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1 Bioquímica Isadora Lessa Chaves Notas de Aula da Prof. Paula Ciscotto Proteínas Plasmáticas Introdução As proteínas plasmáticas são proteínas que estão localizadas no nosso plasma sanguíneo. Grande parte dessas proteínas têm origem hepática ou seja são produzidas e secretadas pelos nossos hepatócitos. As duas exceções dessas proteínas sintetizadas pelo fígado são: as imunoglobulinas e os hormônios de origem proteica que são sintetizadas em outros tipos celulares Uma vez essas proteínas são sintetizadas elas são secretados pelos hepatócitos na corrente sanguínea e grande parte delas podem se deslocar do sangue para o espaço intersticial e esse deslocamento pode se dar tanto por difusão passiva ou através de transporte ativo. Por isso além da gente encontrar as proteínas plasmática efetivamente no plasma, é possivel encontrar pequenas quantidades de proteínas plasmáticas em outros fluídos biológicos Atentar mais as proteínas em termos de diagnósticos laboratoriais as proteínas que a gente encontra e pode fazer análise via plasma sanguíneo. Síntese de Proteínas As proteínas plasmáticas que estão contidas dentro do nosso plasma sanguíneo, como todos os outros tipos de proteínas, são sintetizadas de forma intracelular. As proteínas são sintetizadas de forma intracelular porque dentro das nossas células, especificamente no núcleo, temos os genes. Os genes são segmentos de DNA que vão ser capaz de nos dar informação para codificação de uma sequência de aminoácidos ou seja para codificação de um determinado tipo de proteína. O processo de síntese proteica ocorre em duas etapas: 1. Primeira etapa: Transcrição (núcleo) DNA → RNA 2. Segunda etapa Tradução (citoplasma) Formação do Polipeptídio Na primeira etapa o gene de uma determinada proteína específica vai ser transcrito em uma sequência de RNA, conhecido como RNA mensageiro. Esse processo de transcrição, de onde a partir de uma das fitas de DNA eu formo uma molécula de RNA mensageiro, está ocorrendo no núcleo das nossas células. Uma vez esse RNA mensageiro formado dentro do núcleo, ele adquire o espaço citosólico da célula, iniciando a segunda etapa No citosol o RNA mensageiro vai interagir com ribossomos livres ou com os ribossomos livres presentes retículo endoplasmático rugoso e a partir da sequência de nucleotídeos contido no RNAm irá formar uma sequência de aminoácidos. Para que esse ribossomo faça isso é necessária a ajuda do RNA transportador, que é um molécula de RNA que possui em uma das suas extremidade uma trinca de nucleotídeos que corresponde a um aminoácido especifico do código genético. Cada trinca de nucleotídeos no meu RNA mensageiro vai ser capaz de interagir com uma trinca de nucleotídeos presentes no RNA transportador e com isso eu tenho adição de um aminoácido na minha sequência da proteína. Assim nasces a cadeia polipeptídica ou proteína.. Resumindo: A medida que o ribossomo vai lendo esse RNA mensageiro, vai havendo a adição de uma sequência de aminoácidos de acordo com a sequência de nucleotídeos presentes nele, essa sequência refere-se a uma sequência de nucleotídeos presentes no gene codificador daquela proteína.. As proteínas que são sintetizadas por ribossomos que se encontram livres dentro do citosol das células, são proteínas que vão permanecer para desempenhar sua atividade nesse local. As proteínas plasmáticas, que vão ser secretados do meio intracelular para o meio extracelular, são proteínas que vão ser sintetizadas por ribossomos que estão localizados no retículo endoplasmático rugoso. Após a síntese dentro dessa organela, a cadeia polipeptídica migra para o complexo de golgi onde vai haver a transformação e adição de grupamentos químicos dentro dessa proteína. Do complexo de golgi essas essa proteína vai ser exportados, por meio das vesículas que vão se fundir na membrana das células e consequentemente vão ser secretados, é o caso das proteínas plasmáticas. Proteína Local de síntese Local para onde são secretadas Proteínas Ribossomos livres no citosol Permanecem no citosol 2 Bioquímica Isadora Lessa Chaves Notas de Aula da Prof. Paula Ciscotto Plasmáticas Ribossos livres no RER Secretadas p/ o meio extracelular Exemplo: A G Albumina, principal proteína plasmática. 1. Nas células do hepatócito temos o gene da Albumina, essa sequência de DNA sofre a transcrição para uma sequência de RNA mensageiro. 2. Esse RNA mensageiro sai do núcleo da célula e no citosol interage com os ribossomos presentes no retículo endoplasmático rugoso. Onde à formação de uma sequência linear, chamada cadeia polipeptídica. 3. Essa cadeia presente no retículo endoplasmático rugoso vai para o complexo de golgi 4. No complexo de golgi ocorra a transformação e o enovelamento dessa proteína. 5. Essa proteína, a Albumina, sai do complexo de golgi em vesículas que se fundem a membrana da célula e assim ocorre a excreção dessa proteína no espaço intersticial. 