Bioquímica Cardiovascular

Prévia do material em texto

…. Sistema Cardiovascular ….  
Bioquímic�  
4.1.Metabolism� d� Miocárdi�  
O coração necessita de energia diariamente para poder exercer sua função de bombear o sangue por todo                                  
o corpo humano e, assim, perfundir os tecidos. Para que isso ocorra em harmonia, é necessário que haja                                    
uma oferta contínua de oxigênio e substratos energéticos, o que é obtido através da circulação coronariana.  
O órgão cardíaco trabalha ininterruptamente, dependendo, então, de grande quantidade de energia. Por                          
isso, esse tecido precisa, naturalmente, gerar grande quantidade de ATP ao nível celular.  
Inicialmente, é preciso ressaltar que o próprio evento da contração muscular depende de ATP. A miosina é                                  
uma ATPase que hidrolisa essa molécula constantemente durante o ciclo cardíaco. O miócito cardíaco,                            
então, além de suas organelas usuais (túbulos T, retículo sarcoplasmático, núcleo, …) tem grande                            
quantidade de mitocôndrias funcionais para que, através do metabolismo aeróbio, elas possam suprir a                            
demanda energética de ATP. O músculo cardíaco é extremamente dependente do metabolismo aeróbio.  
A produção de energia pela mitocôndria se dá através da transferência de energia de macromoléculas                              
combustíveis à síntese de ATP. A reação de quebra dessas macromoléculas é acoplada à reação de                                
fosforilação do ADP, sintetizando, assim, uma molécula de ATP. A utilização de cada substrato pelo coração                                
é definida tanto pela concentração arterial de cada um deles, quanto pela demanda energética do                              
miocárdio em um determinado momento.  
Como o ATP não é uma molécula estável, é necessário que haja uma maquinaria de síntese dessa                                  
molécula muito bem desenvolvida no coração, sendo que a maquinaria mais sofisticada é a própria                              
mitocôndria.  
O coração não depende de ATP apenas para a contração muscular, mas também para outros processos,                                
como a manutenção da atividade da Na-K-ATPase, a                
síntese de proteínas, o desempenho organelar e              
muitos outros processos.  
O coração é um órgão altamente oxidativo, sobretudo                
porque precisa de alta demanda de gás oxigênio para                  
produzir ATP. A demanda por oxigênio pode mudar                
conforme a atividade da musculatura cardíaca: uma              
alta atividade (taquicardia) precisa de uma maior              
captação de gás oxigênio, enquanto uma baixa              
atividade (bradicardia) precisa de uma menor captação              
desse gás. O metabolismo basal do coração, inclusive,                
despende maior quantidade de oxigênio do que o                
metabolismo de órgãos como o cérebro, o rim e a pele.                      
Isso se dá porque esse tecido, mesmo em “repouso”,                  
continua trabalhando ininterruptamente, consumindo        
altas quantidade de ATP e oxigênio.  
  
4.1.1.Combustívei� d� Coraçã� Human�  
As principais fontes de energia do coração são os                  
carboidratos e ácidos graxos , utilizados em maior              
proporção nos estados pós-prandial e de jejum,              
respectivamente. Os substratos se transformam          
  
 …. Sistema Cardiovascular ….  
bioquimicamente no intermediário acetil-coA , que ingressa no Ciclo de Krebs e sintetizam ATP.  
Durante o jejum, o nível de ácidos graxos livres no sangue é alto, e estes são preferencialmente utilizados                                    
para o metabolismo oxidativo, tornando-se a principal fonte de energia. Quando os ácidos graxos são                              
oxidados, a oxidação da glicose é inibida, sendo altamente convertida a glicogênio (“ efeito econômico da                              
oxidação do ácido graxo ”). Vale ressaltar que o glicogênio cardíaco tem um papel diferente do glicogênio                                
sintetizado pela musculatura esquelética. Não se sabe muito bem a função do glicogênio cardíaco, apesar                              
de existirem vários estudos que apontem que a presença dessa substância seja indispensável ao                            
funcionamento do tecido.  
Em contrapartida, no período pós-prandial, quando os níveis de glicose e insulina circulantes estão                            
elevados, os níveis de ácidos graxos circulantes são suprimidos. Assim, o coração diminui a captação de                                
ácidos graxos e, com isso, a inibição da glicólise é removida e a oxidação da glicose, aumentada. Ademais,                                    
o próprio metabolismo da glicose suprime diretamente a oxidação de ácidos graxos.  
Refeições ricas em gorduras levam a um aumento acentuado de triglicerídeos no sangue durante a lipemia                                
pós-prandial. Nestes casos, a enzima lipase lipoprotéica converte o triglicerídeo a ácidos graxos, entrando                            
nas vias de oxidação. Nestas circunstâncias excepcionais, os triglicerídeos circulantes tornam-se o principal                          
combustível do miocárdio.  
Durante exercícios físicos intensos, os níveis de lactato sanguíneo eleva-se e este se torna o principal                                
combustível do coração, enquanto a oxidação da glicose e a captação de ácidos graxos passam a                                
contribuir para a obtenção de apenas 15 a 20% da energia necessária ao coração durante o exercício.  
Também em estado de jejum, ou de cetose diabética, os corpos cetônicos contribuem significativamente                            
para o metabolismo energético do coração. Sua utilização, assim como os ácidos graxos e o lactato, é                                  
dependente de sua concentração.  
Na isquemia, o padrão de captação de substratos modifica-se de uma predominância da utilização de                              
lipídeos para a de carboidratos.  
  
