APOSTILA BIOQUÍMICA CLÍNICA - PROF TARCIZIO

Centro Universitário Augusto Motta Faculdade de Farmácia Bioquímica Clínica

APOSTILA DE BIOQUÍMICA CLÍNICA Prof. Tarcizio José dos Santos Filho Farmacêutico Bioquímico (FF/UFRJ) Mestre em Ciências – Química de Produtos Naturais – Síntese Orgânica (NPPN/UFRJ) Professor de Bioquímica Clínica – UNISUAM (BS-JP-CG)

[email protected] Rio de Janeiro 2010

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Relação de Capítulos dos Livros-Texto Utilizados neste Curso ASSUNTO

Capítulo TIETZ

HENRY

4e6

3

2. Proteínas Plasmáticas

18

13

3. Nitrogenados Não-Protéicos

21

10

4. Eletrólitos e Gases Sanguíneos

24

9

5. Carboidratos

22

11

6. Lipídios

23

12

7. Doença Hepática

19 e 36

14

8. Doença Cardiovascular

19 e 33

15

-

18

1. Técnicas Analíticas em Bioquímica Clínica

9. Urinálise

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3

Bibliografia Recomendada

HENRY, John Bernard. Diagnósticos Clínicos e Tratamento por Métodos Laboratoriais. 20ª ed. São Paulo: Editora Manole, 2008.

BURTIS, Carl A.; ASHWOOD, Edward R. Tietz: fundamentos de química clínica. 6ª ed. Rio de Janeiro: Editora Saunders Elsevier, 2008. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

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Técnicas Analíticas em Bioquímica Clínica

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Sumário TÉCNICAS ANALÍTICAS EM BIOQUÍMICA CLÍNICA Fotometria de Reflexão

Espectrofotometria de Emissão de Chama

Fotometria e Espectrofotometria

Espectrofotometria de Absorção Atômica Fluorimetria

Citometria de Fluxo Hematofluorímetro

Fosforimetria Quimioluminescência

Luminometria

Bioluminescência Eletroquimioluminescência

Nefelometria e Turbidimetria Gel de Amido e Acetato de Celulose ELETROFORESE

Gel de Agarose Gel de Poliacrilamida

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5

6

MÉTODOS ÓPTICOS TIPO

EXEMPLO Absorção atômica Densitometria

ABSORÇÃO

Espectroscopia de luz IV/FT Fotometria Espectrofotometria Espectrofotometria de emissão de chama Fluorimetria

EMISSÃO

Luminometria (luz emitida de Luminescência, Quimioluminescência ou reação de Eletroquimioluminescência) Fosforimetria

POLARIZAÇÃO

Espectroscopia de polarização de fluorescência, polarimetria

DISPERSÃO

Nefelometria e Turbidimetria

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Técnicas Ópticas Fotometria Medida da intensidade luminosa ou a quantidade de luminosidade incidente em uma superfície, independente do comprimento de onda.

Espectrofotometria Trata da medida da intensidade da luz EM COMPRIMENTOS DE ONDAS SELECIONADOS (Espectros)

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Comprimentos de onda

Luz: energia radiante das regiões de luz visível e ultravioleta do espectro (290 a 800 nm)

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Luz: Dualidade Onda-Partícula A luz não é somente uma onda eletromagnética, podendo também se comportar como se fosse composta de pacotes discretos de energia chamados fótons, cuja energia é inversamente proporcional ao comprimento de onda.

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Transmitância e Absorbância Quando um feixe de luz incidente com intensidade I0 passa através de uma célula quadrada contendo uma solução com um composto que absorve luz em comprimento de onda específico, λ, a intensidade do feixe de luz transmitida IS é inferior a I0, e a luz transmitida é definida como:

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Transmitância e Absorbância Parte da luz incidente, entretanto, pode ser refletida pela superfície ou absorvida pela parede da célula ou solvente. Estes fatores são eliminados pela utilização de uma célula de referência idêntica à da amostra. Absorbância:

Transmitância:

Na prática, faz-se o ajuste com o branco (as duas cubetas são inseridas simultaneamente) Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

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Transmitância e Absorbância

Conceitualmente: Transmitância = A medida da intensidade de um feixe luminoso que atravessa um meio (no caso, a solução analisada) cuja densidade seja diferente da densidade do solvente (utilizado na solução). Absorbância = O quanto de luz que esse meio é capaz de absorver em relação à célula de referência (branco).

Ou: Transmitância = o quanto que passa de luz Absorbância = o quanto que fica de luz

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Lei de Lambert-Beer

Lei resultante da fusão dos conceitos estabelecidos pela lei de Lambert e a Lei de Beer. Lei de Lambert A TRANSMITÂNCIA diminui exponencialmente à medida que a ESPESSURA DO MEIO ABSORVENTE aumenta aritmeticamente.

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Lei de Beer A TRANSMITÂNCIA diminui exponencialmente à medida que a CONCENTRAÇÃO do meio aumenta aritmeticamente.

Assim, a lei de Beer é a mais adequadamente aplicada às técnicas de espectrofotometria. Porém, não podemos esquecer da lei de Lambert, pois certos concursos gostam de perguntar justamente o que você acha que sabe! Querem ver?

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Lei de Beer Matematicamente, a lei de Beer pode ser expressa por:

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Lei de Beer

• A proporcionalidade direta entre a absorbância e a concentração deve ser estabelecida experimentalmente para um determinado instrumento sob condições especificadas. • Freqüentemente existe uma relação linear até certa concentração ou absorbância, até onde a solução respeita a Lei de Beer. • Na prática, quando a solução alcança concentração tal que a relação linear com a absorbância é perdida, procede-se a diluição da amostra, multiplicando o valor experimental obtido pelo número de diluições realizadas.

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Lei de Beer

Assim, a Lei de Beer só é seguida se:

1. A radiação incidente sobre a substância de interesse é monocromática 2. A absorção pelo solvente é insignificante, quando comparada com a absorbância do soluto 3. A concentração do soluto está dentro dos limites 4. Não há interferência óptica 5. Não ocorre reação química entre a molécula de interesse e outra molécula do soluto ou solvente

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Espectrofotometria Espectrofotometria de UV – quando a fonte luminosa emite radiação na faixa ULTRAVIOLETA (entre 180 e 390 nm). Espectrofotometria de IV – quando a fonte luminosa emite radiação na faixa do INFRAVERMELHO (770 e 12.000 nm).

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Fotometria de Reflexão A luz difundida incide em uma mistura de reação localizada em um carreador, e a luz refletida é medida. A intensidade da luz refletida é comparada, então, com a intensidade da luz refletida em uma superfície de referência.

Espectrofotometria de Emissão de Chama Baseia-se nas características de emissão de luz por átomos de diversos elementos metálicos quando é fornecida energia suficiente, como, por exemplo, uma chama quente. Principal uso  dosagem de : LÍTIO SÓDIO POTÁSSIO

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Espectrofotometria de Absorção Atômica • Nesta técnica, o elemento contido na amostra é excitado pela chama (que não o faz

adequadamente), e a energia radiante, obtida ao longo do processo, é medida enquanto o elemento retorna ao nível de mais baixa energia.

• Quando a luz da lâmpada de catodo oco penetra na chama produzida pela queima do elemento na amostra, parte dessa luz é absorvida pelos átomos no estado fundamental, levando à redução da intensidade dos raios na chama. Este processo é denominado Absorção Atômica.

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Espectrofotometria de Absorção Atômica • A lâmpada de cátodo oco utilizada é constituída do próprio material a ser analisado, a fim

de produzir um comprimento de onda de luz específico do material. Ex.: Catodo de sódio  comprimento de onda 589 nm  indicado para medir sódio. • Em geral, a AA é100 vezes mais sensível que a emissão de chama, e também mais específica

para cada elemento, graças ao comprimento de onda da lâmpada de catodo seco.

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Lâmpada de Bário

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Fluorimetria

A fluorescência ocorre quando uma molécula absorve luz em um comprimento de onda e a reemite em comprimento de onda maior. A fluorimetria é definida como a medição da fluorescência da luz emitida por um átomo ou molécula.

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Tipos de fluorímetros e espectrofluorímetros Citômetro de fluxo Citometria refere-se à medida física e/ou química

de características celulares, ou por

extensão, outras partículas biológicas (plaquetas, por exemplo). A citometria de fluxo combina fluorimetria induzida por laser e análise de dispersão da luz

em partículas pela forma e tamanho, utilizando luz baixa e dispersão de luz em ângulo reto.

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Citômetro de fluxo

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Hematofluorímetro O hematofluorímetro é um fotofluorímetro de superficie frontal com canal simples dedicado à análise de zinco protoporfirina no sangue total Um hematofluorímetro típico utiliza uma lâmpada de quartzo e tungstênio. Uma gota de sangue total é depositada sobre um pequeno vidro retangular que funciona como cubeta.

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Nefelometria e Turbidimetria

A dispersão da luz é um fenômeno físico resultante da interação da luz com partículas em solução. A nefelometria e a turbidimetria são técnicas analíticas utilizadas para medir a luz dispersa.

Turbidimetria: A turbidez diminui a intensidade do feixe de luz incidente enquanto este passa por uma

solução contendo partículas. A turbidimetria mede a diminuição desta intensidade.

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Nefelometria A nefelometria é definida como a detecção de energia da luz dispersa ou refletida em direção a um detector que não se encontra na trajetória direta da luz transmitida.

Alguns nefelômetros são projetados para medir a luz dispersa em ângulos diferentes de 90º para aproveitar o aumento na intensidade para frente causada pela dispersão da luz por partículas maiores (Ex.: Complexos Imunes)

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ELETROFORESE

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ELETROFORESE Refere-se à migração de partículas ou solutos carregados em um meio líquido sob a influência de um campo elétrico.

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ELETROFORESE ZONAL

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É a técnica mais comumente usada em aplicações clínicas, onde as moléculas carregadas migram em zonas, normalmente em um meio de suporte poroso, como um gel de agarose, após a amostra ter sido misturada a uma solução-tampão. É gerado um eletroferograma, uma representação de zonas de proteínas, cada uma finamente separada das zonas vizinhas sobre o material de suporte.

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Eletroferograma e zonas de proteínas

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ELETROFORESE ZONAL

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As zonas de proteína são visualizadas quando o meio de suporte é corado com um corante específico para proteína. O meio, então, é seco, e as zonas são quantificadas em um densitômetro. O meio de suporte é seco e mantido como um registro permanente.

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TEORIA DA ELETROFORESE

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- Espécies químicas carregadas eletricamente (por ionização) movem-se em direção ao catodo

(eletrodo negativo) ou ao anodo (eletrodo positivo), dependendo da carga que possuem. - Os íons positivos (cátions) migram em direção ao catodo, e os ions negativos (ânions) migram em direção ao anodo.

- Moléculas ANFÓLITAS, que são carregadas tanto positiva quanto negativamente, adquirem uma carga positiva em uma solução mais ácida do que seu ponto isoelétrico, e migram em direção ao catodo.

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RELEMBRANDO: Ponto Isoelétrico!

