
qualquer aminoácido e vai formar o glutamato. E a 
 
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molécula que sobrou é um outro cetoácido, mas não 
sabemos qual é, porque depende do radical. 
A reação de transaminação serve para síntese de um 
novo aminoácido. As reações de desaminação 
(realizada pela GDH) servem para formar ureia 
porque está tirando um grupamento nitrogenado e não 
está acoplando outro cetoácido. 
 
Em cima tem os cetoácidos e embaixo tem o 
aminoácido. Quem faz essa reação são as 
transaminases TGO E TGP. E a única que consegue 
retirar do glutamato o composto nitrogenado é a 
GDH. Essa reação é a de desaminação. 
OBS.: A glutamina é um AA para nutrição dos 
enterócitos, mas se a pessoa tiver alguma célula 
neoplásica ou se houver alguma infecção bacteriana, 
estaria ofertando substrato rápido para a célula 
neoplásica se desenvolver e na infecção bacteriana 
pode proliferar acentuadamente essas bactérias. 
1. Reações de transaminação que estão acontecendo 
de cima pra baixo, do cetoácido para o 
aminoácido. 
2. Desaminação a partir apenas do glutamato, a 
única reação que pode acontecer inversa. 
 
As transaminases necessitam do cofator essencial, o 
pirodoxal fosfato ou PLP, um metabólito ativo da 
vitamina B6. As transaminases caracterizam-se como 
enzimas hepáticas porque o fígado é o grande 
reservatório de vitaminas do complexo B, que ativa a 
PLP, por isso a ação das transaminases vai ser mais 
eficiente nos hepatócitos. Porém, as transaminases 
estão distribuídas na maioria dos tecidos, muscular, 
esquelético, músculo cardíaco, músculo liso, mas têm 
baixa atividade catalítica devido a deficiência do 
cofator (vitamina B6). 
 
A maior parte das reações de desaminação são 
precedidas por uma transaminação. 
Desaminação (glutamato 
desidrogenase) 
A GDH ela é uma enzima alostérica, pode ter a sua 
atividade catalítica regulada por produtos celulares. 
Ela é inibida (efetor alostérico negativo) pelo GTP 
que é um equivalente ao ATP, e é estimulada (efetor 
alostérico positivo) pela deficiência de energia 
representada pelo ADP. Se é bicicleta de Krebs, toda 
vez que houver uma desaminação (atividade catalítica 
da glutamato desidrogenase) vai produzir um 
cetoácido e ele será usado no ciclo de Krebs. Só que 
o ciclo de Krebs não acontece aleatoriamente só 
porque tem AAs disponíveis para serem usados como 
fonte de energia, ele vai ser regulado 
alostericamente, desregulada apenas em células 
neoplásicas. 
Ciclo da ureia 
NH4+ + CO2 → carbomoil 
fosfato → carbomoilfosfato + bicarbonato → 
citrulina → citrulina + 
aspartato → 
argininossuccinato → 
fumarato + arginina → 
arginina + H2O → ornitina 
A síntese de ureia só acontece no hepatócito!! 
Quando acontece a desaminação do glutamato, no 
hepatócito, fica com a amônia livre. Amônia livre na 
matriz mitocondrial, na presença de CO2, vai formar 
a carbamoil fosfato. Esse produto vai ser conjugado 
com outras moléculas como bicarbonato e vai formar 
a citrulina. A citrulina é jogada no citosol, por um 
transportador específico, onde é conjugada com o 
 
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grupamento nitrogenado que vem do aspartato (fruto 
do ciclo de Krebs ou da dieta), formando o 
arginosuccinato, que é uma molécula comum tanto do 
ciclo da ureia quanto do ciclo de Krebs. Ela é o eixo 
da bicicleta, isso porque ela é sintetizada por 
produtos que vieram do ciclo da ureia e de um AA que 
veio de fora. E quando ela é degradada ela vai também 
fornecer substrato simultaneamente para o ciclo de 
Krebs (fumarato e malato) e substrato para o ciclo da 
ureia (Arginina). 
O fumarato e malato são duas moléculas usadas no 
ciclo de Krebs, são isômeros, então uma é 
transformada em outra, sendo que uma consegue 
atravessar a matriz mitocondrial enquanto a outra 
não consegue. 
Arginina é hidratada por uma enzima e forma uma 
molécula chamada ornitina. Por um transportador, a 
ornitina entra na mitocôndria e se conjuga com o 
produto inicial formado pela amônia e regenera a 
citrulina, dando seguimento ao ciclo. 
Então, o mais importante é sabermos que esse ciclo 
se inicia a partir da amina e que ele tem essa relação 
íntima com o ciclo de Krebs. 
 