4.1.1.1.Cicl� Glic��-Ácid� Gr��  
O ciclo glicose-ácido graxo é baseado na variação dos papéis relativos da glicose e do ácido graxo como                                    
principais fontes de energia entre os estados abastecidos e em jejum. A produção cíclica (liga/desliga) de                                
ácido graxo pelo tecido adiposo é o evento básico no ciclo.  
Durante o jejum, o tecido adiposo é quebrado para liberar ácidos graxos, inibindo o metabolismo da glicose                                  
pelocoração. Após as refeições, a produção de insulina é estimulada pela presença de glicose, que se                                  
torna o principal combustível do coração.  
A contribuição de determinado combustível para o metabolismo oxidativo do coração varia no decorrer do                              
dia, de acordo com seus níveis circulantes, com                
o tipo de alimento ingerido e com a prática de                    
exercício físico.  
Os miócitos cardíacos transportam a glicose            
para o seu interior através dos transportadores              
GLUT 1 e GLUT 4. A glicose é metabolizada na                    
via glicolítica e produz piruvato, que pode ser                
oxidado a acetil-coA pela enzima piruvato            
desidrogenase, na mitocôndria. A acetil-coA          
entra no Ciclo de Krebs e gera equivalentes                
redutores para a produção de ATP na cadeia                
transportadora de elétrons.  
  
 …. Sistema Cardiovascular ….  
Já os ácidos graxos entram nos miócitos por difusão passiva ou mediada por translocases específicas.                              
Estes são, então, esterificados pela acil-coA sintase e, subsequentemente, transportados à mitocôndria                        
pela via da carnitina acil transferase 1 (CAT-1/CPT-1), onde são oxidados e geram acetil-coA.  
  
4.1.1.2.Metabolism� Oxidativ� d� Glic��  
Como dito anteriormente, a captação da glicose pelas células cardíacas é controlada pelos transportadores                            
de glicose GLUT 1 e GLUT 4. Como a concentração de glicose no meio extracelular é maior que no meio                                        
intracelular, este transporte não requer energia. A absorção de glicose aumenta sempre que os                            
transportadores são estimulados, como durante o trabalho cardíaco aumentado, no período pós-prandial,                        
ou em situações de hipóxia ou isquemia, condições que também aumentam a glicólise. Por outro lado, a                                  
absorção de glicose é reduzida pelos fatores que inibem a glicólise, como o baixo trabalho cardíaco, jejum,                                  
ou casos de diabetes mellitus severa. Nas duas últimas situações, os níveis de ácidos graxos no sangue                                  
encontram-se elevados.  
No período pós-prandial, com o consumo de carboidratos, os níveis circulatório de glicose aumentam,                            
estimulando a liberação de insulina, responsável por aumentar o número de transportadores GLUT 1 e                              
GLUT 4 no sarcolema.  
Em diversas doenças, como a diabete tardia, falha cardíaca congestiva e alguns tipos de hipertensão, o                                
transporte de glicose encontra-se prejudicado, mesmo com níveis de insulina aparentemente normais ou                          
elevados. Estes são casos de resistência à insulina.  
  
4.1.1.3.Vi� Glicolític�  
A glicólise é a via metabólica que converte a glicose a piruvato, que é oxidado no Ciclo de Krebs, durante o                                          
metabolismo oxidativo normal. Ao entrar na célula cardíaca, a glicose é rapidamente convertida pela                            
enzima hexoquinase a glicose-6-fosfato, que é dirigida para a síntese de glicogênio ou para a glicólise. A                                  
glicose-6-fosfato é convertida a frutose-1,6-bifosfato pela fosfofrutoquinase (PFK) . Quando sua atividade é                        
aumentada, como em hipóxia, a conversão da glicose-6-fosfato a frutose-1,6-bifosfato, via                      
frutose-6-fosfato, ocorre em uma taxa aumentada.  
A frutose-1,6-bifosfato é convertida a duas moléculas de trioses fosfato e, nas etapas seguintes, duas                              
moléculas de piruvato e quatro de ATP são formadas, independentemente da presença de oxigênio.  
No balanço geral, uma molécula de glicose gera duas de ATP, duas de piruvato, duas de H2O e dois (NADH                                        
+ H).  
Existe um controle intracelular coordenado da glicólise, de modo que a absorção e fosforilação da glicose,                                
a atividade da PFK e da piruvato desidrogenase podem aumentar ou diminuir simultaneamente em                            
resposta a um trabalho aumentado do coração, assim como a outros estímulos. Portanto, esses são                              
pontos-chave no controle da glicólise.  
Em uma situação pós-prandial, sob estímulo da insulina, há translocação de transportadores de glicose                            
(GLUT 4) nos tecidos responsivos a esse hormônio, como o músculo cardíaco. Nessas situações, existe um                                
claro aumento na captação de glicose pelas células do miocárdio.  
A glicose captada é utilizada em menor escala para fazer glicogênio. A partir do momento que o músculo                                    
cardíaco capta glicose e esse tecido não a utiliza prioritariamente para a síntese do glicogênio, essa                                
substância terá função energética imediata. A quebra da glicose se inicia na via glicolítica, gerando                              
acetil-coA, que participa do Ciclo de Krebs, gerando transportadores (NADH e FADH2), que participam da                              
Fosforilação Oxidativa.  
  