6. Posteriormente essa proteína plasmática ganha os vasos sanguíneos. Assim ocorre a síntese, a excreção e o deslocamento dessas proteínas plasmáticas para o vaso sanguíneo. As proteínas lineares, essas que foram sintetizada, não possuem atividades, pois as proteínas tem que passar por níveis de organização para que possa ser estruturada e assim ganhar atividade biológica. As proteínas possuem níveis de estruturas, sendo primário, secundário, terciário e algumas ainda chegam a ter estrutura quaternária. Estrutura primária: sequência linear de aminoácidos, essa estrutura se forma assim que são sintetizadas. Esses aminoácidos se ligam através de ligações peptídicas. Nessa faze a proteína não possui atividade. Estrutura secundária: as unidades peptídicas começam a fazer ponte de hidrogênio formando as estrutura de Alfa hélice e de folha. Essa estruturação ainda não tem atividade biológica. Estrutura terciaria: essas proteínas se enovelam mais um pouquinho passando para o nível de estruturação terciária. A cadeia lateral dos aminoácido começa a interagir entre si através de ligações não covalentes. Nessa fase a estrutura já possui função biológica. Na estruturação terciária a cadeia lateral dos aminoácidos, que compõem aquela cadeia polipeptídica, vão começar a interagir entre si através de ligações não covalentes como pontes de hidrogênio, ligação hidrofóbica, ligação ou interação iônica. Essas ligações são mais fracas. Lembrando que quanto maior for a presença do aminoácido cisteína na cadeia polipeptídica, maior a formação de pontes de sulfeto que é uma ligação covalente mais forte. Nesse momento a estrutura terciária das proteínas são formadas, algumas proteínas vão chegar só atende esse nível de estruturação, quais são elas: proteínas que são compostas por uma única cadeia polipeptídica. Já proteínas que são compostas por duas ou mais cadeias polipeptídicas, para que elas possam adquirir a função biológicas elas precisam chegar no nível de estruturação quaternária. Estrutura quaternária: São proteínas compostas por duas ou mais cadeias peptídicas, que interagem entre si por ligação covalente ou ligação de sulfeto, para desempenhar sua função biologia Existem 2 tipos de proteínas: as proteínas fibrosas e as proteínas globulares. As proteínas plasmáticas possuem uma 3 Bioquímica Isadora Lessa Chaves Notas de Aula da Prof. Paula Ciscotto estruturação globular, por isso recebe o nome de globulinas. São essas proteínas que se enovelam no empacotamento um pouco mais redondinho, com os ácido hidrofílicos voltados para o exterior e os aminoácido hidrofóbicos voltado mais para o interior. Características das Proteínas Plasmáticas Totais (PPT) Atualmente existem mais de 300 tipos distintos de proteínas quejá identificadas, porém serão estudadas apenas as proteínas mais abundantes e as proteínas que hoje são utilizadas como marcadores laboratoriais, ou seja, que podem ser utilizados como ferramentas de Diagnóstico Clínico de pacientes com algum tipo de patologia. Proteinas plasmaticas | | É localizada no plasma sanguíneo A maior parte têm origem hepática, sendo assim são sintetizadas no fígado (exceção de hormônios proteicos, que são glândulas distintas e diversas, e as imunoglobulinas que tem uma origem linfocitária produzidas a partir de linfócitos B) O ser humano produz em média cerca de 25 g de proteínas diariamente, sendo a principal proteína plasmática produzida em termos quantitativos é a albumina. Os outros tipos de proteínas plasmáticas, são classificadas como globulinas. Essas proteínas conseguem se deslocar com muita facilidade para o espaço intersticial, por difusão passiva ou transporte ativo, sendo possivel encontrar uma quantidade de dessas proteínas plasmáticas em outros fluídos biológicos, como urina, saliva, líquido amniótico, dentro outros. Marcadores biológicos: proteína aonde a alteração na sua quantidade, em termos plasmáticos, podem inserir que algum paciente esteja ou não com algum tipo de patologia Ex: degradar e catabolizar triacilglicerol (presente no tecido adiposo e composto por 3 mol de glicerol e 1 de ácido graxo) → na necessidade de energia, tem a ativação da enzima triacilglicerol lipase que degrada o triacilglicerol em 3 moléculas de ácidos graxos e o glicerol → o glicerol por ser uma molécula hidrofílica sai do meu tecido adiposo, ganha corrente sanguínea e alcança os hepatócitos onde ele poderá ser utilizado na gliconeogênese. Os ácidos graxos também precisam ser levados para os hepatócitos e para que isso ocorra na corrente sanguínea, eles utilizam a albumina Funções das Proteínas Plasmáticas Funcao transporte | | Albumina: carregadora de ácido graxo Globulina de ligação à tiroxina: promove o transporte de tiroxina, o hormônio da tireoide - o T4 A tiroxina é uma molécula extremamente pequena e hidrofóbica então ela não consegue cair na corrente sanguínea e ser transportada sozinha até os tecidos alvo, para ser transportada ela tem que ser acoplada (interagir) a globulina de ligação à tiroxina após essa interação ela sai da tireoide, cai na corrente sanguínea e interagi nas células alvo (cardíaca, musculatura esquelética, tecido adiposo). Ps: o T4 tem a função de promover a ativação catabólica para produção de energia Albumina é a proteína mais abundante quantitativamente, sendo uma das principais proteínas. No organismo ela colabora para o controle da pressão osmótica, ajudando no processo de regulação da pressão intravascular. A albumina é uma proteína produzida pelo fígado e secretada pelos hepatócitos no plasma sanguíneo. Essa proteína é importante para o transporte de moléculas hidrofóbicas que devem ser transportadas na corrente sanguínea (hidrofílica → rica em agua) 4 Bioquímica Isadora Lessa Chaves Notas de Aula da Prof. Paula Ciscotto Apolipoproteínas: interagem com moléculas lipídicas como o colesterol, triacilglicerol ou triglicérides formando que a gente as lipoproteína. LDL, vLDL e HDL que são as lipoproteínas formadas de quantidade diversas de triglicerol e colesterol ligada a proteínas carreadoras (apolipoproteínas). Essas moléculas lipídicas, colesterol e triacilgliceróis, são hidrofóbicas não podendo fluir sozinhas pela orrente sanguínea que é altamente hidrofílica para que isso ocorra elas têm que interagir com uma molécula