 
 
Bicicleta de Krebs 
 
Sobre esse ciclo, já foram identificadas deficiências 
em todas as enzimas que participam dele além dos 
transportadores mitocondriais. São deficiências de 
baixa prevalência (autossômicas recessivas) e essas 
doenças genéticas o indivíduo fica com 
comprometimento severo devido aos níveis 
aumentados de amônia, são indivíduos que pouco 
chegam à vida adulta. 
O único tratamento que tem é retirar proteína da 
dieta, só que ainda assim, tem as proteínas teciduais 
que faz o indivíduo formar amônia. 
Lembra que a TGO é uma enzima que está presente 
na mitocôndria, justamente para realizar a reação de 
transaminação. 
Deficiência enzimática 
Todas as enzimas e os transportadores que tiram a 
citrulina da mitocôndria e o que leva a ornitina para a 
mitocôndria já foi encontrada a deficiência. 
• Deficiência ornitinatranscarbamilase; 
• Deficiência argininosuccinatosintetase e liase; 
• Deficiência de arginase; 
• Deficiência carbamilfosfatosintetase; 
• N-acetil – sintetase deficiência de glutamato; 
• Deficiência do transportador mitocondrial de 
ornitina. 
❖ Baixa prevalência, mas o paciente tem um 
comprometimento grave, até cognitivo, motor, 
devido à grande toxicidade exercida pela amônia. 
❖ Dieta restritiva. 
❖ O diagnóstico é sugerido por hiperamonemia, 
glutamina plasmática elevada e níveis de citrulina 
baixos. 
 
 
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Síntese de creatinina 
A concentração de creatinina é afetada por: idade, 
sexo, exercício físico, dieta e certas drogas. 
A ureia é livremente filtrada no glomérulo, mas tem 
uma taxa de secreção e reabsorção tubular 
relacionada a diurese. Portanto, não é um marcador 
bioquímico isolado fidedigno da taxa de filtração 
glomerular. Mas a ureia relacionada com a creatinina 
traz então uma relação importante de quando é que 
existe uma relação desses marcadores com a função 
pré renal ou pós renal. 
 
Arginina + glicina → guanidinoacetato → creatina 
A síntese de creatina acontece pela condensação da 
arginina com a glicina. Então, uma molécula de arginina 
se junta com uma de glicina e forma o 
Guanidinoacetato e ele é metilada a creatina. A 
creatina é um reservatório de unidades de fosfato 
que através de uma reação enzimática da 
creatinoquinase (CK) que fará a retirada e 
acoplamento de unidades de fosfato da creatina pra 
síntese de ATP imediata no tecido muscular. Quando, 
por algum motivo, a CK perde a capacidade de agir 
sobre a molécula de creatina ou creatina fosfato, elas 
são desidratadas formando um produto de excreta 
chamada creatinina. 
Ainda não definido pela literatura porque a creatina 
quinase perde a capacidade de tirar ou colocar 
fosfato na creatina. 
 