  
 …. Sistema Cardiovascular ….  
4.1.1.4.Metabolism� Aeróbic� d� Ácid� Gr��  
Os ácidos graxos são mobilizados em situação inversa à da glicose. Em situações de jejum, existe o                                  
predomínio da ação do glucagon em oposição à insulina.  
Quanto maior os níveis circulantes de ácidos graxos no sangue, maior será a captação pelo miocárdio.  
O primeiro passo desta via é a ativação dos AGs intracelulares pela coA para formar derivados de                                  
acil-coA. A membrana mitocondrial não é permeável a essas moléculas, que necessitam de serem                            
transformadas e transportadas para o interior da mitocôndria. Inicialmente, as moléculas de acil-coA                          
combinam-se com a carnitina e formam a acil-carnitina, transportada pelo sistema carreador de carnitina                            
para o espaço mitocondrial interno. Depois disso, as longas cadeias de acil-coA, já livres de carnitina,                                
sofrem β-oxidação e, progressivamente, são formadas moléculas de acetil-coA, que são oxigenadas no                          
Ciclo de Krebs, levando à geração de ATP.  
Os triacilgliceróis teciduais podem ser fontes de ácidos graxos quando os níveis destes estão baixos na                                
circulação.  
Quando os níveis de captação deAGs estão bem elevados, ocorre mais formação de acetil-coA do que o                                    
Ciclo do Ácido Cítrico é capaz de consumir. Nestes casos, o excesso de acetil-coA pode, também, reagir                                  
com carnitina intramitocondrial, formando acetil-carnitina, que é transportada ao espaço                    
extramitocondrial pela enzima carnitina-acetil translocase , onde ocorre a formação de acetil-coA                      
citoplasmático. Este pode sofrer transformação a malonil-coA, que provê um feedback inibitório. O                          
malonil-coA é produzido sempre que elevados níveis de acetil-coA citosólico estão presentes, devido ao                            
alto metabolismo de AGs ou às altas taxas de oxidação da glicose.  
Vale ressaltar que o coração utiliza AGs na maioria das situações metabólicas, sobretudo porque eles                              
estão disponíveis na circulação sanguínea o dia inteiro. O principal AG que ingressa no cardiomiócito é o                                  
palmitato, capaz de produzir 108 moléculas de ATP através do processo de β-oxidação.  
  
4.1.1.5.β-�idaçã�  
Esse processo converte a longa cadeia de acil-coA em fragmentos de dois carbonos de acetil-coA. A                                
oxidação do AG continuamente remove uma molécula de acetil-coA da terminação carboxi da cadeia.  
Durante o esforço cardíaco aumentado, a mitocôndria torna-se mais oxidada. Os níveis intramitocondriais                          
de NADH2 e FADH2 diminuem, e ocorre um aumento na taxa de oxidação dos ácidos graxos. Por outro                                    
lado, na anaerobiose, os níveis de NADH2 e FADH2 aumentam, como resultado de uma redução da taxa                                  
de β-oxidação devido ao diminuído transporte de elétrons.  
  
4.1.1.6.Pir�at� � Lactat�  
A produção de lactato se dá, sobretudo, pelo tecido muscular estriado esquelético em situações de                              
exercício. A maior velocidade de obtenção de energia pela via glicolítica prioriza a síntese de ATP a partir                                    
da fermentação lática e desloca a via metabólica em situações que necessitam de grande quantidade de                                
energia em um espaço muito curto de tempo. O tecido opta por produzir ATP de forma mais rápida,                                    
mesmo que não seja a mais rentável.  
O lactato é um subproduto da fermentação lática e é transferido à corrente sanguínea em situações de                                  
alta produção muscular. A maior parte do lactato gerado no esforço físico é reconvertido em glicose no                                  
fígado, através do Ciclo de Cori. no entanto, o tecido muscular cardíaco também pode captar o lactato e,                                    
através da ação da lactato desidrogenase (LDH), o transformar em piruvato.  
O piruvato é formado a partir do lactato absorvido pelo coração e pela degradação da glicose, quando a                                    
concentração de lactato sanguíneo está alta (exercício físico, por exemplo). No coração anaeróbico, o                            
piruvato forma o lactato, enquanto no aeróbico sofre descarboxilação oxidativa e entra no Ciclo do Ácido                                
  
 …. Sistema Cardiovascular ….  
Cítrico. Essa reação ocorre pela atividade do complexo enzimático do piruvato desidrogenase (PDH),                          
encontrado na membrana interna da mitocôndria. Os produtos dessa reação de múltiplas etapas incluem                            
a acetil-coA e NADH2. A primeira entra diretamente no Ciclo de Krebs e é totalmente oxidada a CO2 e                                      
H2O, ao passo que a segunda forma ATP por fosforilação oxidativa.  
A PDH é, normalmente, encontrada na forma inativa, porém pode ser ativada pelo aumento do esforço                                
cardíaco, pelas catecolaminas ou pelas altas taxas de glicólise do estado pós-prandial. Em contrapartida,                            
a enzima é inibida pela formação de NADH2 na isquemia ou na hipóxia, ou pela oxidação dos ácidos                                    
graxos. A inibição dessa enzima é o evento-chave na inibição da glicólise durante a oxidação dos ácidos                                  
graxos.  
O lactato é absorvido pelo coração aeróbico e produzido durante a anaerobiose. Assim, a sua liberação no                                  
seio coronário pode ser usada como um sinal de isquemia do miocárdio.  
A contribuição do lactato para as necessidades de energia de um miocárdio bem oxigenado pode                              
aumentar a até 60% quando o seu nível em circulação encontra-se elevado, como durante e logo após o                                    
exercício físico.  
A absorção do lactato pelo coração depende de um sistema de transporte específico, pois o sarcolema                                
não é livremente permeável ao substrato. Uma vez absorvido, o lactato é convertido à piruvato pela                                
lactato desidrogenase. A isoforma cardíaca é conhecida como LDH-1. Pode-se estimar o tamanho de um                              
infarto do miocárdio dosando-se a taxa de aparecimento e desaparecimento de LDH-1 no sangue                            
periférico, com picos entre 35 a 43 horas após o aparecimento dos sintomas.  
  