mais hidrofílica que são as apolipoproteínas. Dislipidemia: alteração do metabolismo de lipídios Transferrina: sintetizada pelo fígado, é uma molécula capaz de transportar dois íons ferro para cada para células alvo Esses íons ferro transportados vão ser incorporados pelo citocromos (cadeia transportadora de eletron), pela hemoglobina (proteína capaz de transportar O2), e pela mioglobina (proteínas que vão armazenar O2). A transferrina fazer a transferência desse ferro até as células dos nossos tecidos para que eles possam incorporar esses íons de Fe+ nas proteínas de forma intracelular Imunidade humoral | | São proteínas plasmática que agem no nosso organismo em defesa contra antígenos. Quanto a algum processo infeccioso inicia-se a produção de imunoglobulinas, que são anticorpos. Umas das principais funções da imunoglobulina é interagir com esse corpo estranho e promover a neutralização dele. MANUTENCAO DA PRESSAO OSMOTICA | | A principal proteína que faz essa manutenção é a albumina, mas todas as proteínas agem em termos plasmáticos fazendo essa regulação da pressão osmótica, extremamente importante para homeostase do nosso organismo. ENZIMAS | | Renina: proteína sintetizada pelos rins É sintetizada pelo rim quando ocorre uma diminuição da perfusão de plasma sanguíneo em termos renais, ou seja, tem uma diminuição de pressão arterial. Se tem uma menor quantidade de proteína passando pelos rins, inicia-se a liberação da renina. A renina em termos plasmáticos, vai agir promovendo a clivagem do angiotensinogênio (molécula que é sintetizada pelo fígado), este quando é degradado forma a angiotensina I. A angiotensina I → convertida em angiotensina II pela ECA (enzima conversora de angiotensina) → age nos vasos sanguíneo promovendo a vaso constrição, aumentando a pressão arterial. INIBIDORES DA PROTEASE | | Alfa 1 antitripsina: vários tipos de células produzem protease, como as bactérias presentes no intestino e pâncreas e os neutrófilos. Quando os neutrófilos produzem proteínas, como a elastase que tem uma função mais protetiva, ela age na matriz de células bacterianas promovendo a lise da bactérias. Se tiver uma quantidade exacerbada de elastase produzida, não tendo como inibi-la, ela pode promover a degradação das próprias células, ou seja, ocorre a degradação de auto proteínas. A antitripsina é uma proteína produzida pelo fígado, que tem a função de degradar essas proteases que muitas vezes nosso organismo produz como moléculas de defesa TAMPAO | |. Todas as proteínas têm ação tamponante, isso porque as proteínas tem capacidade de interagir com íons H + presentes no meio. Se o plasma sanguíneo fica mais ácido, porque está produzindo uma grande quantidade de moléculas ácidas, essas proteínas plasmáticas vão começar a capturar os íons H + presentes no meio. Com isso o PH no plasma sanguíneo tende a aumentar. Alterações proteicas As alterações dessas proteínas em termos quantitativos em nosso plasma sanguíneo podem nos ajudar em termos de diagnóstico de determinado tipo de patologia quando se está frente a um paciente. As alterações sofridas são: Alteração em nível de taxa de síntese de proteínas: pode sintetizar mais ou menos determinados tipos de proteínas plasmáticas. Ex.: desnutrição, paciente está tendo uma ingestão baixa de proteínas. Alteração na taxa de remoção de proteínas: o processo de remoção de proteínas ele se dá pela perda de proteínas em nível homeostásico ou pode haver uma alteração na taxa de remoção por células do sistema retículo endotelial. Ex.: síndrome nefrótica. 5 Bioquímica Isadora Lessa Chaves Notas de Aula da Prof. Paula Ciscotto A síntese de proteína ocorre o tempo todo mas cada proteína tem uma meia-vida, um tempo que para ser sintetizada, quando ela não tem mais função ela é removida do nosso organismo. A maior parte da remoçãose dá por células do sistema retículo endotelial. Alteração em nível de volume de distribuição: perda da quantidade de volume sanguíneo. Análise laboratorial de proteínas plasmáticas As alterações em termos quantitativos das proteínas no plasma sanguíneo podem ser utilizadas como medidas para análise laboratorial, como uma ferramenta para diagnóstico. Existem três tipos de ensaios e metodologias que são utilizadas para mensurar a quantidade de proteínas no plasma de um paciente, que são: Medidas quantitativas de Proteínas Totais: quantificar as proteínas totais sem discriminação de proteínas específicas Ensaios quantitativos de Proteínas Individuais: medidas e análises de proteínas individuais Separação de proteínas por eletroforese: discrimina frações proteína fixas dentro do plasma sanguíneo de determinado tipo de paciente Nenhum ensaio laboratorial é decisivo, nunca pode ser encarado como uma ferramenta única para fechamento de diagnóstico laboratorial Medidas quantitativas de proteinas totais || A alteração na quantidade de proteínas totais, ajudam a identificar se ele está no estado de hiperproteinemia (uma maior produção/quantificação de proteínas totais) ou em hipoproteinemia (uma menor quantificação de proteínas totais) Métodos de medidas quantitativas de proteínas totais: Método de Biureto: primeiro é coletado plasma, esse sangue é coletado com a utilização de anticoagulantes, porque deseja-se mensurar proteínas totais levando em consideração tanto o fator de coagulação, quanto de fibrinogênio. Submete-se esse tubo de coleta a um processo de centrifugação, onde ocorre a separação das células que vão decantar com a parte do sobrenadante (plasma). O plasma é encubado com na solução de biureto, que possui íon cúprico (cobre), estes íons em meio alcalino se liga