Proteínas

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Proteínas
Thiago Mendes dos Santos- MED 104
 As proteínas são os principais polímeros (polipeptídios) estruturais e funcionais dos sistemas vivos, são polímeros formados por manômeros aminoácidos por meio de ligação peptídica (ligação covalente).
· Valor de referência da proteína no corpo humano: 6-8 g dl
Funções:
· ESTRUTURAL: formação das membranas, ossos. Colágeno e Queratina
· O Colágeno é a principal proteína estrutural encontrada no corpo humano, ele é uma proteína simples, com estrutura secundária e é proteína fibrosa (insolúvel em H2O), participa da formação das paredes dos vasos sanguíneos, tecido conjuntivo etc.
· A Queratina está presente nos cabelos, unhas e pele.
· Relação clínica: Escorbuto= carência de vitamina C, pode gerar anemia e sangramentos pois quem dá resistência ao colágeno é a HIDROXIPROLINA, porém essa HIDROXIPROLINA, está no corpo em forma de PROLINA e a transformação de PROLINA em HIDROXIPROLINA ocorre mediante a ação da vitamina C (coenzima) e da enzima PROLINAHIDROXILASE.
· ENERGÉTICA: proteínas podem atuar como fonte de ATP (fonte terciária de energia), Creatinina (regenera ATP no citoplasma)
· Em períodos de inanição ocorre a Glicogenólise (quebra de glicose) ou a Gliconeogênese (conversão de lactato, piruvato, glicerol e AMINOÁCIDOS em glicose)
· A Gliconeogênese ocorre da seguinte forma: proteína → DESAMINAÇÃO → ácido pirúvico (produto final da glicólise)
· Hemácias são anucleadas e sem mitocôndria e portanto não utilizam lipídeo (energia deles é advinda de mitocôndria) como fonte de energia e sim glicose, então o lipídeo não interfere na gliconeogênese.
· TRANSPORTE: 
· Lipoproteínas HDL e LDL (transporte de colesterol, pois o lipídeo é apolar e a lipoproteína é polar, permitindo o transporte pois dá uma solubilidade)
· Hemoglobina (transporte de oxigênio) 
· Albumina (transporte de Fe, Mg, outros minerais, hormônios T3 E T4 e bilirrubina que é produto da degradação da hemoglobina da hemácia)
· Excesso de bilirrubina no sangue faz com o indivíduo tenha icterícia (pigmentação amarela da pele das mucosas)
· Colesterol está presente nas membranas celulares diminuindo sua fluidez e produz hormônios esteroides sexuais 
· Função de pressão osmótica ou coloidal da albumina: a hipoalbuminia (baixa de albumina) no sangue gera um edema com formação de cacifo (espaço) é preenchido com água que só preenche e não tem a mesma função.
· Albumina só é produzida pelo fígado, baixa produção de albumina pode significar doenças hepáticas (cirrose, esquistossomose)
· A proteinúria (perda de proteína pela urina) não é normal e pode ser causada por febre, atividade física ou ser algo mais grave.
· TAMPONAMENTO: Proteínas podem ser usadas no tamponamento pois possuem caráter anfótero (comportam como ácido ou base e seus aminoácidos também) para controle do pH do sangue 
· O pH do sangue humano é de 7,35 e 7,45, mudanças muito bruscas podem causar a morte pois desencadeiam a desnaturação proteica
· Ácido fraco + sal derivado desse ácido e Base fraca + sal derivado dessa base
· DEFESA: São representados pelos anticorpos ou imunoglobulinas. Os anticorpos estão no grupo das gama globulinas
· HORMONAL: Alguns hormônios são compostos de aminoácidos como a Insulina, T3, T4, GH, Prolactina.
· Tirosina + Tirosina = TIRONINA
· TIRONINA + 3 IODOS= T3
· TIRONINA + 4 IODOS= T4
· ENZIMÁTICA: Nem toda proteína é uma enzima, mas toda enzima é uma proteína. Enzimas funcionam como biocatalisadores, aceleram, facilitam e proporcionam reações
· O peróxido de hidrogênio (h2O2, água oxigenada) é muito ruim pois pode formar radicais livres, a enzima catalase age quebrando-o em h2o e o2.