4.1.1.7.Corp� Cetônic�  
Os corpos cetônicos são formados no fígado em decorrência do metabolismo excessivo de AGs através                              
da β-oxidação.  
Durante um jejum prolongado, quando a glicemia encontra-se muito baixa, os níveis de AGs elevados, os                                
níveis de insulina baixos e os de glucagon altos, há estímulo para a gliconeogênese. O aumento desse                                  
processo é necessário porque alguns órgão, como o cérebro, utilizam quase que exclusivamente a                            
glicose como fonte energética. Assim, ocorre o acúmulo de acetil-coA pelo metabolismo excessivo de                            
ácidos graxos, e diminuição da via do ácido cítrico devido ao desvio do oxaloacetato para a                                
gliconeogênese. Esse acúmulo faz com que ocorra aumento na produção de corpos cetônicos pelo                            
fígado, que se formam pela união de duas moléculas de acetil-coA. Inicialmente, forma-se acetoacetato,                            
que é convertido a β-hidroxibutirato ou acetona. Esses três compostos são denominados corpos                          
cetônicos.  
Quando grande parte da energia do organismo provém do metabolismo das gorduras, como na inanição,                              
nas dietas ricas em gorduras e no diabetes não tratado, aumenta a produção de corpos cetônicos. Autilização desses compostos pelas células cardíacas é mediada pela enzima tiolase, que converte os                            
corpos cetônicos em duas moléculas de acetil-coA, que segue a via do ciclo do ácido cítrico e gera                                    
energia para o coração.  
  
4.1.2.Principai� Reserva� d� Energi�  
O coração possui reservas de energia, poupadas para momentos de carência energética, como a                            
isquemia, situação na qual o coração fica privado dos substratos energéticos e dos hormônios. Para                              
continuar funcionando, os miócitos utilizam suas principais reservas energéticas: creatina-fosfato e                      
glicogênio.  
  
  
 …. Sistema Cardiovascular ….  
4.1.2.1.Creatin�-F�fat�  
Essas reservas são utilizadas, principalmente, para a manutenção da integridade da membrana                        
plasmática (mantém os canais dependentes de ATP). A creatina-fosfato transfere fosfato ao ADP,                          
formando creatina e restaurando os níveis de ATP. Essa reação é catalisada pela enzima                            
creatina-fosfoquinase-cardíaca (CPK-MB). Essa enzima também se localiza próximo à membrana                    
mitocondrial e, nessa região, quando as ofertas de oxigênio e ATP são normalizadas, a CPK-MB restaura                                
os níveis de creatina-fosfato através da reação inversa.  
Dessa forma, a creatina-fosfato é uma fonte energética de curtíssima duração.  
  
4.1.2.2.Glicogêni�  
As vias de síntese e degradação do glicogênio são                  
realizadas por dois sistemas de enzimas diferentes.              
A síntese ocorre em altas taxas nos períodos                
pós-prandiais sob influência da insulina, que            
aumenta a absorção de glicose e estimula a                
atividade da enzima glicogênio sintase. A síntese              
parece também acontecer após intenso esforço            
cardíaco ou após isquemia, sugerindo que a própria                
diminuição dos níveis de glicogênio é capaz de                
estimular sua produção. No estado de jejum,              
embora haja falta de insulina, a síntese do                
glicogênio pode ocorrer, em menor taxa, porque a                
glicogênio sintase é estimulada por altos níveis              
miocárdicos de glicose-6-fosfato, que resultam do bloqueio da via glicolítica.  
Os dois principais mecanismos que levam à glicogenólise são a ativação da glicogênio fosforilase pela                              
cAMP ou por uma diminuição nos níveis de fosfato de alta energia, na isquemia. Um aumento na cAMP                                    
promove uma cascata de eventos que, no final, converte a enzima fosforilase b inativa à fosforilase a                                  
altamente ativa, enzima que controla a degradação durante a glicogenólise.  
O glicogênio cardíaco é uma fonte potencial de energia miocárdica, produzindo três moléculas de ATP                              
durante a glicólise.  
  
4.1.3.Reper�sã�  
Se as artérias coronarianas        
não se adaptarem ao        
aumento da demanda      
energética, pode ocorrer      
hipóxia por redução do fluxo          
sanguíneo no coração,      
causando lesões reversíveis      
ou irreversíveis, a depender        
do tempo de hipóxia.  
Para lesões irreversíveis,      
mesmo após a reperfusão        
não há restauração das        
estruturas celulares, gerando      
  
 …. Sistema Cardiovascular ….  
áreas de necrose. Já para lesões reversíveis, a velocidade de reperfusão deve ser definida pelo tempo de                                  
hipóxia sofrido. Quanto maior o tempo de hipóxia, menor deve ser a velocidade de reperfusão, pois a                                  
rápida restauração do fluxo sanguíneo após um longo período de hipóxia gera aumento paradoxal da                              
lesão.  
Em situações fisiológicas, o metabolismo das bases nitrogenadas leva à formação de pequena                          
quantidade de hipoxantina, que, através da enzima xantina oxidase, na presença de O2, leva à formação                                
de xantina e peróxido de hidrogênio, que são rapidamente degradados.  
A isquemia, ao longo do tempo, leva ao esgotamento de fontes energéticas e ao acúmulo de metabólitos                                  
do ATP, como ADP, AMP, adenosina e inosina. Como o ATP nessas situações não pode ser regenerado, as                                    
ligações fosfato de menor energia (ADP e AMP) tendem a ser utilizadas como fonte energética para a                                  
tentativa de manutenção da maquinaria celular, gerando o acúmulo dessas substâncias. O aumento da                            
concentração desses metabólitos estimula a formação de hipoxantina a partir de adenosina e inosina,                            
através de reações catalisadas por enzimas presentes no citoplasma das células cardíacas.  
Quando o fluxo sanguíneo é restabelecido (através do uso de trombolíticos, por exemplo), o oxigênio que                                
chega ao miocárdio ativa a enzima xantina oxidase, a qual utiliza a hipoxantina como substrato para gerar                                  
xantina e H2O2, que se acumula. Essa mesma enzima pode utilizar a xantina como substrato para gerar                                  
ácido úrico. Já o peróxido de hidrogênio formado pode dissociar-se em dois radicais livres de hidroxila.                                
Essas espécies reativas peroxidam lipídeos (que se tornam instáveis e reativos, iniciando uma reação                            
autocatalítica em cadeia), reagem com proteínas da membrana celular (aumentam sua degradação) e                          
provocam danos ao DNA (ruptura dos seus filamentos), agravando as alterações em áreas com lesões                              
ainda reversíveis. O miocárdio possui mecanismos protetores antioxidativos contra esses radicais livres,                        
mas como os radicais são formados em alta velocidade, há discrepância entre a síntese dos mecanismos                                
protetores e dos radicais livres.  
Quando a reperfusão ocorre gradualmente, apesar de haver muito substrato (hipoxantina) para a enzima                            
xantina oxidase, o estímulo lento do oxigênio permite que haja sincronia entre a produção de radicais                                
livres e mecanismos antioxidantes de defesa celular.  
Durante a perfusão normal do miocárdio, com aporte de oxigênio e nutrientes, a enzima xantina oxidase                                
também está ativa. No entanto, nessas ocasiões, os níveis de metabólitos de ATP não estão elevados, poiso ATP está sendo sempre renovado. Portanto, não há formação em excesso de hipoxantina, o substrato da                                  
xantina oxidase. Assim, a formação de radicais livres não é significante, pois os mecanismos celulares de                                
proteção a esses radicais conseguem dar conta da pequena quantidade produzida.  
  