a ligações peptídicas, interage formando um complexo que emite um produto que pode ser lido no espectrofotômetro - ele emite uma coloração azul. Quanto maior a quantidade de proteína, mais intenso vai estar a coloração azul. Porque quanto maior a quantidade de proteína, obviamente maior a quantidade de ligações peptídicas, maior a ligação do cobre, maior a intensidade do azul Plasma: local onde estão as proteínas plasmáticas do paciente podem estar em condições alteradas ou não. A amostra do paciente com maior intensificação da coloração azul, significa que existe cobre interagindo com a ligação peptídica presente nas proteínas, o que implica que há uma maior quantidade de proteína Ponto negativo desse ensaio: há substâncias que podem interferir causando maior intensidade de coloração no produto após a incubação do íon cúprico. O íon se liga a essas. Ex.: Bilirrubina. 6 Bioquímica Isadora Lessa Chaves Notas de Aula da Prof. Paula Ciscotto Método de Lowry: só possui um passo a mais que o Método de Biureto, que é a utilização do reagente de Folin, o que deixa este método mais sensível O reagente de Folin-Ciocalteu ao interagir com a solução do cobre, interagindo com as ligações peptídicas, vai promover uma redução desse complexo conseguindo uma coloração amarela na solução. Quanto maior a intensidade da coloração amarela significa que foi maior a formação de complexo cobre e ligação peptídica. Leitura de absorbância. = implica em maior nº de ligações peptídicas = maior [] de proteínas totais dentro da amostra (coloração amarela). Método de Bradford: um pouco menos sensível porque utiliza-se o reagente de Comassie Azul G250. Esse difere dos demais pois se liga aos aminoácidos aromáticos, resultando em uma coloração azul. Desvantagem desse método: a quantidade de aminoácido aromático variar de uma proteína para outra, então perde em sensibilidade. Amostras com poucas proteínas vão ser menos coradas por que a composição delas tem uma quantidade menor de aminoácidos aromáticos. | | Motivos que levam a alteracao de concentracao de proteinas totais | | Hiperproteinemia: Desidratação: o paciente que tá no estado de desidratação, está perdendo água. O paciente (principalmente criança) apresenta vômitos consecutivos e diarreia. Ao perder água ele está aumentando a concentração de proteínas plasmáticas totais, entrando no estado de hiperproteinemia. Isso ocorre também na acidose diabética porque os pacientes que estão com esse quadro tem uma diurese muito grande, ocorrendo o aumento da concentração de proteínas plasmáticas. Miolema múltiplo: tem uma quantidade exacerbada de plasmócitos, uma grande produção de linfócitos B. Os linfócitos B são células que produzem imunoglobulinas, ela quando aumentada leva o paciente ao estado de hiperproteinemia Cirrose hepática e hepatite ativa crônica: são pacientes que no primeiro momento podem ter de forma transitória a lise de células hepáticas, com isso ocorre a liberação de proteínas que deveriam estar no meio intracelular para o meio extra-celular, o que acarreta em aumento de proteínas plasmáticas totais. Ao mesmo tempo são processos crônicos que encadeiam processos inflamatórios. Lupus ou Artrite reumatoide: são patologias autoimunes que possuem uma grande concentração de proteínas plasmáticas totais. Endocardite bacteriana aguda: é um processo inflamatório que leva o paciente a ter um quadro de hiperproteinemia Hipoproteinemia: Perda renal de proteínas: são pacientes que sofrem de síndrome nefrótica, esse paciente está tendo destruição de células glomerulares dos túbulos renais, ocorrendo uma alteração tanto no processo de reabsorção quanto no de filtração. Na reabsorção, os túbulos renais filtram as proteínas porém essas não conseguem ser reabsorvidas, saindo então pela urina. Pacientes suspeitos de uma hemólise acentuada, de uma lise de hemácia acentuada, não é recomendado fazer esse ensaio quantitativo de proteínas totais. Porque quanto maior a lise das hemácias maior a liberação de hemoglobina e grupo hemi, essa liberação vai ser utilizada para formação no fígado e no baço de bilirrubina 7 Bioquímica Isadora Lessa Chaves Notas de Aula da Prof. Paula Ciscotto Queimaduras severas: o paciente entra no quadro de hipoproteinemia porque a pele é o principal local de armazenamento da albumina, quando há queimadura de pele ocorre a perda da capacidade de reserva consequentemente perda da quantidade de proteína plasmática. Desnutrição: é um paciente que tem uma baixa ingestão de aminoácidos, consequentemente tendo uma diminuição da taxa de síntese de proteínas plasmáticas. Isso corre porque há uma menor disponibilidade de aminoácidos, então esse paciente também vai ter uma hipoproteinemia Hipertireoidismo: tem uma baixa quantidade de proteínas plasmáticas, por que no hipertiroidismo há uma elevada produção de tiroxina (T4). Esse hormônio age nas células alvo aumentando o catabolismo de carboidrato, lipídios e de proteína. Quanto maior a produção de T4, maior a utilização dessas proteínas para produção energética ocorrendo uma diminuição destas. Hemorragia grave: pacientes que estão tendo danos vasculares e tem hemorragia grave, tem a perda de proteínas plasmáticas. Medidas quantitativas de proteinas individuas | | O ensaio utilizado para essa técnica é ensaio imunoquimico, em que se utiliza um anticorpo, anti aquela proteína específica que deseja-se analisar. O ensaio se baseia na interação de Antígeno – anticorpo → alteração na turbidez da amostra, pela formação dos complexos → métodos imunoquímicos mais utilizados: turbimetria e nefelometria. Ex.: O médico deseja saber se o paciente