É O VALOR DO pH ONDE UMA MOLÉCULA, POR EXEMPLO UMA PROTEÍNA OU AMINOÁCIDO, APRESENTA CARGA ELÉTRICA LÍQUIDA IGUAL A ZERO = HÁ EQUILÍBRIO ENTRE AS CARGAS NEGATIVAS E POSITIVAS DOS GRUPOS IÔNICOS DE UM AA OU PROTEÍNA

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TEORIA DA ELETROFORESE

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A velocidade de migração é dependente de fatores tais como: 1. Carga elétrica líquida da molécula 2. Tamanho e forma da molécula 3. Força do Campo Elétrico 4. Propriedades do meio de suporte 5. Temperatura de operação A mobilidade eletroforética (μ) é definida como a velocidade de migração (cm/s) por unidade de força de campo (volts/cm):

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DESCRIÇÃO TÉCNICA

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Tampão 1. Conduz a corrente aplicada 2. Estabiliza o pH no qual a eletroforese é realizada 3. Determina a carga elétrica do soluto 4. Sua força iônica influencia na condutância do suporte, densidade da nuvem iônica em torno da molécula carregada, a velocidade da sua migração e a nitidez das zonas eletroforéticas

Meios de suporte 1. Gel de amido e acetato de celulose 2. Agarose 3. Poliacrilamida

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Quantificação das Zonas de Proteínas

Tipo de separação

Coloração Amido Black (Naftol Azul Preto)

Proteínas Séricas em geral

Azul Brilhante de Coomassie Ponceau-S Fat Red 7B (Vermelho de Sudan 7B)

Zonas de Lipoproteínas

Óleo vermelho 7B (Oil Red O) Preto de Sudan B (Sudan Black B)

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Proteínas Plasmáticas

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Sumário PROTEÍNAS PLASMÁTICAS Pré-Albumina

Metabolismo da vitamina A (Transtiretina)

Albumina

Principal proteína plasmática

α1- Antitripsina

Modula a proteólise endógena

α2 – Macroglobulina

Inibidor de proteinases / Ptn volumosa

Haptoglobina

Ligante da Hb livre

β-Lipoproteína

LDL

Transferrina (siderofilina)

Transporte de ferro para síntese de Heme

Complemento

Proteínas da imunidade humoral inata

Fibrinogênio

Mais importante fator de coagulação

Ceruloplasmina

Proteína ligante do cobre

Globulina Gc

Ligante da vitamina D

Hemopexina

Ligante do Heme

Glicoproteína α1-ácida (orosomucóide)

Ligante de progesterona e outros lipófilos

Proteína C-Reativa

Ligante de Fosfatidilcolina e ácidos nucleicos

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ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS

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ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS

Primária: Seqüência linear de aminoácidos

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ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS

Secundária: Configurações tridimensionais regulares = α-hélice, β-pregueadas e encurvadas Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

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ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS

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Terciária: Tridimensional real ou padrão de dobramento da proteína singularmente determinado pela sua seqüência de aminoácidos Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS

Quaternária: Complexos mais estáveis, como dímeros, trímetros e tetrâmeros Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

53

PADRÃO ELETROFORÉTICO DE SEPARAÇÃO

+

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54

-

Outros Métodos de Separação

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Precipitação Desenvolvida para caracterizar a albumina e as globulinas em duas ou mais frações que podem ser quantificadas em termos de conteúdo protéico.

Com adição de Sulfato de Sódio, Sulfito de Sódio, Metanol ou Sulfato de Amônio, as globulinas tendem a precipitar, deixando a albumina em solução.

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Outros Métodos de Separação Separação em Colunas - Pérolas de Sephadex (exclusão)

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- Cromatografia de troca iônica

DETECÇÃO E QUANTIFICAÇÃO DE PROTEÍNAS

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Técnica de Kjeldahl Método de referência baseado na análise do teor de nitrogênio Consiste da digestão ácida para liberar os íons amônia de compostos contendo nitrogênio (inespecífico)

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DETECÇÃO E QUANTIFICAÇÃO DE PROTEÍNAS

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Técnica de Kjeldahl A amônia é então quantificada por conversão em gás amônia e titulação como uma base ou pela nesslerização, na qual iodetos duplos (potássico e mercúrico) formam um complexo colorido com a amônia em meio básico.

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OBS.: Por espectroscopia, as proteínas em solução absorvem a luz ULTRAVIOLETA em 280 nm, devido principalmente à presença de TRIPTOFANO, TIROSINA E FENILALANINA

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MÉTODOS TURBIDIMÉTRICOS

Método do BIURETO Reação colorimétrica altamente específica para proteínas e peptídeos  Detecta a presença de ligações peptídicas. Ocorre em meio básico Padrão negativo (Somente H2O)

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H2O + Biureto

Biureto + Albumina (Complexo púrpura)

MÉTODOS TURBIDIMÉTRICOS

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Método de FOLIN-CIOCALTEU • Altamente sensível, detectando a presença de aminoácidos aromáticos • Reagente também chamado:

REAGENTE FENOL ou ÁCIDO FOSFOTUNGSTOMOLÍBDICO (mistura de fosfomolibdato e fosfotungstato) • Este reagente OXIDA os compostos fenólicos, como TIROSINA, TRIPTOFANO e HISTIDINA,

para fornecer uma coloração AZUL PROFUNDA

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MÉTODOS TURBIDIMÉTRICOS

Método de LOWRY Consiste na utilização do método do Biureto seguido do reagente de Folin-Ciocalteu, a fim de potencializar a formação de cor.

CORANTE AZUL BRILHANTE DE COOMASSIE Confere ainda mais sensibilidade ao método, com detecção de até 1 µg de proteína, e não sofre a interferência de uma variedade de substâncias.

CORANTE NINIDRINA Possui sensibilidade semelhante ao anterior, mas desenvolve uma cor violeta ao reagir com aminas primárias.

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QUANTIFICAÇÃO DE ALBUMINA

É possível a detecção específica de albumina através da ligação com os seguintes corantes: - AZUL DE BROMOFENOL - LARANJA DE METILA - ÁCIDO HIDROXIBENZENOAZOBENZÔNIO (HABA) - PÚRPURA DE BROMOCRESOL - VERDE DE BROMOCRESOL  Muito utilizado nos analisadores automatizados

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PROTEÍNAS PLASMÁTICAS ESPECÍFICAS

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Propriedades

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- As proteínas normalmente estão listadas na ordem de duas mobilidades eletroforéticas em géis de agarose em pH 8,6. - A maioria das proteínas plasmáticas é sintetizada no fígado, com poucas exceções (ex.: Imunoglobulinas) e lá também é catabolizada a maioria delas. - Após uma lesão, algumas proteínas plasmáticas apresentam alteração em suas concentrações, resultante de uma resposta ou REAÇÃO DE FASE AGUDA. As proteínas que se alteram nesses casos são conhecidas como PROTEÍNAS DE FASE AGUDA (APP). Essa resposta pode ser POSITIVA ou NEGATIVA, e as proteínas listadas como APP+ ou APP-.

APP +

APP-

α1-Antitripsina

Transtirretina

α1-Glicoproteína Ácida

Albumina

Haptoglobina

Transferrina

Ceruloplasmina C3 e C4 Proteína C-Reativa Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

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Principais Componentes PROTEÍNAS PLASMÁTICAS Pré-Albumina

Metabolismo da vitamina A (Transtiretina)

Albumina

Principal proteína plasmática

α1- Antitripsina

Modula a proteólise endógena

α2 – Macroglobulina

Inibidor de proteinases / Ptn volumosa

Haptoglobina

Ligante da Hb livre

β-Lipoproteína

LDL

Transferrina (siderofilina)

Transporte de ferro para síntese de Heme

Complemento

Proteínas da imunidade humoral inata

Fibrinogênio

Mais importante fator de coagulação

Ceruloplasmina

Proteína ligante do cobre

Globulina Gc

Ligante da vitamina D

Hemopexina

Ligante do Heme

Glicoproteína α1-ácida (orosomucóide)

Ligante de progesterona e outros lipófilos

Proteína C-Reativa

Ligante de Fosfatidilcolina e ácidos nucleicos

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PRÉ-ALBUMINA (transtiretina)

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-Eletroforeticamente, a fração que migra mais rápido que a albumina em direção ao ânodo -É uma das menores proteínas séricas

- Contém sítios de ligação aos hormônios T3 e T4, transportando 10% destes. - NÃO É A PRINCIPAL TRANSPORTADORA DESSES HORMÔNIOS!  É a Globulina ligante da tiroxina. - Possui papel importante no metabolismo da VITAMINA A, ao complexar-se com a PROTEÍNA LIGANTE DO RETINOL (RBP). A RBP tem síntese dependente de zinco e ocorre no fígado. - É rica em TRIPTOFANO APP-

- Possui meia vida de dois dias, sendo um importante marcador nutricional, visto sua síntese ser sensível à ingestão de dieta adequada e às alterações da função hepática. (KWASHIORKOR e MARASMO) Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

ALBUMINA

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- Proteína mais abundante do plasma sanguíneo e altamente solúvel em água, por sua alta carga negativa em pH fisiológico. - Constitui até 2/3 das proteínas plasmáticas totais. - Sintetizada no fígado, atua como repositório móvel de aminoácidos para incorporação a outras proteínas. - Importante transportador de várias substâncias pelo plasma, tais como tiroxina, bilirrubina, penicilina, cortisol, estrogênio, ácidos graxos livres, warfarina, cálcio, magnésio e outros íons metálicos, heme e fosfolipídios. - Meia vida de +/- 17 dias  importante para o monitoramento de curto prazo da glicemia média (ensaio da frutosamina)

APP-

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ALBUMINA

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- Sua principal função é manter a pressão osmótica coloidal, tanto nos espaços vasculares quanto extravasculares.

AUMENTO Raro, como na desidratação (aumento relativo) REDUÇÃO • Secundária à desnutrição • Cirrose: A redução na síntese hepática em hepatopatias é compensada pela produção policlonal das imunoglobulinas (fração Ɣ) • Síndrome Nefrótica (perda pela urina, albuminúria maciça): compensada pela α2macroglobulina •Outras: - Analbuminemia (deficiência genética rara) - Inflamação (hemodiluição, consumo pelas células, síntese reduzida) - Perda GI - Má nutrição - Edema e ascite Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

ALBUMINA

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Análise Laboratorial: Feita por métodos automatizados de ligação a corantes, usando os corantes VERDE DE BROMOCRESOL ou PÚRPURA DE BROMOCRESOL.

Obs.: - A α1-fetoproteína é um análogo da albumina, sendo uma das primeiras α-globulinas a aparecer no soro de mamíferos durante o desenvolvimento do embrião. - Também é a proteína sérica dominante no início da fase embrionária.

- Ela reaparece no soro de adultos durante certas patologias, tais como Carcinomas Hepatocelulares.

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GLICOPROTEÍNA α1-ÁCIDA (OROSOMUCÓIDE)

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- Também conhecida como OROSOMUCÓIDE, pelo alto percentual de carboidrato com um grande número de resíduos de ácido siálico  Carga líquida negativa alta, alta solubilidade. - É sintetizada pelo fígado e precipita-se com HClO4. - É classificada como uma das LIPOCALINAS, proteínas que se ligam a substâncias lipofílicas.

- Liga-se a e inativa hormônios básicos e lipofílicos, tais como a progesterona. - É capaz de se ligar e reduzir a biodisponibilidade de fármacos como propranolol, quinidina, clorpromazina, cocaína e benzodiazepínicos.

Aumento: Doença inflamatória GI e Neoplasias Malignas e em uso de corticosteróides e AINES. Redução: Síndrome Nefrótica, durante a gravidez ou em uso de contraceptivos orais (síntese). Visualizada bem pelo ÁCIDO PERIÓDICO DE SCHIFF (PAS) APP+ Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

α1- ANTITRIPSINA

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- É uma SERPINA (inibidor da serina protease) que inativa as serinas proteases, especialmente as relacionadas com a tripsina. É o inibidor de proteinase mais abundante no plasma. -Inibidor da elastase leucocitária liberada no processo de fagocitose pelos leucócitos, além de reagir com a elastina da árvore traqueobrônquica e do endotélio vascular. - Inibe a resposta bioquímica inadequadamente grave à inflamação (APP+) - A elastase não-inibida na árvore brônquica em virtude do excesso de elastase ou de deficiência de α1-antitripsina pode resultar em perda do recolhimento elástico e desenvolvimento do enfisema pulmonar (e outras condições, como síndrome do desconforto respiratório neonatal). AUMENTO Gravidez REDUÇÃO Pancreatite Grave Síndrome Nefrótica Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

GLOBULINA Gc

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Importante no metabolismo da vitamina D, pois esta ligase a um componente grupo-específico da globulina (Gc) Liga-se à vitamina D e seus metabólitos mol por mol.

Mostra-se reduzida na síndrome nefrótica, levando à perda de vitamina D. Esta perda pode contribuir para os problemas subseqüentes do metabolismo do cálcio encontrados na síndrome nefrótica.

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α2 – MACROGLOBULINA

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- É um importante inibidor de proteinases do plasma.

-Não é uma proteína de fase aguda

- Diferente dos outros inibidores de proteinase, é uma molécula MUITO GRANDE, e não se difunde do espaço plasmático para os líquidos extracelulares em quantidades significativas.

- Sua concentração aumenta 10 vezes ou mais na síndrome nefrótica quando outras proteínas menores são perdidas (mecanismo compensatório osmótico)

- Concentrações baixas observadas em indivíduos com pancreatite aguda grave e, antes do tratamento, em indivíduos com carcinoma avançado de próstata.