4.2.Sistem� Hem�tátic�  
A hemostasia é o processo fisiológico responsável pela manutenção da fluidez do sangue e pela                              
contenção da perda de sangue após algum dano vascular, evitando perturbações no fluxo sanguíneo.  
O sistema hemostático contribui, ainda, para o sistema de defesa, prevenindo ataques de                          
microorganismos por formar uma rede de plaquetas e fibrina, que                    
é dissolvida com o restabelecimento do fluxo sanguíneo normal.                  
Simultaneamente à hemostase, inicia-se um processo um pouco                
mais lento de formação de um novo tecido e revascularização.  
De maneira geral, os agentes participantes do processo de                  
hemostasia são as plaquetas, a parede vascular, fatores de                  
coagulação e seus inibidores, proteínas plasmáticas, íons cálcio,                
substâncias orgânicas de baixo peso molecular, citocinas e                
hormônios. As interações desses agentes podem ser estimuladas                
principalmente após uma lesão vascular, mas também em                
  
 …. Sistema Cardiovascular ….  
condições patológicas, como doenças auto-imunes, aterosclerose ou câncer.  
Embora grande parte dos fatores envolvidos encontre-se circulante ou presente nos vasos sanguíneos, as                            
interações não ocorrem o tempo todo porque os fatores de coagulação, consistindo em proteínas                            
plasmáticas, circulam na forma de zimogênios (pré-enzimas que requerem processamento por proteólise                        
para que se tornem ativas). Ademais, a camada interna dos vasos possui um papel anti-hemostático.  
As células endoteliais são capazes de sintetizar e liberar prostaglandina do tipo PGI2 (prostaciclina) e                              
óxido nítrico, substâncias que reduzem a resposta plaquetária a estímulos ativadores da hemostasia                          
primária. Além disso, possuem em sua membrana externa, em contato com o sangue, duas substâncias                              
anti-hemostáticas, que são a proteína trombomodulina e o glicosaminoglicano heparan sulfato.  
O processo hemostático é dividido em fases: hemostasia primária (formação do tampão ou agregado                            
plaquetário) e hemostasia secundária/coagulação (formação do coágulo). Após a hemostasia secundária,                      
ocorre a dissolução do coágulo de fibrina, processo chamado de fibrinólise.  
  
4.2.1.Hem�tasi� Primári�  
Consiste em uma série de          
eventos que incluem      
vasoconstrição e adesão,      
ativação e agregação      
plaquetárias. Está relacionada a        
uma estabilização inicial, de        
maneira a impedir o        
extravasamento excessivo do      
sangue.  
A vasoconstrição é uma eficiente          
forma de prevenir perdas        
sanguíneas, em especial na        
microcirculação. É um processo        
mediado por uma interação do          
sistema nervoso autônomo,      
células musculares e diversos        
  