está com uma baixa ou alta concentração de albumina na correntesanguínea, para isso utiliza um anticorpo anti a proteína especifica que será analisada. O 1º passo é encubar o plasma do paciente com o anticorpo anti albumina, para que eles interajam e forme o complexo albumina – anti albumina. Inicia-se a formação de grumos dentro do plasma sanguíneo, promovendo uma alteração da turbidez da amostra. Com a aparelhos específicos é possivel analisar essa turbidez dessa amostra e consequentemente analisar qual a quantidade daquela proteína. Separacao de proteinas por eletroforese | Nessa técnica de separação de proteínas por eletroforese, temos um resultado semiquantitativo dos principais grupos de proteínas plasmáticas. Esses grupos também chamados de frações eletroforéticas, são denominadas fração de Albumina, fração de Alfa-1 globulina, fração Alfa 2 globulina, fração Beta e fração Gama. Essa técnica pode se usar o plasma sanguíneo do paciente ou o soro do paciente. Ela ocorre da seguinte maneira: O plasma é aplicado em uma fita de acetato de celulose, essa fita é colocada em uma cuba onde é inserida a solução tampão, com pH necessário para facilitar no transporte (carregamento) das proteínas. Lembrando que no plasma sanguíneo do paciente existem diferentes tipos de proteínas com diferentes características, seja de peso molecular ou seja de característica ácido-básico (proteína positiva – caráter básico, proteína negativa – caráter ácido). A fita então é submetida a um campo elétrico. No pH .do tampão, as proteínas apresentam-se com cargas elétricas diferentes, de acordo com o seu caractere ácido-básico (proteína positiva – caráter básico e proteína negativa – caráter ácido), o que faz com que migrem em velocidades diferentes na fita (negativas migram mais rápido e as positivas possuem uma velocidade menor) e ocorra uma separação das proteínas do plasma. 8 Bioquímica Isadora Lessa Chaves Notas de Aula da Prof. Paula Ciscotto A fita é corada, mostrando as bandas. As bandas são escaneadas, sendo representadas por um gráfico (perfil eletroforetico) Fração albumina: 52% a 68% Fração alfa-1: 2,4% a 4,4% Fração alfa-2: 3,1% a 10,1% Fração beta: 8,5% a 14,5% Fração gama: 10% a 21% Proteína total: 6,0% a 8,0% Albumina: 3,5% a 5,5% Esse perfil eletroforetico acima, representa o perfil de um paciente saudável. Utiliza-se essa metodologia para identificar se há alteração na concentração de alguma dessas bandas em algum paciente que possua algum tipo de patologia. Comparando os perfis eletrofereticos. Figura 1 –No paciente 4 existe um aumento expressivo dessa fração eletroforética em comparação aos outros indivíduos Dentro de cada fração eletroforetica, existe um conjunto de proteínas distintas, como: Fração alfa-1 globulinas: antitripsina, glicoproteína acida, lipoproteína, fetoproteína Fração alfa-2 globulina: haptoglobulina, macroglobulina e ceruloplasmina. Fração beta globulina: transferrina, hemopexina, β- lipoproteina, proteínas do complemento C3 e C4 Fração gama: composta por imunoglobulinas como a IgG, IgM, IgA e as proteínas C reativas (são expressas em problemas inflamatórios) Alterações na expressão dessas frações podem ser indicativos de alterações patológicas em termos de proteínas plasmáticas. Materiais: Soro ou plasma Não é necessário jejum, mas ode ser desejável para diminuir o risco de lipemia Não pode não utiliza amostras hemolisadas (↑maior hemólise, ↑ maior produção de bilirrubina, esta pode interagir com o corante e interferir no resultado) Estabilidade das amostras: As amostras tem estabilidade em uma semana ou mais a temperatura ambiente Um mês a 2 a 4ºC Concentração de proteína total: Adulto saudável em movimento: 6,0 a 8,0 g/dL Adulto em descanso: 6,0 a 7,8 g/dL Ps: os intervalos em neonatal, crianças pequenas e adultos com mais de 60 anos são ligeiramente menores. | | alteracoes das proteinas nos processor inflamatorios | | Existem proteínas que são expressas ou não em processos inflamatórios agudos e proteínas que são expressas em maior ou menor em quantidade em processo inflamatório crônico. Processor inflamatórios de fase aguda: Na reação de fase aguda existe uma resposta não especifica a um processo inflamatório seja ele ocasionado por infecções, por doenças auto-imunes ou por uma lesão tecidual (trauma, cirurgia, infarto do miocárdio ou em processos tumorais). Em todas essas reações vai haver uma grande variação na concentração de algumas proteínas plasmáticas, chamadas de 9 Bioquímica Isadora Lessa Chaves Notas de Aula da Prof. Paula Ciscotto proteínas de fase aguda, isso porque tem uma destruição tecidual. Após a destruição, tem a ativação do sistema imunológico, ou seja uma produção imensa de diversos tipos de citosinas que influenciam através de biossinalização a produção de proteínas plasmáticas. No caso do processo inflamatório agudo, observa-se uma elevação das flobulinas alfa-1 e alfa-2, assim como uma produção aumentada e bem característica de proteínas de Proteína C reativa Proteínas de fase aguda positiva: são as que tem sua concentração aumentada após uma resposta de fase aguda, que são elas Alfa-1 antitripsina, Alfa-1 glicoproteína ácida, haptoglobulina, ceruloplasmia e proteína do complemento C3 e C4. Proteínas de fase aguda negativa: são as que as proteínas que diminuem as suas concentrações, como a albumina e transferrina. Todo esse processo de aumento da expressão de determinados tipos de proteínas, como a diminuição da produção de determinado tipo proteína é acarretado pela produção de citosina após uma resposta imunológica nesse processo de inflamação aguda . Figura 2 –Baixa