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HAPTOGLOBINA

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- Tem como principal função a ligação à hemoglobina liberada pela lise dos eritrócitos, a fim de preservar as reservas de ferro e proteínas. - Os complexos Hp-Hb são grandes o suficiente para evitar a perda renal de Hb e seu Ferro. - Esse complexo é uma peroxidase potente, capaz de hidrolisar peróxidos liberados durante a fagocitose pelos leucócitos polimorfonucleares nos sítios de inflamação. - Possui grande importância como BACTERIOSTÁTICO para bactérias que requerem ferro, tais como Escherichia coli, evitando o uso do ferro por esses organismos.

- APP+: Concentração sérica elevada em resposta ao estresse, infecção, inflamação aguda ou necrose tecidual, provavelmente por estimulação à síntese. - Ela deve ser sempre analisada sempre em associação à orosomucóide, pois à excessão das síndromes de perda protéica, todos os outros fatores influenciam na concentração de ambas em paralelo. Obs.: A mioglobina não se liga a ela! Logo, não há redução em casos de rabdomiólise Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

CERULOPLASMINA

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Contém aproximadamente 95% do cobre sérico total, o que confere a ela uma coloração azulada (lembrar do biureto). Funciona como oxidante ou antioxidante, dependendo de fatores, tais como a presença de íons férricos livres e sítios de ligação da ferritina. (APP+) Possui vital importância na manutenção do estado iônico do ferro.

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β-LIPOPROTEÍNA

Corresponde à fração LDL das lipoproteínas plasmáticas. Na eletroforese zonal, geralmente não é visualizada quando utilizadas colorações para proteínas (azul brilhante de coomassie, amido black, ponceau S) Será melhor abordada na aula de lipídios.

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β2-MICROGLOBULINA

Encontrada nas superfícies celulares das células nucleadas (antígeno de superfície) Corresponde à cadeia leve dos antígenos leucocitários humanos (HLA). AUMENTO Insuficiência Renal, Inflamação e Neoplasias, especialmente as associadas aos Linfócitos B. PRINCIPAL VALOR CLÍNICO Teste da função tubular em indivíduos expostos a metais pesados e transplantados

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TRANSFERRINA (SIDEROFILINA)

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-É a principal proteína plasmática de transporte de FERRO.

-O complexo TRF-Fe3+ transporta o ferro para as células para incorporação nos citocromos, Hb e mioglobina e, para os locais de reserva, tais como fígado e sistema reticuloendotelial. - A avaliação das concentrações plasmáticas de TRF é útil para o diagnóstico diferencial da anemia e para o monitoramento do tratamento da anemia ferropriva. DEFICIÊNCIA DE FERRO:  TRF Elevada, mas a proteína está menos saturada com ferro.

FALHA NA INCORPORAÇÃO DE FERRO:  TRF Normal ou Baixa, mas a proteína está muito saturada com ferro. SOBRECARGA DE FERRO:  TRF Normal, com saturação aumentada. -Altas concentrações de TRF são observadas na gravidez e em administração de estrógenos. OBS.: A Neisseria gonorrhoeae é capaz de roubar o ferro da transferrina Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

HEMOPEXINA

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- Proteína com a propriedade de se ligar ao HEME liberado pela degradação da hemoglobina, protegendo-a da excreção e contribuindo para a manutenção das reservas de ferro.

- Encontra-se em concentrações muito baixas (50 a 120 mg/dL), devendo ser quantificada por métodos imunes.

- As reduções mais profundas ocorrem após hemólise intravascular, quando a quantidade de hemoglobina livre excede a capacidade de ligação da haptoglobina.

HEME + HPX  FÍGADO Enquanto a HPX não retorna, o HEME livre liga-se à albumina Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

COMPLEMENTO

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- Conjunto de pelo menos 20 proteínas pertencentes à imunidade humoral inespecífica. -Interagem com complexos antígeno-anticorpo, ou entre si ou com membranas celulares de uma forma complexa, porém flexível, para destruir vírus e bactérias e, em alguns casos, até mesmo as células do hospedeiro. APP+

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Vias Clássica e Alternativa do Complemento

Note que ambas dependem da presença de C3, justificando o fato desta ser a fração mais abundante das proteínas do complemento.

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As frações mais importantes são C3 e C4, principalmente C3, pois participa de todas as vias do complemento Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

FIBRINOGÊNIO É o mais abundante dos fatores da coagulação sanguínea, formador do coágulo de fibrina.

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FIBRINOGÊNIO

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FIBRINOGÊNIO

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AUMENTO - Sua concentração encontra-se elevada com os outros reativos de fase aguda (APR+). - Neste caso, a Velocidade de Hemossedimentação (VHS) também encontra-se marcantemente elevada devido, diretamente, ao conteúdo de fibrinogênio. - Na gravidez e uso de contraceptivos. REDUÇÃO - Indicam extensa ativação da coagulação com consumo de fibrinogênio.

Velocidade de Hemossedimentação (VHS) Ensaio no qual mede-se a taxa na qual os eritrócitos precipitam no período de uma hora. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

PROTEÍNA C-REATIVA

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- Foi descoberta como resultado da interação do soro de pacientes em recuperação de infecção pneumocócica com o polissacarídeo C do pneumococo (Streptococcus pneumoniae). - As concentrações dela se elevam marcantemente sempre que houver necrose tecidual. - Está presente no soro e é capaz de se ligar a restos celulares, agindo como uma seqüestradora geral. • Na presença de Ca2+ liga-se a vários poliânions (ácidos nucléicos), fosfatidilcolinas e polissacarídeos presentes em fungos, bactérias e protozoários. • Na ausência de Ca2+ se liga a policátions tais como as histonas. - Uma vez complexada, ativa a via clássica do complemento.  É uma das primeiras APR a se elevar em doenças inflamatórias e também a exibir os aumentos mais expressivos de concentração. (APP+)

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PROTEÍNA C-REATIVA

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 Geralmente é quantificada pela sua capacidade de precipitar a substância C (polissacarídeo C), ou por métodos imunes, incluindo nefelometria, precipitações, radioimunoensaio e enzima imunoensaio.  Um ensaio altamente sensível para CRP pode contribuir com o valor preditivo dos lipídios séricos para identificar indivíduos em risco de eventos cardiovasculares.  É muitas vezes utilizada pelos reumatologistas para monitorar a progressão ou a remissão de uma doença auto-imune.  Em casos de infarto agudo do miocárdio, eleva-se 6 a 12 horas após seu início.  Pode apresentar valores 2000 vezes maiores que o normal NORMAL: 100 ng/mL (recém-nascidos) 170 ng/mL (crianças) 430 a 1340 ng/mL (adultos) Com infecção intra-uterina, pode chegar a 26.000 μg/mL

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IMUNOGLOBULINAS

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IMUNOGLOBULINAS

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Também conhecidas como ANTICORPOS HUMORAIS, reconhecem antígenos estranhos e iniciam os mecanismos que os removem ou os destroem. Compostas de duas cadeias pesadas (H) iguais e duas cadeias leves (L) idênticas.  São conhecidos 5 tipos: IgA, IgD, IgE, IgG e IgM.

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IMUNOGLOBULINAS

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Imunoglobulina A - Existe como monômero de 4 cadeias (IgA1) ou como um dímero contendo duas dessas unidades (IgA2). - A forma dimérica chama-se IgA secretora, e encontra-se nas secreções corporais, tais como lágrimas, suor, saliva, leite, colostro, secreção gastrointesinal e secreção brônquica. - A IgA secretora é composta das duas unidades monoméricas com uma única cadeia J (junction), (semelhante à associada com a IgM pentamérica) e uma cadeia glicopeptídica adicional, denominada componente secretor. - Este componente secretor protege a IgA secretora (ou IgA2) da hidrólise por parte das enzimas proteolíticas presentes nas secreções, e, por conseguinte, é mais resistente à destruição por bactérias patogênicas. - Inibe a aderência dos microorganismos à superfície das células da mucosa, impedindo sua penetração. Envolvida em respostas contra parasitas por induzir a desgranulação dos eosinófilos.

- Também pode se ligar a antígenos alimentares, reduzindo a incidência de reações alérgicas. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

IMUNOGLOBULINAS Imunoglobulina D

Principal imunoglobulina de membrana na superfície de Linfócitos B naïv (virgens), especialmente de recém-nascidos. Ainda não possui função primária conhecida (além de ser marcador de superfície de Linfócitos B, juntamente com a IgM)

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IMUNOGLOBULINAS

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Imunoglobulina E  A IgE é tão rapida e firmemente ligada a mastócitos que somente quantidades traço estão normalmente presentes no soro.  Está envolvida nos processos de HIPERSENSIBILIDADE IMEDIATA. Quando o antigeno (alérgeno) faz ligação cruzada de duas moléculas de IgE ligadas, o mastócito é estimulado a liberar HISTAMINA e outras aminas vasoativas que são responsáveis pela permeabilidade vascular e pela contração do músculo liso, ocorrendo em reações alérgicas como RINITE, ASMA, URTICÁRIA e ECZEMA.

Importante na resposta imune humoral a parasitas, uma vez que freqüentemente é encontrada em níveis elevados em soros de doentes parasitados por helmintos.  Não atravessa a barreira placentária  Não fixa o complemento pela via clássica

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IMUNOGLOBULINAS

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Imunoglobulina G - É o isótipo mais bem estudado, constituindo a principal imunoglobulina do sangue, produzida durante a RESPOSTA IMUNE SECUNDÁRIA. - São necessárias pelo menos duas moléculas de IgG para a ativação do complemento. - São os únicos anticorpos capazes de atravessar a BARREIRA PLACENTÁRIA (proteção contra infecções nas duas primeiras semanas de vida do neonato)  Há 4 tipos de IgG: • IgG1 • IgG2 • IgG3 • IgG4

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IMUNOGLOBULINAS

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Imunoglobulina G CLASSES

FUNÇÃO

IgG1

Principal a atravessar a placenta e a proteger os neonatos durante os primeiros 3 meses de vida. T1/2: 22 dias Subclasse dominante em humanos Forte relação com alergias em adultos

IgG2

Relacionada com as respostas celulares TCD8+ (T citotóxicas) (patógenos intracelulares). Estimulada por IFN-Ɣ e IL-2. T1/2: 22 dias NÃO ATRAVESSA A PLACENTA!

IgG3

É a subclasse que mais eficientemente liga-se ao complemento pela via clássica. T1/2: 7 dias

IgG4

Incapaz de se ligar eficientemente ao complemento pela via clássica.

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IMUNOGLOBULINAS

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Imunoglobulina M - É a classe mais abundante de anticorpos secretados no sangue na FASE INICIAL DE UMA RESPOSTA PRIMÁRIA POR ANTICORPOS. - Normalmente é um pentâmero:  5 unidades de 4 cadeias + cadeia J (junction) - É uma MACROGLOBULINA! - É a imunoglobulina mais primitiva e menos especializada, sendo a primeira classe de anticorpos a ser produzidas pelas células B em desenvolvimento. - Sua alta eficácia na ligação e ativação do sistema complemento, associada ao surgimento precoce durante o curso de uma infecção faz da IgM um agente particularmente potente no combate aos organismos invasores (só necessita de 1 molécula para ativar o complemento). - É a única imunoglobulina sintetizada por neonatos - Não atravessa a placenta!!! Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

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Nitrogenados Não-Proteicos

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Sumário NITROGENADOS NÃO-PROTEICOS Uréia

Condensação de CO2 + Amônia Reação de Fearon / Reação da Urease acoplada a Berthelot

Creatinina e Creatina

Reserva rápida de fosfato Reação de Jaffe (Reagente Picrato)

Ácido Úrico

Metabólito de Ácidos Nucléicos (Purinas) Aumentada na Síndrome de Lesch-Nyhan Reação com Uricase  Gera Alantoína Método de Caraway (Com Fosfotungstato Alcalino)

Amônia

Produto do catabolismo protéico Aumentada na Síndrome de Reye Quantificação com Reagente de Nessler

Aminoácidos

Subunidades protéicas Teste de Guthrie (Ensaio microbiológico) TLC Fluorimetria com Fenilalanina + Cobre + Ninidrina

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Nitrogenados Não-Protéicos (NPN)

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• São formados no organismo como resultado do catabolismo de ácidos nucléicos, aminoácidos e proteínas. • A uréia é o principal composto NPN no plasma, constituindo 45% do total. • A determinação de NPN no sangue tem sido usada como índice da função renal concentrações elevadas decorrem de função renal reduzida  [NPN] é um índice inespecífico para nefropatias, visto que outras doenças (gota, hepatopatias, hemorragias) podem variar a [NPN] plasmática.