 …. Sistema Cardiovascular ….  
mediadores, como a serotonina, adrenalina e noradrenalina. A prostaciclina I2 e a liberação de óxido                              
nítrico pelo endotélio possuem ação vasodilatadora, impedindo que a vasoconstrição seja extrema,                        
causando isquemia. A vasoconstrição é extremamente rápida e eficiente para conter pequenos                        
sangramentos. Para sangramentos maiores, são recrutadas as plaquetas.  
As plaquetas constituem o grupo celular mais importante da hemostasia. Em geral, as plaquetas                            
tornam-se ativadas e pró-hemostáticas ao serem estimuladas por diferentes fatores. Por sua vez, as                            
plaquetas ativadas secretam diversas citocinas, fatores de crescimento e outras proteínas por meio de                            
grânulos.  
A plaqueta contém dois sistemas internos de membrana: sistema canalicular aberto (formado por                          
múltiplas invaginações, visualizadas na superfície, por onde a plaqueta secreta seus grânulos, durante a                            
ativação plaquetária) e o sistema tubular denso (constituído por restos de retículo endoplasmático. Não se                              
comunica com o exterior e serve como um local de depósito de cálcio intracelular). As plaquetas atuam                                  
em três principais etapas: adesão, ativação (secreção de grânulos) e agregação.  
A adesão plaquetária se inicia quando a plaqueta entra em contato com uma superfície não fisiológica,                                
gerada por uma lesão do endotélio, que faz com que o colágeno subendotelial seja exposto às plaquetas                                  
circulantes. A adesão inicia-se com a interação entre o colágeno e as plaquetas, que ocorre pela ligação                                  
direta do receptor plaquetário Glicoproteína Ia/IIa às fibrilas de colágeno. Um outro receptor presente na                              
superfície das plaquetas (Glicoproteína Ib)          
participa de maneira indireta da interação            
plaqueta-colágeno, se ligando a uma proteína            
plasmática denominada fator de von Willebrand            
(FvW) , que se liga ao colágeno. O FvW age                  
produzindo uma espécie de “gancho” entre a              
plaqueta e o colágeno subendotelial, de forma a                
estabilizar a adesão plaquetária ao espaço            
subendotelial, principalmente em condições de          
alta força de fluxo da corrente sanguínea.              
Deficiências genéticas de FvW ou de seu receptor                
resultam em adesão plaquetária defeituosa e            
distúrbios hemorrágicos.  
Uma vez aderida, através da interação            
plaqueta-subendotélio eficientemente    
estabilizada pelo FvW, a plaqueta sofre um              
estímulo de ativação pela própria ligação ao              
colágeno, além da ação de outras substâncias              
ativadoras (os agonistas plaquetários). O colágeno,            
a trombina, o ADP e a adrenalina, entre outros, são exemplos de agentes responsáveis pelo processo de                                  
ativação plaquetária. A ativação plaquetária induz vários eventos, como a secreção dos grânulos α e                              
grânulos densos, mudança de forma da célula,aumento nos níveis intracelulares de cálcio e alteração da                                
composição lipídica da membrana externa. Esses eventos são desencadeados por vias de sinalização                          
relacionadas à fosforilação de proteínas intracelulares específicas.  
A agregação plaquetária é estritamente dependente da ativação plaquetária. Esse fenômeno de                        
agregação consiste em uma interação física entre as plaquetas, mediada pela proteína plasmática                          
fibrinogênio. Somente uma camada de plaquetas não é suficiente para o estancamento da perda                            
sanguínea. Por isso elas recrutam outras plaquetas da corrente sanguínea a se aderirem umas às outras,                                
  
 …. Sistema Cardiovascular ….  
se acumulando e criando um grande agregado plaquetário, resultado final desta fase, capaz de impedir o                                
sangramento até que a hemostase secundária esteja concluída.  
  
4.2.1.Hem�tasi� Secundári�  
A coagulação sanguínea constitui a segunda etapa do processo hemostático. A hemostasia secundária é                            
a mais severa e eficiente no que tange o estancamento sanguíneo. Sem ela, quando ocorre uma lesão                                  
vascular, haverá hemorragia. Contudo, o excesso da hemostasia secundária pode formar trombos,                        
obstruindo vasos ou atingir a vascularização de órgãos.  
A formação do plug plaquetário depende bastante da exposição de colágeno. A formação da rede de                                
fibrina também depende da exposição de outra proteína subendotelial: o Fator Tecidual (TF). A exposição                              
do subendotélio, então, mesmo que com proteínas diferentes, deflagra tanto a hemostasia primária                          
quanto a hemostasia secundária.  
Do fator tecidual até a fibrina existem várias etapas, que, em conjunto, são conhecidas por elaborar a                                  
cascata de coagulação.  
Os fatores de coagulação estão envolvidos em uma sequência rigorosamente controlada de reações de                            
ativação que resultam, em última instância, na formação de trombina e fibrina. Esta série de eventos leva                                  
à ativação parcial dos fatores de coagulação, que circulam em um estado precursor inativo, chamado de                                
zimogênio.  
O processo de ativação é, primariamente, uma sequência de clivagens proteolíticas em locais específicos                            
(proteólise limitada). A enzima é um fator de coagulação ativado e o substrato, um zimogênio de um fator                                    
de coagulação diferente que se torna ativado depois de uma parte da molécula ter sido clivada (peptídeo                                  
de ativação).  
Em suma, os fatores de coagulação são proteínas circulantes que não têm atividade enzimática, mas                              
podem ter caso sejam processados. Esse processamento caracteriza, essencialmente, a cascata de                        
coagulação sanguínea.  
O único componente da cascata que não está solúvel no plasma é o fator tecidual, que é uma proteína de                                        
membrana das células do subendotélio, circulando no sangue apenas em condições patológicas.  
Os fatores se combinam para formar três              
estruturas principais: o complexo tenase          
extrínseco, o complexo tenase intrínseco e o              
complexo protrombinase.  
A cascata de coagulação se inicia com a lesão                  
vascular. A exposição do TF deflagra a cascata                
de coagulação com o recrutamento e a ligação                
do fator VII a ele. Quando esse zimogênio se liga                    
ao TF, a consequência direta é a sua ativação e                    
sua conversão em fator VIIa.  
O complexo fator tecidual-fator VIIa passa a ter                
função catalítica sobre os dois substratos do              
plasma: o fator X e o fator IX, que também são                      
zimogênios. Eles são clivados pelo complexo            
tenase extrínseco a fatores Xa e IXa. O fator IXa se liga à membrana de uma plaqueta, formando o                                      
complexo tenase intrínseco, que irá clivar mais fator X a fator Xa. O fator X produzido entra na constituição                                      
do complexo protrombinase, também na membrana de plaquetas. Esse complexo é capaz de clivar a                              
protrombina (fator II) em trombina (fator IIa). Postula-se que a membrana celular seja fundamental para a                                
integração física entre os fatores de coagulação.  
  