Todo mundo sintetiza creatinina porque a taxa de 
produção de creatinina é constante e tem uma relação 
com nossa massa muscular. 
Metionina → homocisteína + metila → metila + 
guanidinoacetato → creatina 
A molécula de metionina vai doar unidades de metila, 
quando isso acontece sobra a homocisteína, e a metila 
doada vai ser transferida para o guanidinocetato, 
através da enzima guanidilmetidiltransferase, para 
formar a creatina. 
Se olharmos a creatina ela tem uma outra unidade de 
metila que foi fornecida pela reação da 
metidiltransferase que veio pela metionina. (?) A 
metila vai ser importante para garantir que haja uma 
capacidade de atração da unidade de fosfato para 
essa molécula. 
Métodos bioquímicos 
Creatinina 
A depuração de creatinina: 
Como se efetua o teste? 
• Urina de 24hrs (dosagem e volume). 
• Dosagem de creatinina sérica. 
Creatinina é derivada da desidratação da 
creatina/fosfocreatina. Tem taxa de produção 
constante e é relacionada a massa muscular. Quando 
se fala em analisar os valores de creatinina, eles 
tendem a zero no plasma. Tudo o que é produzido é 
eliminado porque ela é filtrada livremente e não é 
reabsorvida, por isso que é padrão ouro para avaliar a 
TFG. 
Quando tem a creatinina aumentada no plasma, quer 
dizer que tem uma redução da TFG e a reação da 
creatinina é proporcional a TFG. Tanto que a 
depuração/clearence de creatinina ao longo de 24hrs 
é justamente o teste que vai determinar a TFG. No 
momento que começa a cair a TFG a creatinina não se 
eleva instantaneamente, só começa a dobrar/triplicar 
no plasma, quando já houver comprometimento da 
TFG. 
Ex.: se um paciente tem uma creatinina de 0,3 e o 
valor de referência é 0 a 1 mg/dL. A vida toda foi 0,3 
e o paciente não tem nenhum tipo de doença renal. 
Mas de um ano para o outro a creatinina mudou de 0,3 
para 1. Embora esteja dentro do valor de referência, 
esse dado traz informações muito importantes 
porque houve uma triplicação dos níveis normais de 
 
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creatinina – essa situação é para uma paciente 
mulher, que não malha. 
Ex.: aqueles pacientes que são fisiculturistas tem a 
creatinina normal de 2,5 a 3, porque o índice de massa 
muscular desses indivíduos é aumentadíssimo. Então, 
essa creatina com esse valor é fisiológica para essas 
pessoas. 
Depuração: (volume urinário X crea. mg/dL na urina 
de 24hrs) / (creatinina plasmática) 
Ref: homens 90 a 139 mL/min; mulheres 80 a 125 
mL/min. Diminui a partir dos 20 anos. 
A creatinina dosada na urina de 24 horas dividido pela 
creatinina plasmática, ou seja, o tanto que foi 
produzido em um determinado volume de urina e que 
tanto ficou. Ela é em média de 120 a 130 mL por 
minuto. 
A depuração da creatinina pode cair ao decorrer da 
idade avançada. Idosos tem o volume hídrico no 
metabolismo diminuído e então a taxa de filtração 
glomerular vai cair. 
Pode-se calcular a depuração renal sem urina de 24h. 
O cálculo do clearence estimado faz para triagem 
antes de submeter o paciente a urina de 24 horas. 
Explicação da fórmula da imagem: o 140 seria o 
máximo da taxa de filtração glomerular de 
mL/minuto. Pega esse 140 e diminui da idade que o 
paciente tem e multiplica pelo peso do indivíduo. 
Depois você divide pela creatinina sérica menos o 
mínimo da taxa de depuração de mL/minuto. 
Cistatina C 
É uma proteína inibidora da proteinase (degradação) 
da cisteina (molécula queenovela o DNA, RNA das 
células) e apresenta propriedades interessantes: tem 
baixo peso molecular (13kDa com 122 aminoácidos), 
por isso é livremente filtrada pelos glomérulos. 
Sintetizada por um gene expresso em todas as células 
nucleares e tem ritmo constante de produção. 
Metodologias atuais: imunoensaios, hemogêneos 
automatizados, utilizando partículas de látex ou 
poliestireno ligadas a anticorpos monoclonais 
específicos contra cistatina C. 
Relação da ureia sobre a creatinina: ureia/creatinina 
> ou = a 40. Creatinina de < ou = a 40, esse indivíduo 
tem problema renal. 
É possível dosar ela tanto no plasma quanto na urina. 
Lembrando que não é para encontrar ela no plasma, 
ela tem que tender a 0 no plasma, e também não é 
para encontrar ela na urina. Isso porque no momento 
que ela passa pelos túbulos, ela é completamente 
degradada, então se ela for encontrada na urina, é 
possível relacionar esse evento à doença tubular. Ou 
seja, se ela ficou no plasma, significa que ela não foi 
filtrada, aí seria doença glomerular. 
Proteinúria 
Aumento da excreção urinária de proteína, causado 
por: 
1. Aumento no sangue filtrado; 
2. Aumento na concentração circulante de proteínas 
de baixo peso molecular; 
3. Redução na capacidade de absorção e/ou 
reabsorção renal; 
A proteinúria acima de 300 mg/dia geralmente é 
patológica e é um importante marcador para dizer a 
progressão da insuficiência renal. Além do que a 
própria presença da proteína no lúmen vai levar a 
desencadear fatores pró-inflamatórios. 
 