Principais NPN: - Creatinina - Uréia - Ácido Úrico

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Creatina e Creatinina

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- CREATINA: A creatina-fosfato é a principal reserva de fosfato altamente energético necessário

ao metabolismo muscular. - Sintetizada no fígado (principalmente), rins e pâncreas a partir da arginina, glicina e metionina.

- A interconversão de fosfocreatina e da creatina é uma característica particular dos processos metabólicos da contração muscular.

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Creatina e Creatinina

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Importância Clínica - A creatinina é filtrada pelos glomérulos mas é principalmente ou completamente reabsorvida pelos túbulos renais, sendo excretada a uma taxa constante, que é proporcional à massa muscular do indivíduo. - Creatinina sérica e urinária são usadas como índices da função renal, em virtude da constância da formação da Creatinina (clearance)  A renovação da creatinina é constante: 1,0% a 2,0% da creatina total livre é transformada a cada 24 h. - AUMENTO DA [CREATININA]sérica  REDUÇÃO DA TFGlomerular - A constância da produção da creatinina a qualifica como MEDIDA DA TOTALIDADE DA COLETA DE URINA DE 24 h, através da quantificação da excreção urinária de creatinina. - [CREATININA] plasmática Pouco afetada pela dieta

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Creatina e Creatinina

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Técnicas Analíticas: Métodos Químicos ou Enzimáticos MÉTODOS QUÍMICOS

Método de JAFFE -A creatinina reage com o íon picrato num meio alcalino para resultar num complexo laranjaavermelhado. - É atualmente o método mais amplamente utilizado para a quantificação de creatinina.

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Creatina e Creatinina

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Técnicas Analíticas: Métodos Químicos ou Enzimáticos MÉTODOS QUÍMICOS

Método de JAFFE - O método está sujeito a interferências de outras substâncias:  POSITIVAMENTE (reagem dando cor idêntica): Ácido Ascórbico, Cefalosporinas, Glicose, Corpos Cetônicos, Piruvato, Frutose e Ácido Úrico.  NEGATIVAMENTE: Bilirrubina, Hemoglobina, Amostras Lipêmicas

ESTRATÉGIAS - Adição da Terra de Fuller (Reagente de Lloyd)  Adsorvem os materiais não-creatinina das amostras. (desvantagem: trabalhoso!) - A correção do valor obtido com o branco é capaz de eliminar a interferência da bilirrubina.

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Uréia

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- A uréia é o principal produto excretado do catabolismo das proteínas, sendo sintetizada no fígado a partir de CO2 e da amônia gerada pela desaminação dos aminoácidos por meio do ciclo da ornitina ou do ciclo de Krebs-Henseleit.

- Mais de 90% é excretada pelos rins, onde é facilmente filtrada do plasma pelos glomérulos. Porém, de 40 a 80% são reabsorvidos por difusão passiva do túbulo renal para o interstício, para retornar ao plasma. - Ela constitui aproximadamente metade dos sólidos urinários totais (~25g) e 80 a 90% do nitrogênio urinário total. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

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Uréia

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Uréia

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- A doença renal é associada ao acúmulo de uréia no sangue, visto esta ser excretada pelos rins. - O aumento da uréia plasmática caracteriza o estado urêmico (azotemia).

IMPORTÂNCIA CLÍNICA -Tem sido utilizada como indicador da função renal, embora a dosagem da creatinina proporcione informações mais confiáveis sobre essa atividade. - Atualmente, tem mais valor clínico como indicador da ingestão de nitrogênio e do estado de hidratação do paciente do que da função renal. [URÉIA]plasmática ELEVADA: Dieta rica em proteínas Catabolismo protéico elevado Reabsorção das proteínas plasmáticas após hemorragia GI Tratamento com cortisol ou seus análogos sintéticos Desidratação Perfusão reduzida dos rins

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Uréia

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Técnicas Analíticas: Métodos Químicos ou Enzimáticos MÉTODOS QUÍMICOS

Reação de FEARON (método direto) - Condensação da diacetila com a uréia para formar o cromógeno DIAZINA, que absorve fortemente a 540 nm. - Embora amplamente utilizado no passado, esse método tem sido substituído pelos métodos enzimáticos.

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Uréia

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Técnicas Analíticas: Métodos Químicos ou Enzimáticos MÉTODOS ENZIMÁTICOS

Hidrólise pela Urease  Amônia : Quantificação por Espectroscopia A reação de BERTHELOT (método indireto) - A quantificação da amônia pode ser por vários métodos

Método satisfatório e de baixo custo, porém, com a desvantagem de ser muito sensível à contaminação com a amônia (de qualquer origem). Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

Uréia

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Técnicas Analíticas: Métodos Químicos ou Enzimáticos MÉTODOS ENZIMÁTICOS

Ensaio Enzimático com GLUTAMATO DESIDROGENASE (método de referência)

- Nos ensaios de plasma, o sistema reacional contém urease, de modo que a adição da amostra contendo uréia inicia a reação.

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Relembrando: Estrutura de NAD+ e NADH

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Ácido Úrico

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- O ácido úrico é o produto final da degradação dos ácidos nucléicos e do catabolismo das purinas em seres humanos (adenosina e guanosina). - Deriva de 3 fontes principais: • Catabolismo das nucleoproteínas ingeridas • Catabolismo das nucleoproteínas endógenas • Transformação direta de purina-nucleotídeos endógenos - É o principal composto nitrogenado do excremento dos répteis e pássaros (e morcegos) - Encontrado em pequenas quantidades na urina dos mamíferos, e seus sais ocorrem nas articulações na gota. - É um ácido fraco, com pKa1 de 5,75 e um pKa2 de 10,3  A urina alcalina solubiliza o ácido úrico. Assim, não se formam cálculos no trato urinário.

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Ácido Úrico

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Importância Clínica

- Existência de diversos distúrbios do metabolismo da purina.

Os sintomas que devem gerar suspeitas incluem: 1. Insuficiência renal ou cálculos numa criança ou adulto jovem 2. “Pedrinhas” na fralda de um bebê 3. Problemas neurológicos inexplicáveis num bebê, criança ou adolescente. 4. Presença de gota num homem ou mulher com menos de 30 anos de idade. - A manifestação clínica mais evidente e importante da alteração plasmática do ácido úrico é a GOTA.

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Ácido Úrico

GOTA - Condição hiperuricêmica de variada etiologia. - Consiste no acúmulo de cristais de ácido úrico nas articulações. - Ocorre quando o urato monossódico se precipita dos líquidos corporais supersaturados. - A articulação do dedão do pé (primeira metatarsofalângica) é o sítio clássico da gota.

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Ácido Úrico

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GOTA - A artrite gotosa pode estar associada aos cristais de urato no líquido da articulação e a depósitos de cristais (tofos) no tecido que circunda a articulação. - Em qualquer lugar que ocorram, despertam uma resposta inflamatória intensa, consistindo de leucócitos polimorfonucleares e macrófagos. - A gota é caracterizada por crises ocasionais e longos períodos de remissão. - Geralmente, durante uma crise gotosa a concentração de ácido úrico plasmática é normal.

- A gota pode ser PRIMÁRIA ou SECUNDÁRIA: PRIMÁRIA - Associação de superprodução metabólica de purinas, excreção renal reduzida e ingestão alimentar elevada. - Pode também estar relacionada a defeitos enzimáticos herdados na via metabólica da purina.

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Ácido Úrico

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GOTA SÍNDROME DE LESCH-NYHAN - Caracteriza-se pela deficiência completa da enzima hipoxantina-guanina-fosforribosil transferase, a enzima principal da via alternativa da purina. - Manifesta-se clinicamente por: • Retardo mental • Movimentos musculares anormais • Problemas comportamentais (automutilação e agressividade patológica) -Nas primeiras semanas de vida: cristalúria, insuficiência renal aguda e gota. -Os sintomas neurológicos dessa síndrome podem estar relacionados com a disponibilidade de purinas para o cérebro em desenvolvimento, o qual possui capacidade limitada para novas sínteses de purina. Ele conta, portanto, com as vias alternativas de purina para abastecê-lo com a maior parte dos nucleotideos purina que lhe são necessários.

- Ocorre somente em indivíduos do sexo masculino (relacionada ao cromossomo X).

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Síndrome de Lesch-Nyhan

Alopurinol Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

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OUTRAS FONTES PARA O ÁCIDO ÚRICO (ou melhor... Como você quer piorar suas dores secundárias à GOTA?)

Café? Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

Chocolate?

Ou Chá?

Ácido Úrico

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GOTA SECUNDÁRIA Resulta da hiperuricemia atribuível a diversas causas identificáveis. - Doença Renal aguda ou crônica de qualquer tipo. - Conseqüência da administração de diuréticos. - Acidemia orgânica ocasionada pela elevação do acetoacetato (cetoacidose diabética) ou acidose láctica. - Aumento do catabolismo das purinas encontrado na proliferação rápida das células tumorais e na destruição ampla dessas células na terapia com certos agentes quimioterápicos.

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Ácido Úrico

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Intervenções farmacológicas

- O Tratamento de crise aguda envolve uso de AINEs. Obs.: Convém evitar o uso de AAS, uma vez que os salicilatos provocam aumento de urato por inibir competitivamente com a excreção renal deste último. - Abordagens específicas incluem: O uso de medicamentos uricosúricos (probenecida, sulfinpirazona), que melhoram a excreção renal do ácido úrico, bloqueando os condutores nas células tubulares que modulam a reabsorção.  Uso de alopurinol, que é inibidor da enzima xantina oxidase.

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Ácido Úrico

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Fatores que afetam a concentração plasmática de urato -Pacientes devem ser aconselhados a evitar: • Alimentos que tenham conteúdo de purina elevado (fígado, rins, carne vermelha e sardinhas) • Medicamentos que afetem a excreção de urato (diuréticos tiazídicos e salicilatos) A ingestão de etanol freqüentemente aumenta a concentração plasmática de urato e pode provocar crises de gota nos pacientes susceptíveis.

 O etanol altera o metabolismo do ácido úrico ao aumentar a produção de urato por aumentar o catabolismo da adenina-nucleotídeo mediado pelo acetato (álcool desidrogenase).  Também há supressão da excreção renal do ácido úrico, que se dá através em virtude do excesso de lactato produzido pela oxidação do etanol em acetaldeído, que inibe competitivamente a secreção tubular de urato.

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Ácido Úrico Fatores que afetam a concentração plasmática de urato - A produção e o catabolismo aumentados das nucleoproteínas são importantes na hiperuricemia que ocorre com leucemias, linfomas, policitemia, mieloma múltiplo, neuroblastoma e vários outros neoplasmas amplamente disseminados.

- Quimioterapias e a terapia por radiação ionizante das neoplasias malignas aumentam significativamente a formação de ácido úrico

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Ácido Úrico

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Metodologia Analítica Métodos de Ácido Fosfotúngstico (PTA): Método de CARAWAY  Baseia-se no desenvolvimento de um cromógeno de reação azul (azul de tungstênio) à medida que o PTA é reduzido pelo urato num meio alcalino.  Estão sujeitos a muitos interferentes, e os esforços para modificá-los têm sido pouco eficazes na melhoria de sua especificidade.

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Ácido Úrico

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Metodologia Analítica Métodos de Uricase

 São mais específicos que as abordagens PTA  A uricase é utilizada como etapa única ou inicial para oxidar o ácido úrico, produzindo alantoína, H2O2 e CO2.