Aminoácidos 
São formados por carboxila (COOH) → ÁCIDO; pelo grupo funcional amino (NH2) → BASE; hidrogênio e radical que definirá o tipo de aminoácido.
 
· Podem ser polares ou apolares 
· Podem ser ácidos, básicos ou neutros → caráter anfótero, depende de qual parte é maior
· Podem ser eletronegativos, eletropositivos ou neutros (COOH confere negatividade e o NH2 confere positividade)
· Existem 20 aminoácidos e tirando a GLICINA, todos possuem carbonos assimétricos e consequentemente atividade óptica.
· Pode entrar no meio dos aminoácidos outros grupamentos radicais como por exemplo na prolina que entra o OH e transforma em HIDROXIPROLINA que atua no colágeno e evita escorbuto
· Podem ser transformados como por exemplo: 2 CISTEÍNAs se juntam por PONTE DISSULFETO e formam a CISTINA, que é outro aminoácido que não é codificado pelo corpo
· Insulina e albumina têm pontes dissulfeto
Classificação dos aminoácidos 
· ESSENCIAIS: composto por 8 aminoácidos que NÃO são produzidos pelo corpo e precisam ser ingeridos, como por exemplo a fenilalanina 
· Fenilcetonúria= falta da enzima fenilalanina hidroxilase que catalisa a fenilalanina em tirosina (hidroxilação adicionando um OH no anel aromático), teste do pezinho e não está degradando a fenilalanina.
· NÃO ESSENCIAIS: composto por 12 aminoácidos que SÃO produzidos pelo corpo.
· Reações de transaminação → transferência do grupo AMINO
· Produção de aminoácidos não essenciais
· Ácido glutâmico (glutamato)
· TGP (ALT), TGO (AST)
· SEMI-ESSENCIAIS: apesar de serem produzidos pelo corpo é produzido em pequena quantidade então precisa de ingerirmos, somente um aminoácido, a ARGININA.
Estrutura das Proteínas:
 
· PRIMÁRIA: sequência de aminoácidos em uma proteína. Aminoácidos ligados por ligações peptídicas covalentes fortes as quais para serem formadas liberam água. Muda aminoácido de lugar, de ordem ou estrutura → muda proteína toda.
· SECUNDÁRIA: formação de estruturas regulares, pontes de hidrogênio.
 
· TERCIÁRIA: enovelamento não simétrico da estrutura secundária, formando um arranjo tridimensional dos átomos da molécula no espaço, por meio de pontes dissulfeto. Se perde as pontes perde a função da proteína. Pontes dissulfeto, pontes de hidrogênio, ligações iônicas, ligações hidrofóbicas.
· QUATERNÁRIA: formadas pela associação de duas ou mais estruturas terciárias.
· HEMOGLOBINA (hb)
Hemoglobina A= formada por 2 cadeias alfa e 2 cadeias betas, cujos os ligamentos é o HEM ou HEMO, 4 anéis tetrapirólicos (onde fica Fe 2+ e liga O2)
Hemoglobina F (fetal) = 2 alfas e 2 gamas
Hemoglobina A2= 2 alfas e 2 deltas
Classificação de proteínas: 
· GLOBULARES: solúveis em H2O, transporte e enzimática, ex: hemoglobina
· FIBROSAS: insolúveis em H2O, estrutural, ex: queratina, colágeno, elastina
Anemia falciforme
Na posição 6 da cadeia beta, sai o ácido glutâmico e entra a valina. -> TROCA DE UM AMINOÁCIDO
Traço falsêmico é quando o individuo tem uma proteína HbS.