produção de albumina, decréscimo do pico da fração correspondente a essa proteína. Na fase aguda ocorre o aumento da expressão de alfa-1 e alfa-2 globulinas, aumentando o seu perfil eletroforético. Processos inflamatórios crônicos: No processo inflamatório crônico a diferença é que existe um lesão continuar dos tecidos, essa lesão faz com que haja estímulo de proteínas de fase aguda e um estímulo constante no sistema imunológico. O estimulo do sistema imunológico faz com haja uma elevação muito abrupta da fração Gama, que corresponde principalmente ao aumento da produção de imunoglobulinas do tipo G (resposta secundária a processos infecciosos). E a também um aumento expressivo na Alfa 2 globulina, devido ao estimulo de proteínas crônica. Figura 3 – Aumento exacerbado da fração de gama globulina devido as imunoglobulinas do tipo G. Nesse processo também à diminuição na concentração de albumina plasmática, evento esse que ocorre em consequência da produção de citosinas inflamatórias. Tipos de proteínas plasmáticas (frações) albumina | | Representa cerca de 40% a 60% das proteínas do plasma humano Principal proteína encontrada nos líquidos extra vasculares e na urina Meia vida de 15 ac 19 dias Velocidade de síntese depende da Ingestão proteica e regulada por feedback negativo pelo teor de albumina circulante Feedback negativo: quanto mais albumina circulante tiver no plasma sanguíneo, os hepatócitos entendem que eles precisam produzir uma menor quantidade de albumina Produção de cerca de 15g/dia (309 a 4,6g/dL) As principais funções da albumina são: 10 Bioquímica Isadora Lessa Chaves Notas de Aula da Prof. Paula Ciscotto Regulação osmótica: entre o espaço intravascular e o liquido intersticial Transporte e armazenamento: ácidos graxos e esteroides; bilirrubina (produto da degradação do grupo hemi da hemoglobina); fármacos (hidrofóbicos) e íons. Sua síntese é feita no fígado,na forma de pro-albumina. Sua síntese é regulada/ diminuída, em processos inflamatórios, pela produção de citocinas inflamatórias A degradação dessa proteína ocorre em todos os tecidos. Esse mecanismo ainda é muito desconhecido São degradas aleatoriamente (novas e velhas) Várias patologias podem levar a quadro de diminuição da produção de albumina (hipoalbuminemia) ou no aumento dessa produção (hiperalbuminemia) Hiperalbuminemia: aumento da concentração de albumina no plasma. É um processo raro Ocorre em casos de desidração (bem perceptível em crianças com algum processo infeccioso, que sofre de constante vômitos e diarreias) Hipoalbuminemia: diminuição da concentração de albumina no plasma Redução na síntese de albumina, ela pode ser acarretada por: Cirrose: ocorre de forma crônica a destruição de tecido hepático, sendo o fígado o responsável pela síntese de albumina, consequentemente vai haver uma redução da sua produção Ingestão inadequada de proteínas: baixa ingestão de proteína reduz a disponibilidade de aminoácidos, consequentemente vai ter baixa na síntese Queimaduras extensas: a pele é o maior local de armazenamento extravascular de albumina Aumento do catabolismo proteico ocasionado por processos infecciosos Infecção Hemodiluição: Ascites, Insuficiência Cardíaca Congestiva Perda proteica extravascular: síndrome nefrtica (proteinúria massiva, perda proteica excessiva na urina) e enteropatia perdedora de proteínas. (perda proteica pelo gastrointestinal) Perfil eletroforético de hipoalbunemia: É possivel observar nesses gráfico a diminuição na [] de albumina plasmática na cirrose hepática. Como é um processo de destruição dos hepatócitos, ocorre uma diminuição na síntese dessa albumina. Por ser um processo inflamatório crônico, vai haver um aumento de imunoglobulinas do tipo G que compõe a fração de alfa gama globulina. Na enteropatia perdedora observa-se um decréscimo plasmático na [] da albumina, porem nesse caso essa diminuição na síntese da albumina é acarretada pela falta de aminoácidos, pois essas não são absorvidos no gastrointestinal. Devido a isso a produção de imunoglobulinas do tipo G também é afetada. Na síndrome nefrótica tem-se alteração no processo de filtração e reabsorção proteica nos túbulos renais, resultando na perda de proteínas principalmente de albumina e de imunoglobulinas do tipo G. Nesse caso em particular ocorre um aumento expressivo de alfa 2 globulinas. alfa 1 – antitripsina (att) | | É um inibidor de protease, isso significa que ela é capaz de inibir proteases como tripsina, quimotripsina e elastase. Essas proteases são sintetizadas e produzidas respectivamente pelos neutrófilos, pâncreas e bactérias intestinais. 11 Bioquímica Isadora Lessa Chaves Notas de Aula da Prof. Paula Ciscotto Valores elevados: gravidez, inflamação, uso de contraceptivos Os neutrófilos são células do sistema imune, a primeira linha de defesa do organismo contra patógenos/antígenos. Quando o paciente tem infecções bacterianas o organismo produz neutrófilo, que são capazes de produzir elastase, esse por sua vez promovem a digestão da matriz proteica da membrana das células bacterianas, consequentemente promovendo a destruição dessa célula. Se a elastase é capaz de promover a digestão de proteínas de membranas, não só de bactérias, e existe uma quantidade excessiva dela no plasma sanguíneo e uma quantidade reduzida de tripiscina. Pode haver um processo de destruição das nossas próprias células, por isso essas proteases devem ser inibidas. Como um mecanismo protetivo. Deficiências hereditárias: hepatite neonatal que no adulto pode ocasionar cirrose. (Troca de AA, leva a proteína a formar agregados no fígado, não sendo excretada. Danificação