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Eletrólitos e Gases Sanguíneos

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Sumário INTRODUÇÃO 1.1. Função Renal 1.2. Manutenção do Equilíbrio Eletrolítico 1.3. Manutenção do pH sanguíneo 1.4. Ácidos e Bases: Aspectos químicos GASES SANGUINEOS E pH 2.1. Comportamento dos Gases 2.2. Aplicação da Equação de Hendersson-Hasselbalch na Mensuração dos Gases 2.3. Distúrbios Ácido-Base: ACIDOSE e ALCALOSE 2.4. Distúrbios Ácido-Base METABÓLICOS 2.5. Distúrbios Ácido-Base RESPIRATÓRIOS

ELETRÓLITOS 3.1. Principais Eletrólitos

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1.1. Função Renal

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- Os rins regulam as condições do fluido eletrolítico e o equilíbrio ácido-base por meio da filtração do sangue, seguida da reabsorção seletiva ou da secreção para o fluido tubular. - A alteração na função renal é uma das causas mais comuns de toxicidade medicamentosa, decorrente da excreção inadequada dos medicamentos ou de seus metabólitos. Função Endócrina dos Rins • Regulação do metabolismo dos ossos e minerais [1,25-(OH)2 vitamina D3] • Regulação da hematopoese (eritropoetina) • Regulação de função Adrenal (renina) Produção de Pró-renina inativa Redução do fluxo sanguíneo renal  ativa a renina  angiotensina I angiotensina II  aldosterona Promove a reabsorção tubular de Na+ , vasoconstricção arteriolar, atividade simpática, etc, com a finalidade de aumentar a pressão arterial.

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1.1. Função Renal

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Função Glomerular

- Diferente dos filtros mecânicos, a membrana basal do glomérulo possui uma carga negativa forte, que leva a diferentes tamanhos de ponto de corte, dependendo da carga do composto. • Moléculas negativas (como a albumina) = 1,8 nm • Moléculas positivas (como os anticorpos) = 4,5 nm Em caso de dano à membrana basal do glomérulo, a albumina (raio molecular de 3,6 nm), por exemplo, passa pela membrana basal

Função Tubular - Com função glomerular normal: 180 L de ultrafiltrado/dia - A função dos túbulos é recuperar seletivamente os componentes essenciais filtrados pelo glomérulo, reabsorver água e eletrólitos em quantidades suficientes para manter as condições hidroeletrolíticas normais, ajustar a excreção de bicarbonato e H+ e manter as condições de normalidade ácido-base. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

1.2. Manutenção do Equilíbrio Eletrolítico

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- A ingestão e perda de líquidos se equivalem: eliminação diária de 2 a 2,5 L de água pelo organismo, principalmente pela urina - A excreção mínima diária deve ser de 500 mL para controlar a carga osmótica de substâncias filtradas que chegam ao néfron distal. - A eliminação de água no suor e na urina é controlada pelo hormônio antidiurético (ADH), cuja produção é estimulada pela pressão arterial reduzida ou pela osmolalidade plasmática aumentada, sendo este último o fator mais importante na produção de ADH. - Osmolalidade: Representa a concentração molar total dos solutos encontrados no sangue. O NaCl é responsável pela maior parte da osmolalidade do plasma. Outra substância importante e osmoticamente ativa no plasma é a glicose. OBS.: O Etanol não interfere no movimento da água, por se encontrar (após a ingestão) presente tanto no fluido extracelular quanto intracelular.

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Estrutura do Néfron

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1.3. Manutenção do pH sanguíneo

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- O processo de respiração celular requer O2, para fins de oxidação de substâncias, em especial açúcares, para obtenção de energia sob a forma de ATP, com conseqüente formação de CO2 e H2O. - O CO2 produzido precisa ser eliminado por difusão através da membrana celular, entrando na corrente sanguínea, onde é absorvido pelos eritrócitos. - Como já abordado anteriormente, parte deste CO2 combina-se com NH3 oriundo da desaminação oxidativa de aminoácidos para formar a Uréia no ciclo da Uréia.

- Na presença da enzima anidrase carbônica, o gás carbônico reage com a água e estabelece um equilíbrio com o ácido carbônico, o qual se dissocia espontaneamente para o bicarbonato.

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1.3. Manutenção do pH sanguíneo

- O pH do sangue varia em uma faixa bem estreita, entre 7,35 e 7,40 para o sangue venoso e 7,40 e 7,45 para o sangue arterial. - O pH sanguíneo então, mostra-se ligeiramente mais básico que a água pura, e essa alcalinidade é mantida por um sistema tampão bastante eficiente

- Assim, o sangue é tamponado por quatro sistemas diferentes, sendo que o principal tampão é composto por bicarbonato de sódio/ ácido carbônico. - Esse sistema é essencial à regulação do equilíbrio ácido-base, pois o metabolismo celular gera muitos ácidos orgânicos que circulam no sangue até serem eliminados pelos rins.

Composição do tampão sanguíneo

%

Bicarbonato/ Ácido Carbônico

64

Hemoglobina/ Oxi-Hemoglobina

28

Proteínas Ácidas/ Básicas

7

Fosfato Monoácido / Fosfato Diácido

1

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1.3. Manutenção do pH sanguíneo

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CONTROLE ÁCIDO BASE RENAL

- Os glomérulos são livremente permeáveis aos ions H+, bicarbonato e aos ânions de ácidos inorgânicos (sulfato, fosfato).

- Os rins devem absorver a maior parte do bicarbonato filtrado e fixar o ácido na urina por meio de ligação às bases (como fosfato e amonia) para manter o equilibrio normal do pH. - 90% do bicarbonato filtrado é recuperado.

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1.4. Ácidos e Bases: Aspectos químicos

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- Um ácido pode ser definido como uma substância capaz de dissociar-se para gerar íon H+, enquanto uma base é uma substância capaz de aceitar um íon H+, neutralizando-o (Teoria de Brönsted-Lowry). - Há um equilíbrio entre a quantidade de ácido de um lado e de íons hidrogênio e de base conjugada (produzida pela perda de H+) de outro. A Constante de Equilíbrio é denominada Ka: Para ácidos MUITO FORTES, Ka tende a infinito (equilíbrio deslocado para a direita). Para ácidos MUITO FRACOS, Ka tende a zero (equilíbrio deslocado para a esquerda).

Nos casos intermediários, os ácidos encontram-se parcialmente dissociados, e o valor de Ka, que pode ser maior ou menor que 1, dependerá da força do ácido considerado.

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1.4. Ácidos e Bases: Aspectos químicos

Ácidos fortes se dissociam completamente, e a sua força ácida pode ser expressa pelo valor do Ka , como no exemplo abaixo:

Ao aplicarmos o logaritmo nesta equação, obtemos a chamada equação de Henderson Hasselbach , onde o pKa de um ácido é correlacionado com o valor do pH do meio e com a concentração de suas espécies dissociadas e não dissociadas.

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1.4. Ácidos e Bases: Aspectos químicos

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Tampões - Qualquer solução que contenha um ácido fraco e uma base fraca tem a seguinte propriedade: Quando pequenas quantidades de um ácido forte são adicionadas, elas são neutralizadas pela base fraca, enquanto pequenas quantidades de base forte são neutralizadas pelo ácido fraco.

LOGO: Tampões são soluções capazes de absorver pequenas adições de ácidos e bases concentradas sem mostrar variação significativa no pH da solução. - A faixa de pH mais efetiva para um tampão está sobre ou próxima do pH em que as concentrações do ácido e do sal são iguais. - Assim, o meio é considerado tamponado se o pH da solução oscila numa faixa de pKa +/- 1 (do ácido em questão).

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Sumário INTRODUÇÃO 1.1. Função Renal 1.2. Manutenção do Equilíbrio Eletrolítico 1.3. Manutenção do pH sanguíneo 1.4. Ácidos e Bases: Aspectos químicos GASES SANGUINEOS E pH 2.1. Comportamento dos Gases 2.2. Aplicação da Equação de Hendersson-Hasselbalch na Mensuração dos Gases 2.3. Distúrbios Ácido-Base: ACIDOSE e ALCALOSE 2.4. Distúrbios Ácido-Base METABÓLICOS 2.5. Distúrbios Ácido-Base RESPIRATÓRIOS

ELETRÓLITOS 3.1. Principais Eletrólitos

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GASES SANGUINEOS E pH

- O tratamento clínico de distúrbios metabólicos e respiratórios depende da mensuração rápida e precisa do oxigênio e dióxido de carbono sanguíneos. - Medidas ativas para manter a vida em pacientes com dano cardiopulmonar dependem amplamente da ventilação assistida utilizando misturas de gases que são adaptadas em resposta aos resultados laboratoriais de ácido-base e gases sanguíneos.

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GASES SANGUINEOS E pH

 A gasometria consiste na leitura do pH e das pressões parciais de O2 e CO2 em uma amostra de sangue.  A leitura é obtida pela comparação desses parâmetros na amostra com os padrões internos do gasômetro. Essa amostra pode ser de sangue arterial ou venoso, porém é importante saber qual a natureza da amostra para uma interpretação correta dos resultados.  Obviamente, quando se está interessado em uma avaliação da performance pulmonar, deve ser sempre obtido sangue arterial, pois esta amostra informará a respeito da hematose e permitirá o cálculo do conteúdo de oxigênio que está sendo oferecido aos tecidos. No entanto, se o objetivo for avaliar apenas a parte metabólica, isso pode ser feito através de uma gasometria venosa. Parâmetro

Sangue arterial

Sangue venoso

pH

7.35 a 7.45

0.05 unidades menor

PaCO2

35 a 45 mmHg

6 mmHg maior

PaO2

70 a 100 mmHg

~ 50% (35 a 50 mmHg)

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GASES SANGUINEOS E pH

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2.1. Comportamento dos Gases Pressão Parcial - Lei de Dalton: A pressão parcial de um gás dissolvido no sangue é, por definição, igual à pressão parcial do gás em uma fase gasosa ideal imaginária em equilíbrio com o sangue - Em equilíbrio, a pressão parcial (tensão) de um gás é a mesma nos eritrócitos e no plasma, então, a pressão parcial de um gás é a mesma em todo o sangue e plasma. - A pressão parcial de um gás em uma mistura gasosa é definida como a fração molar do gás vezes a pressão total do sistema.

OU SEJA A pressão medida de uma mistura de gases é a soma das pressões que os gases exerceriam se cada um estivesse sozinho no recipiente. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

GASES SANGUINEOS E pH

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2.1. Comportamento dos Gases Pressão Parcial - A lei de Dalton pode ser determinada para o ar ambiente como:

- A lei de Dalton não se aplica aos gases em solução, ou seja, a soma de todos os gases dissolvidos pode ser menor, igual ou maior que a pressão da solução mensurada. - Se a soma das tensões dos gases é significativamente maior que a pressão da solução, pode ocorrer a formação de bolhas, como acontece no sangue de mergulhadores emergindo de locais profundos (doença descompressiva), ou na amostra de sangue resfriada sendo aquecida para a realização da análise.

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GASES SANGUINEOS E pH

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2.2. Aplicação da Equação de Hendersson-Hasselbalch na Mensuração dos Gases

-O dióxido de carbono e a água reagem para formar ácido carbônico, que, por sua vez, se dissocia em íons hidrogênio e bicarbonato:

- Hendersson, a partir da combinação das reações de hidratação e dissociação, encontrou um valor de K’ = 4,68 . 10-7 (pK’ = 6,33), onde:

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GASES SANGUINEOS E pH

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2.2. Aplicação da Equação de Hendersson-Hasselbalch na Mensuração dos Gases Assim, as concentrações totais de CO2 (ctCO2), bicarbonato (cHCO3-), CO2 dissolvido (cdCO2) e íon H+ (cH+) são inter-relacionadas. Pela mensuração de quaisquer dois dos quatro parâmetros, PCO2 ou cdCO2, pH, ctCO2 ou cHCO3-, e utilizando a equação com os valores de pK’ e α (coeficiente de solubilidade para o CO2), os outros dois parâmetros podem ser calculados.