MANIFESTAÇÕES CLÍNICAS
· Crise vaso-oclusiva
· Crise de sequestro esplênico
· Alteração do crescimento
· Alteração neurológica
· Complicação renal
· Complicação ocular
· Priapismo (ereção por mais tempo, o que causa dores)
EXAMES:
· Teste do afoiçamento
· Eletroforese de Hemoglobina
Talassemia- Anemia do Mediterrâneo
Quando o individuo não produz cadeia alfa ou beta ou produz pela metade, o que dificulta o transporte de oxigênio
Anemia Megaloblástica 
Hemácias grandes e ovaladas, carência de vitamina B12 ou Ácido Fólico
Anemia Ferropriva:
Carência alimentar de ferro que pode ser pela alimentação ou absorção.
· Fe2+ é melhor de ser absorvido
· Fe3+ transforma-se em Fe2+ pela ação da vitamina C ou então é perdido nas fezes
· O Fe2+ liga-se a GASTROFERRINA para ser absorvido 
· Só o Fe3+ consegue se ligar a TRANSFERRINA para ser transportado, o Fe2+ se transforma em Fe3+ após se ligar com a CERULOPLASMINA 
· Proteínas que armazenam o ferro: FERRITINA E HEMOSSIDERINA 
· Ferritina proporciona maior solubilidade e baixos níveis de vitamina C prejudicam o resgate de ferro da hemossiderina
· Apoferritina: ferritina que não está combinada com o Ferro
· Hemoglobina tem Fe2+ e quando tem Fe3+ é chamada de metemoglobina que é afuncional
· Hemácias tem tempo de vida de 120 dias
Hemocromatose 
Excesso deferro.
Secundária: quando recebeu muitas transfusões sanguíneas e não consegue liberar o excesso de ferro, medicação para liberar pelas fezes.
Traço falcêmico e Malária 
Plasmódio entra na hemácia adquire formato de foice e o baço destrói esse agente etiológico junto com a célula.
Digestão das proteínas
I. A digestão das proteínas inicia-se no estômago. Lá existe uma proteína chamada PEPSINA essa enzima encontra-se na forma de PEPSINOGÊNIO (forma inativa de pepsina) que é ativado conforme ocorre liberação de HCl (ácido clorídrico) no estômago ou pelo próprio aumento de pepsina, essa enzima quebra os polipeptídios liberando aminoácidos aromáticos (fenilalanina, triptofano e tirosina) e geralmente retira os aminoácidos básicos ou neutros.
II. A segunda parte da digestão ocorre no intestino delgado que possui meio alcalino. As enzimas envolvidas nesse processo são: tripsina, quimiotripsina, elastase, carboxipeptidase A e carboxipeptidase B e essas são liberadas pelo suco pancreático.
· Tripsina: encontra-se na forma de tripsinogênio(proenzima) e é ativada pela enteropeptidase ou enteroquinase
· Quimiotripsina: encontra-se na forma de quimiotripsinogênio (proenzima) e é ativada pela tripsina.
· Elastase: encontra-se na forma de pró-elastase (proenzima) e é ativada pela tripsina.
· Carboxipeptidase A: encontra-se na forma de pró-carboxipetidase A (proenzima) e é ativada pela tripsina.
· Carboxipeptidase B: encontra-se na forma de pró-carboxipetidase B (proenzima) e é ativada pela tripsina.
Tripsina, quimiotripsina e elastase são endopeptidases (agem no meio) e carboxipeptidase A e B são exopeptidase (agem nas pontas), uma ajuda a outra, trabalham juntas
· A liberação e ativação das proenzimas pancreáticas é mediada pela ação da COLESCITOSININA e SECRETINA
· Aminoácidos livres e dipeptídeos são absorvidos pelas células epiteliais do intestino, onde dipetídeos são hidrolisados antes de entrarem na corrente sanguínea 
· Aminoácidos são metabolizados pelo fígado
· Nós não absorvemos a proteína e sim os aminoácidos (por isso não existe comprimido de insulina, assim aplica para ter pronto já no sangue)
· Sistema enteroporta do intestino (fígado intestino nutrição)
· Mecanismos de absorção: difusão simples, difusão facilitada, cotransporte
· Tem que ter um estímulo para produção de proteínas, como por exemplo a pessoa que vai na academia e começa a tomar suplementos, se não for não terá estimulo 
· Pool de aminoácido: aminoácidos disponíveis, indivíduo com câncer de mama, parou e voltou, sarcopenia pois está desviando aminoácidos para formação de outras coisas.