 …. Sistema Cardiovascular ….  
Cada um desses complexos tem uma enzima, um cofator proteico e um substrato. Eles se formam sob                                  
uma superfície celular (sob a membrana de uma célula), voltado ao meio extracelular. A tenase extrínseca                                
se forma nas células subendoteliais, enquanto a tenase intrínseca e a protrombinase se formam na                              
membrana das plaquetas ativadas. Essas plaquetas ativadas se dispõem somente na área da lesão                            
vascular, o que é um grande fator responsável pela restrição da área da coagulação sanguínea.  
Esses complexos correspondem às chamadas vias de coagulação. A via extrínseca corresponde ao                          
complexo tenase extrínseco e a via intrínseca corresponde ao complexo tenase intrínseco. Ambas as vias                              
ativarão fatores X que irão compor o complexo protrombinase, o qual produz a trombina necessária para a                                  
conclusão da coagulação sanguínea.  
Se a coagulação em quantidades maiores for induzida, há formação sistêmica de trombos, que começam                              
a se depositar em vasos importantes de pequeno calibre, podendo levar ao óbito.  
Os fatores apresentam uma área dentro de sua estrutura polipeptídica que se liga à membrana celular.                                
Essa área tem uma forte importância na formação dos complexos já mencionados, e tem uma estrutura                                
bem similar. Nessa área existe uma sequência encadeada de aminoácidos do tipo ácido glutâmico. Para                              
que os fatores possam se fixar na membrana, esses aminoácidos sofrem uma mudança estrutural e se                                
tornam um novo aminoácido, o ácido γ-carboxiglutâmico. Fala-se, então, que o domínio passou de GLU                              
(de "ácido glutâmico") para GLA ("ácido γ-carboxiglutâmico”).Essa mudança na sequência polipeptídica                        
(de GLU para GLA) acontece ainda no ambiente do fígado, antes de serem liberados na circulação                                
sanguínea. O fígado, então, participa ativamente da γ-carboxilação desses fatores antes de liberá-los no                            
sangue.  
O domínio GLA formado é fundamental porque ele é responsável por estabelecer uma interação com                              
íons cálcio circulantes, que interagem com a fosfatidilserina exposta na membrana de plaquetas ativadas.                            
É dessa maneira, intermediado por íons cálcio, que os fatores se ligam às membranas das plaquetas                                
ativadas, que, eventualmente, estão formando o plugue plaquetário em uma região de lesão                          
cardiovascular.  
O processo de γ-carboxilação é realizado por uma proteína que depende de um cofator que sofrerá                                
oxirredução, a vitamina K. Essa reação química é capaz de alterar o domínio dos fatores II, VII, IX e X.  
Vale ressaltar que o fígado é responsável pela produção de todos os fatores da cascata de coagulação. E,                                    
como, esses fatores têm meia-vida da ordem de horas ou de dias, o trabalho do fígado precisa ser                                    
constante. Se o fígado para de funcionar (por motivos diversos, como cirrose ou tumores), a coagulação                                
está totalmente comprometida.  
Além dos já citados, o complexo tenase intrínseco e o complexo protrombinase têm associados a eles os                                  
fatores VIIIa e Va.  
Percebe-se que o fator Va é uma proteína gerada a partir do fator V, que também é sintetizado no fígado                                        
e está circulante no plasma, não sendo uma pró-enzima como os demais fatores de coagulação. Mesmo                                
que não apresente atividade enzimática, a presença dele aumenta a eficiência do complexo                          
protrombinase, cujo substrato é a protrombina e o produto, a trombina.  
O fator Xa não é uma enzima eficaz “sozinho”, necessitando estar ligado à membrana e ao cofator proteico                                    
Va para que se torne minimamente mais eficiente.  
O fator V é muito semelhante ao fator VIII. Ambos são fatores plasmáticos de alto peso molecular que                                    
circulam em uma forma não funcional (não são enzimas). São proteínas que, ao sofrer proteólise                              
(clivagem), atuam como cofatores em complexos enzimáticos. A própria trombina realiza a clivagem e,                            
portanto, a ativação dessas estruturas.   
A necessidade de recrutamento dos cofatores VIII e V para que as enzimas Xa e IXa tornem-se eficazes é                                      
um dos motivos pelos quais se explica o porquê da hemostasia secundária ser um processo mais lento                                  
em relação à hemostasia primária. Isso porque a produção inicial de trombina (feita exclusivamente pelo                              
  
 …. Sistema Cardiovascular ….  
fator Xa) é bastante lenta, fazendo com que a reação somente chegue à concentração necessária de                                
trombina para ativação dos complexos em questão de minutos.  
A trombina produzida após todo esse processo será capaz de converter a proteína plasmática                            
fibrinogênio em fibrina, formando um agregado tão denso que o fluxo sanguíneo não é capaz de                                
desfazê-lo.  
O fibrinogênio que será convertido em fibrina é o que ainda se encontra disponível no plasma, não o                                    
responsável pela agregação plaquetária. O fibrinogênio é uma proteína muito grande, que detém vários                            
sítios de clivagem. A trombina produzida realizará essas clivagens, convertendo essa proteína em fibrina.                            
Várias fibrinas são capazes de ligar-se entre si e formar um polímero de caráter insolúvel. A ligação entre                                    
várias dessas proteínas forma um rede de fibrina que se deposita por sobre o plug plaquetário.  
  
4.3.Regulaçã� d� Process� Hem�tátic�  
A regulação é necessária para afinar o excedente da resposta hemostática e não gerar tromboses que se                                  
dissipam pela corrente sanguínea.  
Dois fenômenos básicos controlam a hemostasia, sendo eles a redução na velocidade ou quantidade de                              
reações químicas que levam à formação de fibrina e a própria degradação da fibrina que está sendo                                  
produzida no local de lesão.  
Quanto ao primeiro fenômeno, têm-se três pontos principais de regulação hemostásica: o TFPI (inibidor                            
fisiológico do complexo tenase extrínseco), a antitrombina (inibidor do fator Xa, e do fator IXa) e a via da                                      
proteína C ativada (inibe os dois cofatores de coagulação sanguínea, o FV e o FVIII). Já o segundo                                    
fenômeno recebe o nome de fibrinólise .  
  