- A equação de Hendersson-Hasselbalch resultante aplicada à quantificação dos gases sanguíneos que temos é:

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GASES SANGUINEOS E pH

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2.2. Aplicação da Equação de Hendersson-Hasselbalch na Mensuração dos Gases É importante ressaltar, então, que o valor de bicarbonato expresso na gasometria não é medido diretamente e sim calculado através da equação de Henderson-Hasselbach, usando os valores de pH e pressão parcial de gás carbônico (PaCO2) medidos, onde:

- Os distúrbios metabólicos alteram o numerador da equação, através de diminuição (acidose) ou aumento (alcalose) no cálculo da concentração de bicarbonato. -Os distúrbios respiratórios interferem com o denominador da equação, elevando (acidose) ou reduzindo (alcalose) a PCO2. - Os distúrbios metabólicos são compensados, inicialmente, por alterações na PCO2 (compensação pulmonar) e, posteriormente, através de mudanças na excreção renal de ácidos e na reabsorção de álcalis (compensação renal). Os distúrbios respiratórios possuem mecanismos mais precários de compensação que dependem, já de início, de mecanismos renais de compensação. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

GASES SANGUINEOS E pH

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2.4. Distúrbios Ácido-Base: ACIDOSE e ALCALOSE -Os distúrbios ácido-base são frequentemente classificados em dois grandes grupos: Metabólicos e Respiratórios. - Nos distúrbios metabólicos, o problema primário reside no metabolismo anormal, que leva a alterações no bicarbonato plasmático. - Os distúrbios respiratórios resultam de alterações na excreção pulmonar do dióxido de carbono. ACIDEMIA: sangue arterial de pH < 7,35 ALCALEMIA: sangue arterial de pH > 7,45

Acidose e Alcalose referem-se aos estados patológicos que levam à acidemia ou à alcalemia.

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Relação entre o pH e a razão da concentração de HCO3-/CO2 dissolvido

A linha pontilhada mostra um caso de alcalose descompensada (excesso de bicarbonato), com uma concentração de bicarbonato de 44 mmol/L e um cdCO2 de 1,1 mmol/L. Logo, a razão é 40:1 e o pH resultante é 7,7. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

GASES SANGUINEOS E pH

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2.5. Distúrbios Ácido-Base METABÓLICOS - O distúrbio ácido-básico que mais freqüentemente se observa na prática clínica é a acidose metabólica. Existem algumas controvérsias em relação ao uso de álcalis para a correção desse distúrbio. Isso se deve ao fato de existirem os seguintes riscos relacionados principalmente a infusão rápida e excessiva de HCO3Acidose metabólica: • Decorrente da produção aumentada de ácidos (acidose láctica, cetoacidose diabética, inanição) • Por ingestão de ácidos ou seus precursores (etilenoglicol, metanol e salicilatos) • Por excreção reduzida de ácidos (insuficiência renal oligúrica, raro) • Por excreção aumentada de bicarbonato (leva a um aumento da reabsorção renal de cloreto e de sódio para manter a eletroneutralidade)

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GASES SANGUINEOS E pH

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2.5. Distúrbios Ácido-Base METABÓLICOS - Para abordar as alcaloses metabólicas é importante a avaliação dos seguintes parâmetros: volemia, pressão arterial, eletrólitos na urina e no soro e, em casos selecionados, o sistema renina-angiotensina-aldosterona.

- O tratamento deve ser dirigido à causa básica do distúrbio, sendo restritas as indicações de uso de ácidos. - Quando a alcalose resulta da administração excessiva de álcalis exógenos, basta a suspensão dessa administração para a normalização do pH. Esse distúrbio ocorrerá com mais freqüência se houver comprometimento da função renal. Alcalose Metabólica • Como resultado da excreção aumentada de ácido do estômago e rins (vômito, sucção nasogástrica, bulimia, aumento de cortisol ou aldosterona – Síndrome de Cushing) • Resultante da ingestão de base (ingestão de citrato, na transfusão sanguínea massiva e bicarbonato de sódio oral). • Por excreção reduzida de bicarbonato (nos quadros de depleção de cloreto, a deficiência de cloreto leva a reabsorção do bicarbonato junto com o sódio, mantendo a alcalose) Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

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GASES SANGUINEOS E pH 2.6. Distúrbios Ácido-Base RESPIRATÓRIOS - São assim classificados os distúrbios primários em cdCO2.

- Pode resultar da alteração da excreção de CO2 pela respiração externa, mecanismo primário de regulação da concentração plasmática de CO2.

DISTÚRBIO

ALTERAÇÃO

ACIDOSE METABÓLICA

DÉFICIT DE HCO3-

ALCALOSE METABÓLICA

EXCESSO DE HCO3-

ACIDOSE RESPIRATÓRIA

EXCESSO DE CO2

ALCALOSE RESPIRATÓRIA

DÉFICIT DE CO2

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GASES SANGUINEOS E pH

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2.6. Distúrbios Ácido-Base RESPIRATÓRIOS Acidose Respiratória (Aumento da PCO2)  Qualquer fator que reduza a ventilação pulmonar, aumenta a concentração de CO2 (aumenta H+ e diminui pH) resultando em acidose respiratória. Hipoventilação  Hipercapnia  (PCO2 > 45mmHg)  Acidose respiratória Causas de Acidose Respiratória: • Lesão no Centro Respiratório (AVE, TCE, tumor); • Depressão no Centro Respiratório (intoxicações, anestésicos, sedativos, lesões, narcóticos); • Obstrução de Vias Aéreas (Asma, DPOC, secreção, corpo estranho); • Infecções agudas (Pneumonias); • Edema Pulmonar; • Trauma torácico, deformidades torácicas severas; • P.O cirurgia abdominal alta, toracotomias; • Distensão abdominal severa; • Doenças Neuromusculares (Poliomielite, Polirradiculoneurites); • Tromboembolia Pulmonar; • Fadiga e falência da musculatura respiratória. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

GASES SANGUINEOS E pH

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2.6. Distúrbios Ácido-Base RESPIRATÓRIOS Alcalose Respiratória (diminuição da PCO2) Quando a ventilação alveolar está aumentada a PCO2 alveolar diminui, conseqüentemente, haverá diminuição da PCO2 arterial menor que 35mmHg, caracterizando uma alcalose respiratória (diminuição de H+, com aumento do pH).

Hiperventilação  Hipocapnia (PCO2 < 35mmHg)  Alcalose respiratória Causas de Alcalose Respiratória: • Hiperventilação por ansiedade, dor, hipertermia, hipóxia, grandes altitudes; • Hiperventilação por VM; • Lesões do SNC, tumores, encefalites, hipertensão intracraniana; • Salicilatos e sulfonamidas; • Alcalose pós acidose. Manifestações Clínicas: A principal característica clinica é a hiperventilação. Em casos graves, pode ser observado tetania com sinais de Chvostek e de Trousseau, parestesia circumoral, acroparestesia, câimbra nos pés e mãos resultante de baixas concentrações de Cálcio ionizado no soro. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

Sumário INTRODUÇÃO 1.1. Função Renal 1.2. Manutenção do Equilíbrio Eletrolítico 1.3. Manutenção do pH sanguíneo 1.4. Ácidos e Bases: Aspectos químicos GASES SANGUINEOS E pH 2.1. Comportamento dos Gases 2.2. Aplicação da Equação de Hendersson-Hasselbalch na Mensuração dos Gases 2.3. Distúrbios Ácido-Base: ACIDOSE e ALCALOSE 2.4. Distúrbios Ácido-Base METABÓLICOS 2.5. Distúrbios Ácido-Base RESPIRATÓRIOS

ELETRÓLITOS 3.1. Principais Eletrólitos

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ELETRÓLITOS - Os eletrólitos são classificados como ânions, íons com carga negativa que se movem em direção a um anodo, ou cátions, íons carregados positivamente que se movem em direção a um catodo. Cátions

Ânions

Na+

Cl-

K+

HCO3-

Ca+2

H2PO4-2

Mg+2

SO4-2 Lactato-

- Os principais eletrólitos (Na+, K+, Cl- e HCO3-) ocorrem primariamente como íons livres, enquanto quantidades significativas (>40%) de Ca+2, Mg+2 e elementos-traço estão ligados a proteínas, como a albumina. - A determinação de Na+, K+, Cl- e HCO3- é conhecida como “Perfil Eletrolítico”. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

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3.1. Principais Eletrólitos Sódio (Na+) - Principal cátion do fluido extracelular, representa cerca de 90% dos ~154 mmol de cátions inorgânicos por litro de plasma. Assim, é responsável por quase metade da força osmótica do plasma.

- Apresenta uma função central na manutenção da distribuição normal de água e pressão osmótica no compartimento de fluido extracelular. - A dieta diária contém 8 a 15 g (130 a 260 mmol) de NaCl, que é quase completamente absorvido no TGI, embora o organismo somente requeira 1 a 2 mmol/dia, e o resto seja excretado pelos rins.

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3.1. Principais Eletrólitos Sódio (Na+)

Amostras 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Soro Plasma Heparinizado Sangue Total Suor Urina Fezes (líquidas, diarreicas) Fluidos GI

Os eritrócitos contém ~10% do Na+ no soro ou plasma. Amostras lipêmicas devem ser ultracentrifugadas e analisa-se o infranadante

(LEMBRANDO: Soro = Plasma – Fibrinogênio) Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

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3.1. Principais Eletrólitos Sódio (Na+)

Metodologia Analítica

1. Espectroscopia de Absorção Atômica 2. Espectroscopia de Emissão de Chama 3. Eletroquimicamente, com Eletrodos Íon-Seletivos (ISE) para Na+.

Intervalo de Referência Para o Na+ sérico  135 a 145 mmol/L A concentração do sódio urinário varia de acordo com a dieta alimentar. Com a dieta padrão com 8 a 15 g/dia, o intervalo é de ~ 40 a 220 mmol/dia.

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3.1. Principais Eletrólitos Potássio (K+)

- Principal cátion intracelular, com concentração celular média de 150 mmol/L (nos eritrócitos é de 105 mmol/L ~ 23 vezes sua concentração plasmática). - Sua concentração extracelular é mantida menor às expensas de ATP, através da ação da bomba de Na+/K+ : Esta é um fator crítico na manutenção e ajuste dos gradientes iônicos dos quais dependem os impulsos nervosos e a contratilidade do músculo. - Algumas condições, como a Paralisia Periódica Hipocalêmica manifestam-se por perda transiente da capacidade de utilização dos músculos. Estão relacionadas a diversas condições, como Hipertireoidismo, Hiperaldosteronismo ou uso crônico de corticóides. - A necessidade diária de K+ é satisfeita com a ingestão de 50 a 150 mmol/dia. Do potássio absorvido no TGI, a maior parte é eliminada pelos rins.

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3.1. Principais Eletrólitos Potássio (K+) Amostras Basicamente, as mesmas amostras válidas para Na+. Intervalo de Referência

Referência: 3,5 a 5,0 mmol/L (adultos) e 3,7 a 5,9 mmol/L (neonatos) As concentrações de K+ no sangue total são 0,1 a 0,7 mmol/L menores que no soro. Os intervalos de referência para o K+ sérico são 0,2 a 0,5 mmol/L mais altos que aqueles para o K+ plasmático. Os métodos para determinar potássio devem minimizar a hemólise, e qualquer hemólise deve ser relatada junto aos valores de potássio.

Hemólise

Aumento de K+ (%)

Leve

~ 50 mg Hb/dL

3

Moderada

~200 mg Hb/dL

12

Intensa

> 500 mg Hb/dL

30

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3.1. Principais Eletrólitos Cloreto (Cl-) - É o principal ânion extracelular, com concentrações medianas no plasma e fluido intersticial de ~103 mmol/L (a concentração total de ânions inorgânicos é de 154 mmol/L). - Está envolvido de forma significativa em diversos processos: • Manutenção da distribuição da água • Controle da Pressão Osmótica • Balanço cátion-ânion no fluido extracelular (ECF).

- Sua concentração intracelular em eritrócitos é de 45 a 54 mmol/L, e nas demais células teciduais de apenas ~1 mmol/L. - Diuréticos de alça como furosemida e ácido etacrínico inibem a bomba Na/K/2Cl, a qual é responsável por promover a absorção ativa de Cl-, com reabsorção passiva de Na+. O cloreto excedente é eliminado na urina e suor.

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3.1. Principais Eletrólitos Cloreto (Cl-)

Amostras O Cloreto é mais freqüentemente mensurado no soro, plasma, urina e no suor. Ele é muito estável no soro e no plasma, mesmo com hemólise intensa ou alteração na concentração de proteínas plasmáticas. A análise do suor para verificar a concentração do eletrólito é utilizada para confirmar o diagnóstico de fibrose cística.

Fibrose Cística Possui apresentações clínicas de amplo espectro, tais como doença pulmonar obstrutiva crônica e insuficiência pancreática. É causada por um defeito em uma proteína reguladora do transporte de eletrólitos através das membranas epiteliais (proteína reguladora da condutância transmembrana da fibrose cística). Embora existam análises genéticas mais específicas, o teste quantitativo de cloreto no suor continua sendo o teste de diagnóstico padrão.