Ciclo da Ureia
 
· Excreção da ureia: transformação da amônia em ureia, vias de aminoácidos que vão ceder nitrogênio e vai ocorrer a formação da amônia no território hepático e essa amônia vai cair dentro do ciclo dq orbitina e formar a ureia (produto final da degradação da proteína ou grupamento de aminoácidos, mas não é só isso também vai formar energia para a formação na gliconeogênese, ciclos sempre estão interligados) ureia solúvel na água e sai pela urina, então se sai muita ureia na urina é poque está comendo muita proteína ou não está eliminando ela direito, degradação proteica tecidual
· Ureia cai na corrente sanguínea e a gente elimina ela, forma no meio do ciclo
· Creatinina: produto da fosforilação da creatina no músculo, vai para fora da célula e cai na corrente sanguínea, creatinina está aumentada no sangue é porque tem disfunção renal 
 
· Se faltar algo corpo tem mecanismos para driblar isso.
PROTEÍNAS CONJUGADAS OU COMPLEXAS
· Hemoproteínas: hemoglobina, citocromos, mioglobina e catalase-> proteínas ligadas ao anel tetrapirólico(grupo heme) e que possuem ferro na sua constituição, também são chamadas de cromoproteínas 
· Nucleoproteínas: parte proteica e parte de ácidos nucleicos, são as histonas, telômeros, telomerase
· Glicoproteínas: imunoglobulinas e hormônios.
· Lipoproteínas: quilomícrons,VLDL (lipoproteínas de muito baixa densidade), LDL (lipoproteína de baixa densidade) e HDL (liporteínas de alta densidade)
OBS1: caso clínico de nucleoproteínas
· GOTA: relacionada ao aumento de ácido úrico. O nitrogênio deve ser eliminado do nosso organismo pois é toxico e essa eliminação é feita sob a forma de uréia, creatinina, ácido úrico e amônia. A hiperuricemia (aumento de ácido úrico no sangue causa uma perda de solubilidade do plasma que vai gerar uma cristalização nos órgãos e articulações (formando o urato monossódico). Quando essa cristalização ocorre no liquido sinovial gera dores, caracterizando a gota.
· Níveis elevados de creatinina é problema renal na certa.
OBS2: proteínas plasmáticas: albumina e globulinas 
Proteínas plasmáticas estão 8 g por dl no plasma, altos valores pois não são armazenadas, pegou COVID diminui a globulinas e aumenta imunoglobulinas pois existe o pool de aminoácidos, você altera alimentação de acordo com o que você quer que o paciente produza.
ALBUMINA-> arranjadas em alfa hélice e unidas por pontes dissulfetos 
Insulina e Hemoglobina estão no plasma mas não são proteínas plasmáticas apenas estão sendo transportadas no sangue
METABOLISMO DAS PROTEÍNAS 
· Três principais fatores irão determinar a concentração das proteínas: velocidade de síntese, velocidade de catabolismo, e o volume de líquido no qual as proteínas estão distribuídas 
· Síntese: grande parte das proteínas plasmáticas são produzidas no fígado, outras produzidas por linfócitos= Imunoglobulinas e Apolipoproteína . 
· Hiperproteinemia
· Hipoproteinemia (lugar que produz está com falha, não tem matéria prima, está sendo perdido no caminho)
Frações proteicas- ALBUMINA- eletroforese
Albumina está em maior quantidade do que as globulinas juntas.