do tecido hepático) Existem patologias que podem ser ocasionadas pela deficiência na produção da antitripsina de forma hereditária. A Alfa-1 antitripsina em mutações gênicas, podem ser sintetizadas com alterações de um único aminoácido e a troca deste pode levar essas proteínas a formar agregados, grumos no fígado. Se à formação de grumos de Alfa 1 antitripsina de forma hepática, significa que essas proteínas não vão ser liberadas no plasma sanguíneo, elas vão ficar armazenadas no fígado de forma crônica cirrose em adultos ou pode acarretar uma destruição hepática, hepatite Neonatal. Deficiência hereditária 2: Efisema: sem AAT, não há inibição da enzima Elastase, o que gera destruição do tecido pulmonar. Essa má produção de Alfa 1 antitripsina pode acarretar em um processo de enfisema pulmonar, visto que a uma alteração na sequência de aminoácidos antitripsina, sendo assim ela não é secretada para o plasma em nível hepático, ocasionando um acúmulo da enzima elastase. Esse excesso pode desencadear uma destruição das fibras elásticas, os alvéolos pulmonares. Ps: Essas anomalias podem ser detectadas por Exame de Sangue Fetal, antes do nascimento por PCR e Focalização Isoelétrica. Figura 4 - O processo de enfisema é um processo crônico, então a um processo inflamatório. Por causa dessa inflamação à ativação das células do meu sistema imune, aumento o perfil eletroforetico das frações de gamaglobulina, tendo a produção de citosinas que vão diminuir a minha produção e síntese de Albumina. Observa-se uma diminuição na fração de concentração de alfa-1 globulinas devido a uma diminuição na produção de Alfa 1 antitripsina. alfa 1 – fetoproteina (afp) | É uma proteína fetal, sintetizada pelo fígado do feto. Poder ser encontrada no soro materno até o sétimo e oitavo mês de gravidez, após o nascimento da criança a Alfa 1 fetoproteína não é mais detectada no soro materno. A função biológica da Alfa 1 fetoproteína é proteger o feto do ataque imunológico materno. Valores elevados de Alfa-1 são indicadores de: alteração do tubo neural-espinha bífica, sofrimento fetal, doença hemolítica do recém-nascido e hepatocarcinoma. (quando há valores elevados em adultos) Valore elevados de Alfa-1 fetoproteína no soro materno são indicativos de alterações fetais. Valores baixos de Alfa-1 fetoproteína são indicativos de que existe um grande risco de Síndrome de Down, ou seja, alteração no cromossomo 21. alfa 1 – glicoproteina acida (aac) | É uma proteína que é sintetizada pelo fígado, estando presente também na membrana de plaquetas. Na coagulação sanguínea a Alfa 1 glicoproteína é extremamente importante para o processo de coagulação e formação de trombos nos vasos. Além disso essa proteína também é responsável pelo metabolismo de hormônios esteroides e pela formação de colágeno 12 Bioquímica Isadora Lessa Chaves Notas de Aula da Prof. Paula Ciscotto A afla-1 glicoproteina também auxilia no transporte de hormônios esteroides Observa-se valores elevados de Alfa 1 glicoproteína em: processos inflamatórios, artrite reumatoide, na gravidez e no câncer de pneumonia Valores baixos dessa proteína é um indicativo de problema hepático grave alfa 2 – haptoglobulina | É uma proteína sintetizada pelos hepatócitos e pelas células do sistema retículoendotelial É uma proteína quaternária sendo então constituída de duas cadeias polipeptídicas, cadeia alfa e cadeia beta. A parte mais importante está presente na cadeia Beta, pois esta possui sítios de ligação a hemoglobina. Função: impede a perda de ferro e hemoglobina pela urina e transporta a Hb para o reticulo endotelial para ser degrada O sitio de ligação a hemoglobina é importante para que essa impeça a perda de hemoglobina e de ferro pela urina Quando temos a hemoglobina ligada haptoglobina,a haptoglobina vai ser capaz de transportar essa hemoglobina para ser degradada pelo retículo endotelial, tendo um reaproveitamento dos aminoácidos que compõe a hemoglobina no nosso organismo, assim como um reaproveitamento do ferro para síntese de novas proteínas Valores elevados de haptoglobulina são indicativos de: processo inflamatório, de doenças reumáticas, queimaduras e síndromes neuróticas Valores baixos ocorrem em processos de transfusão sanguínea quando o paciente tem a doença hemolítica do recém-nascido. alfa 2 – cerulopasmina | É uma proteína sintetizada no fígado Encontra-se valores mais elevados em mulheres quando comparado aos homens Tem a função de fixar cobre. Cada molécula de ceruloplasmina é capaz de fixar de 6 a 8 átomos de cobre, isso é importante pois ela possui a função de promover a oxidação de Fe em Fe3+ sendo necessário para que o ferro mais três possa ser incorporado em outro proteína, chamada transferrina. Possui atividade enzimática: histaminase, cobre e ferro oxidase. Essa proteína é capaz de promover a degradação de histamina, ou seja, ajuda a promover a regulação da pressão arterial. Isso ocorre porque a histamina é um vaso dilatador, então quando a maior produção de histamina a uma regulação da pressão arterial, diminuindo-a. Se o organismo possui a histaminase, ocorre a degradação da histamina consequentemente eu não vai haver a vasodilatação ocasionando um aumentando a pressão arterial Valores elevados dessas ceruplasmina são indicativos de gravidez, um processo inflamatório. Esses valores poder ser aumentado com o uso de contraceptivos e de outras doenças malignas. Valores baixos essa proteínas são indicativos da doença de Wilson e as síndrome de má absorção em dietas pobres em cobre e síndrome nefrótica Na doença de Wilson a uma alteração gênica, que acarreta em uma deficiência na