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3.1. Principais Eletrólitos Cloreto (Cl-)

Metodologia Analítica Historicamente, o cloreto era mensurado por titulação mercurimétrica e métodos de espectrofotometria. Titulação Coulométrica-Amperométrica: Cloridrômetro de Cotlove Dependem da geração de Ag+ a partir do eletrodo de prata, a uma taxa constante, e da reação de Ag+ com Cl-, para formar cloreto de prata insolúvel.

Após atingir o ponto estequiométrico, o excesso de Ag+ na mistura paralisa a geração de Ag+. Um cronômetro marca o tempo passado entre o iníci e a pausa na geração de Ag+. O intervalo de tempo é proporcional à quantidade de Cl- presente na amostra.

INTERFERENTES: CN- e SCN-, grupos sulfídricos (S-2) e metais pesados. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

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Carboidratos

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Sumário CARBOIDRATOS

Química

Monossacarídeos Dissacarídeos Polissacarídeos Amido e Glicogênio Celulose Glicoproteínas

Bioquímica e Fisiologia

Regulação da concentração da Glicose Sanguínea Transporte de Glicose Formação de Hb-Glicada Hormônios Contra-Reguladores

Significância Clínica

Diabetes Mellitus: - Tipo1 - Tipo 2 - Diabetes Gestacional

Metodologia Analítica

Determinação da Glicose em Fluidos Corporais Métodos que usam a Hexoquinase Métodos que usam a Glicose Oxidase Métodos que usam a Glicose Desidrogenase Ensaio da Frutosamina Teste de Tolerância Oral à Glicose

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Carboidratos Introdução - Principais constituintes dos sistemas fisiológicos, os carboidratos são compostos orgânicos constituídos de carbono, hidrogênio e oxigênio [Cx(H2O)y] que, juntamente com os lipídios e as proteínas, fornecem energia e contribuem com a estrutura dos organismos. - Eles realizam múltiplas funções, tais como componentes estruturais em RNA e DNA (ribose e desoxirribose) e fornecerem uma fonte de energia (glicose). A glicose forma-se a partir de: 1. Quebra de Carboidratos na dieta (grãos, vegetais amiláceos e legumes) ou de estoques corporais (glicogênio) 2. Síntese endógena a partir de proteínas ou da porção glicerol dos triglicerídeos

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Fontes de Carboidratos

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Carboidratos

Quando o gasto energético excede a ingestão calórica, a formação de glicose endógena ocorre a partir da quebra dos estoques de carboidratos e de fontes não-carboidratos (aminoácidos, lactato e glicerol).

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Carboidratos Quando a ingestão de energia excede o seu gasto, o excesso é convertido em gordura e glicogênio para armazenamento no tecido adiposo e no fígado ou músculo, respectivamente.

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Carboidratos Química Carboidratos são derivados aldeídicos ou cetonas de álcooils poliidroxilados (mais de um grupo –OH) ou de compostos que produzem esses derivados quando hidrolisados. Tipo

Exemplo

Monossacarídeos

Glicose, galactose, frutose

Dissacarídeos

Maltose = Glicose + Glicose Lactose = Glicose + Galactose Sacarose = Glicose + Frutose

Polissacarídeos

Amido Glicogênio Celulose

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Carboidratos Química Amido e Glicogênio O amido constitui a principal reserva glicídica vegetal, composto de amiloses (α-1,4; nãoramificada) e amilopectinas (α-1,4; ramificações α-1,6 a cada 24 a 30 resíduos). O glicogênio é a reserva glicídica animal, e em muito se assemelha à amilopectina, porém, possui mais ramificações (a cada 8 ou 12 resíduos de glicose).

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Carboidratos Química Glicoproteínas - Muitas proteínas integrais de membrana possuem oligossacarídeos covalentemente ligados na região extracelular, formando as glicoproteínas. Além disso, muitas proteínas que são secretadas, tais como anticorpos, hormônios e fatores de coagulação são glicoproteínas. - Uma função biológica das cadeias de carboidratos é regular a vida útil das proteínas. Por exemplo, a perda dos resíduos de ácido siálico da extremidade das cadeias oligossacarídicas nos eritrócitos resulta na remoção dos glóbulos vermelhos do sangue.

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Carboidratos Química Glicoproteínas

Os carboidratos também estão envolvidos nos reconhecimento célula-célula, na secreção e no direcionamento de proteínas para domínios celulares específicos.

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Carboidratos Química Glicoproteínas As glicoproteínas de interesse especial são a Hemoglobina Glicada (GHb) e outras proteínas (Albumina Glicada) que são utilizadas para monitorar o controle da glicemia a longo prazo em pessoas com diabetes mellitus. Além disso, a GHb é uma medida de risco do desenvolvimento de complicações do diabetes. Quimicamente, a GLICAÇÃO é a adição não enzimática de um resíduo de açúcar aos grupos amino de proteínas. Obs.: NÃO CONFUNDIR GLICAÇÃO COM GLICOSILAÇÃO!

REFUTE A IDÉIA DE QUE O TESTE É O DA HEMOGLOBINA GLICOSILADA!

A glicosilação é um processo enzimático, responsável pela ligação de açúcares a proteínas, lipídios e outras moléculas orgânicas, produzindo diversos importantes biopolímeros. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

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Carboidratos Química - A glicação da hemoglobina é uma reação não-enzimática dependente da concentração de glicose no plasma. - Se dá em duas etapas, sendo a primeira uma etapa reversível e a segunda irreversível

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Carboidratos Química

A maioria dos testes quantifica a cetoamina estável, visto que a concentração da aldimina é plenamente influenciada pela ingestão recente de carboidratos. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

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Carboidratos Química - A HbA é composta por 4 cadeias polipeptídicas: 2 alfa e 2 beta - A análise cromatográfica da Hb A identifica várias hemoglobinas menores: Hb A1a, Hb A1b, Hb A1c

Tipos de Hb Adulta Humana

Percentual

Hb A (Hb A1 ou Hb rápida)

97

Hb A2

2,5

Hb F

0,5

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Carboidratos Bioquímica e Fisiologia -Glicogênese: conversão da glicose em glicogênio

-Glicogenólise: processo reverso da glicogênese -Gliconeogênese: formação da glicose a partir de fontes não-glicídicas, tais como aminoácidos, glicerol ou lactato. -Glicólise: conversão da glicose ou outras hexoses em lactato ou piruvato. A oxidação completa até CO2 e H2O ocorre através do Ciclo de Krebs e da Cadeia de transporte de Elétrons acoplada à fosforilação oxidativa na mitocôndria, gerando ATP.

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Via Glicolítica

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Carboidratos Bioquímica e Fisiologia - Durante um breve jejum, ocorre a prevenção de um grande declínio da concentração de glicose sanguínea através da quebra de glicogênio armazenado no fígado e da síntese da glicose no fígado. Uma pequena quantidade de glicose também, pode ser produzida a partir de síntese renal (G6Pase). - Nos casos de jejum mais prolongado (> 42 h), a gliconeogênese é a responsável por essencialmente toda a produção de glicose. - Independentemente das grandes flutuações no suprimento e na demanda de carboidratos a concentração da glicose no sangue é normalmente mantida em um intervalo estreito por hormônios que modulam o movimento da glicose dentro do corpo.

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Carboidratos: Bioquímica e Fisiologia Insulina Hormônio produzido pelas células β das ilhotas de Langerhans (pâncreas) que estimula a captação da glicose pelos tecidos adiposo e muscular, promove a conversão de glicose em glicogênio ou gordura para armazenamento, inibe a produção de glicose pelo fígado, estimula a síntese protéica e inibe a quebra protéica.

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Canetas de insulina Human Pen Memoir A caneta autobiográfica ou Human pen memoir pode ajudar pacientes administrarem suas dosagens de insulina evitando assim uma overdose. O laboratório farmacêutico, Eli Lilly, em Indianapolis/EUA, inventou este injetor que na verdade esconde uma agulha hipodérmica. Integra cartuchos de insulina que permitem o operador discar a quantia de insulina exata que necessita tomar. O HumaPen registra a dose, data e tempo das últimas 16 injeções tomadas. Assim o diabético não precisa preocupar-se caso esqueça o número de doses injetadas. Preço: 45 dólares

SQ Pen® Administra a insulina sob pressão elevada em micro-jato, no tecido subcutâneo, o que permite que a insulina penetre na pele, sem dor e de forma eficaz. Laboratório: MediRex Pharma (Portugal) Preço: 260 euros

Canetas descartáveis de insulina

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Regulação Hormonal da Glicose Sanguínea

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Carboidratos Bioquímica e Fisiologia Hormônios Hiperglicemiantes Glucagon Secretado pelas células α do pâncreas, tem como maior alvo o fígado, estimulando a produção de glicose por glicogenólise ou gliconeogênese. Também atua nos adipócitos, estimulando a lipólise. Epinefrina Estimula a glicogenólise e diminui a utilização da glicose, aumentando, portanto, as concentrações de glicose sanguínea. Também estimula a secreção de glucacon e inibe a secreção de insulina pelo pâncreas. GH Estimula a gliconeogênese, aumenta a lipólise e antagoniza a captação de glicose estimulada pela insulina. Cortisol Estimula a gliconeogênese e aumenta a quebra de proteínas e gorduras. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

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Carboidratos Significância Clínica O diabetes mellitus e a hipoglicemia são condições clínicas associadas ao metabolismo anormal dos carboidratos. Diabetes Mellitus tipo 1  Os indivíduos possuem insulinopenia por perda das células β das ilhotas de Langerhans e dependem de tratamento com insulina para sustentar a vida e evitar a cetose. Diabetes Mellitus tipo 2  Também conhecidos como não-dependentes de insulina  As concentrações de insulina podem estar dentro do intervalo de referência, elevadas ou diminuídas e, na maioria dos casos, a ação da insulina está prejudicada (resistência insulínica)  Está fortemente relacionada à obesidade. Diabetes Mellitus Gestacional  É a intolerância a carboidratos de gravidade variável durante a gravidez.

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Diabetes Mellitus Tipo I O diabetes Tipo 1 (DM1) é uma doença auto-imune caracterizada pela destruição das células beta produtoras de insulina. Isso acontece por engano porque o organismo as identifica como corpos estranhos. A sua ação é uma resposta auto-imune. Este tipo de reação também ocorre em outras doenças, como esclerose múltipla, Lupus e doenças da tireóide. A DM1 surge quando o organismo deixa de produzir insulina (ou produz apenas uma quantidade muito pequena.) Quando isso acontece, é preciso tomar insulina para viver e se manter saudável. As pessoas precisam de injeções diárias de insulina para regularizar o metabolismo do açúcar. Pois, sem insulina, a glicose não consegue chegar até às células, que precisam dela para queimar e transformá-la em energia. As altas taxas de glicose acumulada no sangue, com o passar do tempo, podem afetar os olhos, rins, nervos ou coração.

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Diabetes Mellitus Tipo I Os fatores genéticos são predominantes na manifestação do Diabetes tipo 1, evidenciados pela freqüente presença de certos antígenos de histocompatibilidade (HLA) no braço curto do cromossomo 6. Em vários grupos ocidentais a prevalência é para os antígenos DR3, DR4, e DQ. A presença de diabetes tipo 1 em gêmeos univitelinos é menor do que 50%, o que sugere que fatores ambientais além de genéticos, devem colaborar para a manifestação da doença. Na população não diabética a presença destes antígenos (Dr3 / Dr4) é em torno de 40 % e, na população de diabéticos é de 95%. A definição de Diabetes tipo 1 é portanto reservada aos indivíduos que apresentam falência na secreção de insulina por destruição autoimune das células beta e, apresentam positividade para os antígenos de histocompatibilidade DR3 e ou DR4. Sintomas • Poliúria; • Fome freqüente; • Sede constante; • Perda de peso; Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

• Fraqueza; • Fadiga; • Nervosismo;

• Mudanças de humor; • Náusea; • Vômito

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Diabetes Mellitus Tipo II  Sabe-se que o diabetes do tipo 2 possui um fator hereditário maior do que no tipo 1. Além disso, há uma grande relação com a obesidade e o sedentarismo. Estima-se que 60% a 90% dos portadores da doença sejam obesos. A incidência é maior após os 40 anos.