· Hiperalbuminemia: elevação dos níveis de albumina é MUITO raro (exceto na desidratação)
· Hipoalbuminemia: redução de síntese pelas células hepáticas devido a hepatopatias, desnutrição= falta de AA, hemorragias, queimaduras (a pele é o maior local de armazenamento de albumina extravascular)
· QUEM SÃO AS GAMAAGLOBULINAS? As imunoglobulinas 
Região Alfa 1 – Antitripsina
· Sintetizada predominantemente nos hepatócitos
· Faz proteção alveolar, atuando como antiprotease
· Inativa a elastase dos neutrófilos, enzima liberada durante a fagocitose, que destrói a parede alveolar.
Região Alfa 1- Fetoproteína 
· Sintetizada no fígado, usada como marcador tumoral.
· A elevação dos níveis não é especifica de malignidade. Usada principalmente para monitorar pacientes submetidos a cirurgias ou quimioterapia
· Está presente em até 75% das hepatopatias benignas (cirrose, hepatite alcoólica, doenças inflamatórias intestinais e colite ulcerativa)
Região Alfa 2- Haptoglobina
· Realiza o transporte da hemoglobina livre para o sistema retículo endotelial, onde é degradada.
· Quando a hemoglobina não está ligada a haptoglobina é filtrada pelos glomérulos e precipita nos túbulos, causando enfermidades renais.
Região Alfa 2- Ceruloplasmina
· Responsável por transportar COBRE
· Aumenta em infecções, doenças malignas e traumas
· Importante diagnóstico na Doença de Wilson
 
Região Beta 1- Transferrina
· Proteína transportadora de ferro
· A sua avaliação é útil no diagnóstico de anemia ferropênica
· Na deficiência de ferro o teor de TRF está aumentado devido ao aumento de síntese, mas a proteína está menos saturada com o ferro
Região Beta 2- Fibrinogênio
· Sintetizada pelo fígado, atua como substrato para a ação da enzima trombina
· Valores reduzidos levam a uma coagulação vascular descompensada, episódios esporádicos de sangramento e hemorragias
· Fibrinogênio é inativo e a Fibrina é ativa, coágulo
Proteína C. Reativa (PCR)
· Produzida pelo fígado
· Extremamente sensível a quadros de inflamação e infecção aguda 
· Sensível mas não especifica, pode ser vários tipos de infecções e inflamações, desde covid19 até apêndice vermiforme , marcador não especifico
· Associado ao sistema autoimune e atua na fagocitose
· Pneumoniaviral ou bacteriana
· VIRAL: 1 mg/dl
· BACTERIANA : 5 mg/dl
· Conjuntivite, otite, abcesso cutâneo
· Região GAMA
Região Gama- Imunoglobulinas
· IgD, IgE, IgG, IgM, IgA
· Valores aumentados em doença autoimune, infecção crônica 
· Níveis elevados de IgM no recém-nascido sugere infecção pré-natal (rubéola, toxoplasmose)
Casos clínicos- Proteínas
1. Um senhor de 62 anos etilista desde os 18 anos, apresenta aumento do volume abdominal, circulação colateral, icterícia, edema de membros inferiores e sangramentos intestinais. Em relação ao estudo das proteínas, explique ascite, edema de membros inferiores e sangramentos. 
Conseguiram com o conhecimento de proteínas explicar o ocorrido?
Pois bem, as características clínicas desse senhor, permite imaginar que ele tenha doença hepática, portanto, redução da síntese de todas as proteínas, dentre elas a albumina, responsável entre outras por manutenção pressão osmótica intravascular, sendo assim, os edemas (ascite: líquido na cavidade abdominal) se explica pela diminuição da albumina, hipoalbuminemia e os sangramentos, também pela mesma causa, dano hepático leva a redução da produção dos fatores da coagulação (todos proteínas), quase todos de origem hepática, logo sangramento. Proteínas são fundamentais.
2. Criança de 10 anos procura a UBS com queixa de “olhos inchados”, além de cefaléia e edema de membros inferiores. Há relato de diminuição do volume da urina, com cor escura e espuma persistente. Na pele há pápulas eritemato-pruriginosas após picada de inseto. Associando o estudo das proteínas, tente explicar o quadro clínico da criança.