4.3.1.TFPI  
O TFPI é uma proteína cuja estrutura é bastante                  
complexa, sendo constituída por três alças, que              
formam três domínios do tipo “Kunitz”. Esses domínios                
apresentam grande função na inibição de proteases              
principalmente do complexo tenase extrínseco.  
De maneira geral, o TFPI é um inibidor da via do Fator Tecidual e do Fator VIIa. O TFPI necessita de estar                                            
conjugado ao fator Xa para que ele consiga exercer sua função inibitória. Ou seja, o TFPI somente será                                    
eficiente se ele estiver previamente ligado ao fator Xa.  
Conclui-se que a ação do TFPI somente se dá após o início do processo coagulatório. Somente após a                                    
conjugação do complexo tenase extrínseco e do estabelecimento de reações favoráveis à produção de                            
trombina, o TFPI se liga ao complexo e inicia a inibição, no sentido de controlar a coagulação. O complexo                                      
tenase extrínseco dura somente alguns minutos, porque o TFPI inibe suas reações catalíticas.  
  
4.3.2.Antitrombin�  
Além da trombina, detém também outros alvos, como o fator Xa e o IXa.  
A antitrombina é um inibidor enzimático que necessita de estar associada a um cofator (fisiológico ou                                
farmacológico), genericamente chamados de glicosaminoglicanos, para que ela possa identificar seus                      
alvos.  
O principal GAG fisiológico utilizado pela antitrombina é o heparan-sulfato, encontrado,principalmente,                        
revestindo a parede interna dos vasos sanguíneos. O endotélio é encoberto internamente por uma                            
camada bem espessa de açúcares desse tipo. Como a antitrombina precisa se ligar nessa cadeia                              
polissacarídica para inibir as enzimas da coagulação, ela se fixa a essa camada próxima ao endotélio                                
  
 …. Sistema Cardiovascular ….  
estabelecendo interações com as moléculas de heparan-sulfato. O resultado final dessa ligação é o                            
estabelecimento de interações tão estáveis com a trombina, o fator IXa ou Xa, ao ponto de bloquearem                                  
sua atividade de forma irreversível.  
Como a lesão não deixa o endotélio íntegro, a camada de GAGs existente na parede interna do vaso                                    
sanguíneo é prejudicada. Assim, a inibição das enzimas ocorre a uma distância relativa da lesão e não na                                    
exata área dela. Isso ocorre no sentido de inibir alguma eventual                      
trombina que se escapou da área de lesão e caiu na circulação                        
sanguínea.  
Como a trombina está em concentração muito menor que a                    
antitrombina, a trombina só consegue agir na área de lesão                    
quando o endotélio não está íntegro e a camada de                    
heparan-sulfato-antitrombina não se faz presente de forma              
eficiente.  
  
4.3.3.Vi� d� Proteín� C Ativad�  
A proteína C, circulante no plasma em sua forma não funcional,                      
apresenta domínio GLA. Tipicamente, esse domínio irá interagir                
com íons cálcio, que se ligarão à alguma membrana que expõe                      
fosfatidilserina. Normalmente, a proteína C se liga, também, à                  
membrana de plaquetas. Seu cofator, a proteína S, também                  
apresenta domínio GLA e interage com a membrana de                  
plaquetas.  
Para se tornar ativada, a proteína C se liga a uma proteína presente no endotélio, denominada Receptor                                  
Endotelial da Proteína C (EPCR). Esse receptor está adjacente a outra proteína endotelial denominada                            
trombomodulina. A ligação da trombina à trombomodulina permite uma interação dessa enzima com a                            
proteína C. Essa interação é marcada por uma clivagem responsável por sua ativação.  
Como esse evento precisa da presença de trombina e de plaquetas, ele ocorre preferencialmente                            
próximo à área de lesão. Nesse local, a proteína C ativada migra para a membrana de plaquetas, e através                                      
de seu domínio GLA interage com seus fosfolipídios. Juntamente com seu cofator, a proteína S, a proteína                                  
C ativada realiza três clivagens nos cofatores VIII e V, componentes dos complexos tenases de plaquetas.                                
O resultado dessas clivagens é a inativação dos cofatores e a lentificação da ação dos complexos                                
pró-hemostáticos.  
  
4.3.4.�brinólis�  
Para manter o fluxo sanguíneo de maneira normal ao mesmo tempo em que se cria uma rede proteica                                    
capaz de estancar o vazamento sanguíneo, é necessário que, concomitantemente à geração de fibrina, se                              
inicie um processo de dissolução dessa própria rede de fibrina construída. Assim, previne-se a formação                              
excessiva de fibrina que possa ocasionar tromboses.  
Esse processo, que não age prevenindo a formação de fibrina, mas sim destruindo o que já está formado,                                    
também é conhecido como Hemostasia Terciária e precisa ser finamente regulado para evitar excessos                            
(hemorragias) ou deficiências (trombos).  
A fibrinólise envolve muito menos fenômenos que a cascata de coagulação propriamente dita. A enzima                              
principal que é o centro do evento da fibrinólise é chamada de plasmina e é gerada a partir da ativação de                                          
um zimogênio plasmático, o plasminogênio. O principal agente de ativação do plasminogênio é o t-PA                              
(Ativador de Plasminogênio Tecidual), responsável pela conversão do zimogênio em enzima ativa e                          
produzido, principalmente, pelas células endoteliais.  
  
 …. Sistema Cardiovascular ….  
A plasmina é responsável pela proteólise da rede de fibrina, o que gera produtos de degradação                                
proteicos. Além da fibrina polimerizada, a enzima também reconhece para degradação o fibrinogênio                          
eventualmente carreado na corrente sanguínea. Dessa maneira, a atividade da plasmina deve ser                          
controlada para que ela não degrade grande quantidade de fibrinogênio plasmático, o que levaria a um                                
fenótipo hemorrágico.