Os tipos de proteinúria podem ser funcionais ou 
patológicas. E sendo funcional ela não tem relação 
inicialmente patológica. Quando se fala em 
rabdomiólise, o problema é a grande quantidade de 
mioglobina que é liberada para a corrente sanguínea. 
Ou seja, o indivíduo acometido por essa doença tem 
um excesso de proteína de baixo peso molecular 
sendo filtrada (é uma proteinúria funcional). Só que a 
grande concentração de proteína no lúmen é um fator 
inflamatório POTENTE capaz de levar a uma 
insuficiência renal aguda em 24 a 48 horas se esse 
paciente não for hidratado. Quando ela é patológica 
precisa saber se a origem é pré-renal ou renal ou pós-
renal. 
 
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TIPOS DE PROTEINÚRIA: 
Glomerular: geralmente a albumina, tipo mais comum 
e mais grave, caracterizado pelo aumento da 
permeabilidade glomerular. Ajuda como teste de 
prognóstico de paciente com IRA, denunciando algum 
déficit de filtração, alteração da carga da membrana 
basal. 
Funcional: forma de proteinúria glomerular causada 
por mudança do fluxo sanguíneo através dos 
glomérulos. Está associada a exercício, febre, frio, 
ICC, hipertensão, aterosclerose; 
Tubular: geralmente são proteínas de baixo peso 
molecular; 
De sobrecarga: concentração aumentada no plasma 
de uma proteína de baixo peso molecular anormal 
(cadeias leves de imunoglobulinas), inclui 
hemoglobinúria, mioglobinúria, proteinúria de Bence 
Jones. 
Pós-renal: secreção anormal de proteína no trato 
urinário posterior aos rins, e geralmente por 
inflamação ou malignidade. 
DETERMINAÇÃO DA PROTEÍNA TOTAL NA 
URINA: 
Coletada por um período de tempo: 
• 4, 8 e 12h – para monitoramento; 
• 24h – maioria dos casos; 
• Amostra da primeira urina do dia. 
A. Teste em tira de papel a partir de indicadores 
tamponados (semi-quantitativo) – teste da fita 
reagente. Ele não consegue nos dizer o que é 
albumina e globulina. Quem ajuda a determinar de 
maneira quantitativa é o: biureto. 
B. Método do biureto aplicado a proteína 
precipitada com ácido ou por filtração em 
membrana (quantitativo). 
C. Métodos turbidimétricos e de ligação a corante 
(vermelho de pirogalol, Ponceau S, CCB) 
(quantitativo). 
D. Eletroforese – determina o tipo de proteína. 
 
 
A fita reagente é apenas uma triagem, ou seja, 
encontrar proteinúria na fita reagente. 
A proteinúria na urina tem um valor de referência de 
< 150, e tem lugar que fala que é patológica acima de 
300mg/dl e outros acima de 500. E > 3g de proteína 
na urina de 24 hrs, é sinal patognomônico de síndrome 
nefrótica. 
MICROALBUMINÚRIA: 
A microalbuminúria é definida com a presença de 30 
a 300 mg de albumina na urina de 24 horas, ou uma 
taxa de excreção de 20 a 200 micrograma de 
albumina por minuto, em uma única diurese, em um 
único sumário de urina por exemplo. É quantitativa 
também e mais sensível que a proteinúria. É um 
marcador mais precoce. Consegue identificar que há 
uma taxa de filtração de micrograma por minuto. 
O mecanismo fisiopatológico que explicaria a 
microalbuminuria está embasado em um processo 
inflamatório sistêmico que levaria a uma disfunção 
endotelial e um aumento da permeabilidade capilar. É 
mais sensível para determinar essa inflamação. 
A metodologia mais utilizada na pratica laboratorial 
para a dosagem da microalbuminúria é a imunométrica 
(nefelometria ou turbidimetria).