Aqui o mecanismo que explica os edemas palpebrais e membros inferiores não é por conta de síntese reduzida e sim por perda, perda proteica na urina (proteinúria), os indivíduos normais não possuem proteinúria, temos apenas até 150mg/24 horas, algo que métodos laboratoriais não detectam. Essa criança após picada de inseto desenvolveu no local infecção bacteriana (pápulas), com formação de anticorpos e deposição do complexo antígeno-anticorpo nos glomérulos renais, onde se faz a filtração glomerular (aqui que há a barreira para a perda de proteínas na urina), como esse complexo (Ag/Ac) se instalou nos glomérulos(glomerulonefrite aguda), perdeu essa função de barreira e as proteínas foram excretadas na urina (proteinúria), responsável pela espuma.Tratou com antibiótico e antiinflamatórios e a criança ficou bem!
3. Paciente do gênero feminino, de 50 anos, branca, comparece ao pronto-socorro com quadro de dor abdominal, iniciada há 4 dias em região periumbilical, de limites imprecisos, acompanhada por febre baixa e proteína C reativa aumentada. Qual o provável diagnóstico e qual o papel da PCR?
Podem ter alguns diagnósticos, como estamos no início de nossa formação acadêmica, não vamos complicar, o diagnóstico é de apendicite (inflamação apêndice/intestino), nossa fala é sobre proteínas, então a PCR é uma proteína anormal que será produzida no fígado em células específicas (células de Kupffer: função de fagocitose e síntese de proteína) de defesa, principalmente a agentes bacterianos/virais/fúngicos e quaisquer processos inflamatórios, se elevam com maior evidência em processos inflamatório agudos, principalmente bacterianos.
4. Paciente do gênero masculino, 59 anos, internado no serviço de clínica médica no Hospital Universitário para investigação de “dor no ombro esquerdo”. A história da doença atual teve início com dor em ombro esquerdo e após 7 dias, ocorreu surgimento de hematomas neste ombro e região axilar esquerda, face lateral de braço esquerdo e em face medial de joelho direito e clavícula esquerda. Os hematomas eram espontâneos no subcutâneo, sem evidência de hemartrose. Pensando em possível doença hematológica e relacionando as funções das proteínas, racionalize esse quadro clínico.
Aqui a doença hematológica é a clássica hemofilia A deficiência do fator VIII da coagulação, como já falado anteriormente, uma proteína produzida nas células sinusoidais do fígado e em células endoteliais não-hepáticas localizadas por todo o corpo. Esta proteína circula na corrente sanguínea na forma inativa, unida a outra molécula chamada fator de von Willebrand, são fundamentais na cascata de coagulação, a ausência leva a sangramentos espontâneos, inclusive nas articulações (hemartrose). 
5. H.S.M., quatro anos de idade, masculino, com anemia falciforme diagnosticada aos cinco meses de vida, foi levado ao atendimento de emergência pela mãe por apresentar rinorreia hialina e tosse seca há dois dias, com evolução para febre (Temp. 38,6ºC) e dor intensa em membros inferiores em região distal abaixo dos joelhos, sem sinais flogísticos. Qual a explicação bioquímica, fundamentada no estudo das proteínas para tal doença?
Então o garoto sabidamente tem anemia falciforme caracterizada pela produção anormal de hemoglobinas, troca do aminoácido ácido glutâmico pela valina na posição 6 da cadeia beta, tendo então a hemoglobina S, HbS (de Sickle, foice), que sob determinadas condições de desoxigenação, polimeriza, deformando as hemácias, que assumem uma forma semelhante a foices, causando deficiência no transporte de oxigênio e gás carbônico e a ocorrência de vasoclusões, principalmente em pequenos vasos, representa o evento fisiopatológico determinante na origem da grande maioria dos sinais e sintomas presentes no quadro clínico dos pacientes com anemia falciforme, tais como crises álgicas(dor), crises hemolíticas(lise de hemácias), úlceras de membros inferiores(feridas), seqüestro esplênico, priapismo(ereção involuntária dolorosa) e acidente vascular cerebral.
Hemoglobina=proteína conjugada (heme + globina).