incorporação de cobre a ceruloplasmina. A ceruloplasmina fica mais instável alfa 2 – macroglobulina | É sintetizada no fígado Essa proteína é um inibidor de protease É uma proteína importante para promover transporte de interleucina-2 e interleucina-6, que são citosinas de resposta imune a antígenos. Outra função das macroglobulinas é o transporte de insulina e de outras citosinas que são os fatores de crescimentos Valores elevados de macroglobulina pode ser observados no uso de contraceptivos, assim como lesão hepática e diabetes. Valores elevados dessa proteína associado a baixa de alumina, pode caracterizar síndrome nefrótica. No perfil eletroforético da hipoalbuminemia, quando há uma baixa de Albumina associada a valores elevados de Alfa-2 globulina temos uma síndrome nefrótica acontecendo. Isso ocorre porque existe uma elevação na Alfa-2 macroglobulina. 13 Bioquímica Isadora Lessa Chaves Notas de Aula da Prof. Paula Ciscotto Figura 5 - No um perfil eletroforético da síndrome nefrótica, ocorre uma diminuição na concentração plasmática de Albumina e na concentração plasmática de gamaglobulina porque está havendo uma perda de hemoglobina g. Ao mesmo tempo ocorre um aumento de Alfa-2 globulina pois a um aumento da síntese de macroglobulina. beta – TRANSFERRINA | É sintetizada pelo fígado e pelo sistema endotelial Cada molécula de tranferrina é capaz de promover o transporte de 2 íons de Ferro Meia vida no organismo é de 7 dias Função: Transporta o ferro para as célula, para incorporação nos citocromos, Hb e mioglobina e para os locais de reserva (fígado) A transferrina transporta os íons de ferro para a célula, para que essa possa sintetizar as hemiproteinas (hemoglobina e mioglobina) A transferina está de forma indireta impedindo a perda de Fe pelos rins e impedindo a deposição aleatória de Fe nos tecidos. Essa proteína é muito utilizada para o diagnóstico de anemias. Valores baixos de transferrinas são indicativos de inflamações e doenças malignas Valores elevados são indicativos de anemia por deficiência de ferro beta – proteinAs complemento | É um conjunto de proteínas que são produzidos pelo meu sistema imune em resposta primária a um processo infeccioso. Valores elevados dessa proteína é observado quando existem processos infecciosos Valores baixos de proteínas do complemento ocorre quando existe uma má nutrição, lúpus eritrematoso e coagulopatias vasculares disseminadas Quando a pessoa possui uma dieta pobre em proteína, tornam-se desnutridas por pouca ingestão de proteínas, tendo assim baixa disponibilidade de aminoácidos para a síntese de proteínas. Isso representa uma diminuição de resposta imunitária, sendo assim essa pessoa tem maior capacidade de adquirir doenças infecciosas beta – hemopexina (hx) | É a proteína capaz de transporta o grupamento Heme de hemoglobinas até o fígado, para ocorrer a depuração e formação de bulirrubina. beta – lipoproteina (ldl) | É a proteína capaz de transporta lipídeos. Valores elevados podem indicar: hipotireoidismo, cirrose biliar, nefroses e alguns casos de diabetes mellitus. gama – proteina c reativa | É sintetizada pelo fígado Proteína característica de fase aguda, ou seja, processo de infecção/inflamação aguda ocorre um aumento dessa proteína de forma imediata Indivíduos saudáveis que não estão passando por processo infeccioso, não é possivel detectar essa proteína no soro do paciente. É uma proteína que sofre maior elevação no processo inflamatório, sendo uma das primeiras a aparecer Valores elevados dessa proteína ocorre em: infecções bacterianas e febre reumática. Marcador não-especifico de lesão tecidual, infecção ou necrose celular associada com infarto ou malignidade Fator de risco independente para doenças cardiovasculares gama – imunoglobulina | 14 Bioquímica Isadora Lessa Chaves Notas de Aula da Prof. Paula Ciscotto A gamaglobulina é composta por muitas imunoglobulinas, principalmente as do tipo G. A imunoglobulina do tipo G é uma anticorpo que o corpo produz em uma resposta imune secundária, ou seja, uma segunda interação com o mesmo antígeno. Quando existem de forma crônica, como os processo alérgicos, no organismo da pessoa está ocorrendo a produção elevada de hemoglobina do tipo G A imunoglobulina do tipo M o organismo produz ela em uma resposta imune primária, quando é a primeira vez que o organismo entra em contato com determinado tipo de antígeno. A imunoglobulina do tipo A é uma proteína que esta presente em secreções mucosas, sendo encontrada na saliva e em muco bronquial. Essa imunoglobulina também é encontrada no leite materno A imunoglobulina do tipo D está localizada na membrana de linfócitos B, sendo dita como uma proteína receptora de células de linfócitos B A imunoglobulina do tipo E é uma proteína que tem a sua produção aumentada quando temos processos infecciosos ocasionados por helmintos, ou quando tem processos alérgico acontecendo no organismo da pessoa. Figura 6 – Caso de hipergamaglobulinemia Figura 7 - Caso de hipergamaglobulinemia Figura 8 – Caso de hipogamaglobulinemia ou agamaglobulinemia Proteínas de fase aguda Positiva | Alfa1-glicoproteína; Alfa1-antitripsina (inibição de enzimas proteolíticas); 15 Bioquímica Isadora Lessa Chaves Notas de Aula da Prof. Paula Ciscotto Haptoglobina (Coletar e transportar restos celulares e produtos de degradação); Ceruloplasmina; Proteína C reativa (coletar e transportar restos celularese produtos de degradação); Fibrinogênio (Prover fibrina para cicatrização) negativa | Pé-albumina; Albumina; Transferrina; Alfa1-fetoproteína; Fator de crescimento insulina-like (ÍGF-1’) Fator XII da coagulação.