 Uma de suas peculiaridades é a contínua produção de insulina pelo pâncreas. O problema está na incapacidade de absorção das células musculares e adiposas. Por muitas razões, suas células não conseguem metabolizar a glicose suficiente da corrente sangüínea. Esta é uma anomalia chamada de "resistência Insulínica".  O diabetes tipo 2 é cerca de 8 a 10 vezes mais comum que o tipo 1 e pode responder ao tratamento com dieta e exercício físico. Outras vezes vai necessitar de medicamentos orais e, por fim, a combinação destes com a insulina.

Principais Sintomas: • Infecções freqüentes; • Alteração visual (visão embaçada); • Dificuldade na cicatrização de feridas; • Formigamento nos pés; • Furunculose. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

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Diabetes Mellitus Gestacional

 Na gravidez, duas situações envolvendo o diabetes podem acontecer: a mulher que já tinha diabetes e engravida e o diabetes gestacional. O diabetes gestacional é a alteração das taxas de açúcar no sangue que aparece ou é detectada pela primeira vez na gravidez. Pode persistir ou desaparecer depois do parto.  Diabetes Mellitus Gestacional (DMG) é definido como qualquer nível de intolerância a carboidratos, resultando em hiperglicemia de gravidade variável, com início ou diagnóstico durante a gestação.  Sua fisiopatologia é explicada pela elevação de hormônios contra-reguladores da insulina, pelo estresse fisiológico imposto pela gravidez e a fatores predeterminantes (genéticos ou ambientais).  O principal hormônio relacionado com a resistência à insulina durante a gravidez é o hormônio lactogênico placentário, contudo, sabe-se hoje que outros hormônios hiperglicemiantes como cortisol, estrógeno, progesterona e prolactina também estão envolvidos.

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Mecanismos que levam às complicações crônicas do diabetes melito

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Glicação das proteínas: consiste na adição de glicose na porção terminal N da cadeia protéica e dos aminoácidos dentro da cadeia. A adição de glicose à proteína faz-se lentamente e, depende tanto do tempo de contato entre a glicose a proteína como também da concentração da glicose. A Glicação atinge praticamente todos os órgãos e tecidos Atividade da via dos Polióis: consiste na conversão da glicose em seu derivado, o álcool sorbitol, com a presença da enzima Aldose redutase. O sorbitol por sua vez, entra livremente nas células e se metaboliza muito lentamente, acarretando um acúmulo de sorbitol intra-celular. O sorbitol se acumula na bainha de Schwann do tecido nervoso, acarretando mudança na função dos nervos, com alteração na condução nervosa, mudança na sensibilidade, e perda de fibras nervosas. Mio-inositol, Fosfoinositídeos e Na,K-ATPase : No tecido nervoso, e provavelmente na retina e rim, a hiperglicemia inibe competitivamente a captação de inositol dependente de sódio, levando à redução do mio-inositol intra-celular e do fosfatidilinositol da membrana celular. A redução da atividade da enzima Na,K-ATPase acarreta a redução da condução nervosa.

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Mecanismos que levam às complicações crônicas do diabetes melito

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Glicação das membranas basais: caracteriza a microangiopatia. Consiste no espessamento da membrana basal dos capilares (MBC) , pelo acúmulo de carboidratos, principalmente heteropolissacarídeos complexos e dissacarídeos (galactose e glicose) unidos à hidroxilisina. A glicose acelera a atividade das enzimas que participam na formação da MBC Plaquetas e Função endotelial: No diabetes ocorre aumento da agregação plaquetária, aparecimento de microtrombos, diminuição da via média das plaquetas, diminuição da atividade fibrinolítica e aumento do Fator de von Willebrand

Alterações hemodinâmicas: A hiperglicemia provoca aumento do volume vascular e do fluxo sangüíneo nos leitos capilares de alguns tecidos, no rim há aumento da pressão transcapilar glomerular, que produzem lesão celular direta, com aumento da matriz mesangial, proteinúria e glomerulosclerose. A lesão renal progressiva acarreta mudanças na permeabilidade da barreira glomerular agravando a proteinúria. A mesma seqüência de fatos ocorre na retina provocando a retinopatia. Alterações no metabolismo dos lipídeos: Associado ao diabetes é freqüente haver diminuição do HDL colesterol que são aos partículas alta densidade e redução das partículas de Baixa e muito baixa densidade (LDL e VLDL) que estão associadas ao aparecimento da placa de aterosclerose. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

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Carboidratos Significância Clínica Diagnóstico de DM  Depende unicamente da demonstração da hiperglicemia

 Para o tipo 1 é mais fácil, pois a hiperglicemia aparece mais abruptamente, é grave e é acompanhada por sérios distúrbios metabólicos.  No tipo 2 o diagnóstico pode ser dificultado pelo fato das alterações metabólicas não serem graves o suficiente para o paciente notar os seus sintomas.  Sintomas cardiais de DM-1 • Poliúria (muita urina) • Polidipsia (muita sede) • Perda de peso

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Carboidratos Significância Clínica: Diagnóstico GLICEMIA DE JEJUM: BREVE HISTÓRICO - Os primeiros métodos utilizavam o Reagente de Fehling, que dava resultado positivo em presença de aldeídos (pouco específico) - Veio então o Reagente de Benedict (ou Reagente de Gayder), que se baseia na redução do cobre por açúcares. Tinha como inconveniente a inespecificidade para a glicose (dava positivo para qualquer ose). - O Reagente de Tollens foi amplamente utilizado e era aplicado na diferenciação de carbonilas de cetona das de aldeído. Utilizava nitrato de prata em solução amoniacal. - Também há o método da Ortotoluidina. Neste método, a glicose reage especificamente com a ortotoluidina, a quente e em presença de ácido acético glacial, produzindo uma mistura, em equilíbrio, uma glicosilamina e a correspondente base de Schiff. A intensidade da cor é medida, fotometricamente

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Carboidratos Significância Clínica: Diagnóstico GLICEMIA DE JEJUM Metodologia utilizando a Hexoquinase

Embora altamente acurado e preciso, o método de referência requer muita precisão e é muito demorado para ser utilizado rotineiramente em um laboratório clínico. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

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Carboidratos Significância Clínica: Diagnóstico GLICEMIA DE JEJUM Métodos que usam a Glicose Oxidase A glicose oxidase catalisa a oxidação da glicose em ácido glicônico e peróxido de hidrogênio: (etapa específica para a glicose)

A adição da enzima peroxidase e um aceptor de oxigênio cromogênico, como a o-dianisidina, resulta na formação de um composto colorido que é medido:

Esta etapa é bem menos específica, e está sujeita a interferentes, tais como bilirrubina, ácido úrico, hemoglobina, tetraciclina, ácido ascórbico dentre outros que inibem a reação, produzindo valores menores) Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

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Carboidratos Significância Clínica: Diagnóstico GLICEMIA DE JEJUM Reação de Trinder

- O produto H2O2 é titulado por reação com a 4-aminoantipirina e fenol, gerando o produto colorido antipiril quinonimina. - Essa reação é amplamente utilizada para dosagem de vários analitos, tais como colesterol e ácido úrico.

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Carboidratos Significância Clínica: Diagnóstico

Teste de Pedersen  Indicado para o diagnóstico de Diabetes Mellitus Gestacional  Consiste na ingestão de 50 g de dextrosol e mensuração da glicemia 1 hora após.  Caso o valor da glicemia seja superior a 140 mg/dL, a gestante deverá fazer o TTOG. Teste de Tolerância Oral à Glicose (TTOG)

 Também conhecido como Curva Glicêmica  Administra-se uma carga de 75 g de glicose dissolvida água  São feitas medições sucessivas da glicemia, desde o tempo 0, com 30 min, 60 min, 90 min e 120 min.  Gera desconforto e estresse no paciente, podendo aumentar a glicemia (adrenalina).

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Carboidratos Significância Clínica: Diagnóstico  Para realização do teste, utiliza-se como material de análise soro ou plasma de paciente em jejum por pelo menos 8 horas.  É aplicável a acomodação da amostra em tubo contendo NaF, que além de ser inibidor da via glicolítica, em certas concentrações também atua como anticoagulante (evitar hemólise). - Valores de referência: 70 a 99 mg/dL < 140 mg/dL após 2 horas de infusão de 75 g de glicose  Para o diagnóstico de DM, a glicemia de jejum deverá ser igual ou superior a 126 mg/dL e/ou maior que 200 mg/dL após carga de 75 g de glicose.

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Sobre o Diabetes mellitus, é correto afirmar que: a) A frutosamina tem importância no acompanhamento de pacientes diabéticos e serve para avaliar o controle metabólico das últimas 2 - 3 semanas que antecedem o exame.

b) O teste de tolerância oral à glicose (TTOG) é o exame mais indicado para o acompanhamento de pacientes hospitalizados com doença aguda. c) A hemoglobina glicada serve para monitoramento do paciente diabético a curto prazo. d) A hemoglobina glicada e a frutosamina são exames confiáveis para detecção do diabetes gestacional.

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Lipídios Séricos

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Sumário LIPÍDIOS SÉRICOS

Lipidios Básicos

Colesterol Ácidos Graxos Acilgliceróis Prostaglandinas

Lipoproteínas

Química Metabolismo Exógeno Metabolismo Endógeno Transporte de Colesterol Intracelular Transporte Reverso de Colesterol

Análise Laboratorial

Mensuração de Lipídios Básicos: Colesterol, TAG, HDL e LDL.

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Lipidios Básicos

O termo lipídio é empregado para denominar uma classe de substâncias solúveis em solventes orgânicos e quase insolúveis em água.

Quimicamente, contém principalmente, ligações C-H não-polares, e tipicamente produzem ácidos graxos e ou álcoois complexos após hidrólise. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

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Lipidios Básicos

De modo geral, são subdivididos em seis grupos, com base em sua estrutura:

- Colesterol - Ácidos Graxos - Acilgliceróis Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

- Esfingolipídios - Prostaglandinas - Terpenos

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Lipidios Básicos Colesterol - É um álcool esteróide com 27 átomos de carbono, dispostos num anel tetracíclico de esterano, com uma cadeia lateral C-H. - Diversas substâncias de interesse biológico têm sua origem no esqueleto esteróide (peridrociclopentanofenantreno), e a biossíntese desses depende da presença do colesterol, seja de origem endógena ou exógena.

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Lipidios Básicos Colesterol: Absorção ► Antes de ser absorvido, o colesterol precisa ser solubilizado por emulsificação, que é a formação de micelas mistas, contendo colesterol não-esterificado, ácidos graxos, monoglicerídeos, fosfolipídios e ácidos biliares conjugados. ► Os ácidos biliares agem como detergentes e são o fator mais crítico na formação das micelas. Em sua ausência, a digestão e a absorção tanto de colesterol como de triglicerídeos ficam gravemente prejudicadas. ► A maior parte da absorção de colesterol ocorre no jejuno médio e íleo terminal do intestino delgado, e é mediada pela proteína de superfície do enterócito NPC1L1. Esta proteína é o alvo para o fármaco EZETIMIBE, que bloqueia a absorção do colesterol. ► Quando o colesterol entra na célula da mucosa intestinal, é acondicionado junto com triglicerídeos, fosfolipídios e uma grande proteína chamada Apo B48, em partículas grandes de lipoproteína chamadas Quilomícrons.

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Lipidios Básicos

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Colesterol: Biossíntese

- Pouco mais da metade do colesterol no organismo origina-se de sua síntese (cerca de 700 mg/dia) e o restante é fornecido pela dieta. - Quase 3/4 de sua biossíntese endógena ocorre no fígado e intestino. - A maior parte das células periféricas, ao contrário, depende de distribuição exógena do colesterol pelas lipoproteínas.

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Lipidios Básicos

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Colesterol: Biossíntese A biossíntese do colesterol ocorre em três etapas: 1. Formação de HMG-CoA a partir de Acetil-CoA 2. Redução do HMG-CoA em Mevalonato e descarboxilação deste último em uma série de unidades isoprênicas de 5 carbonos. Há então a condensação dessas unidades isoprênicas para formar intermediários de 10 carbonos (geranil pirofosfato) e 15 carbonos (farnesil pirofosfato). Duas moléculas C15 então se condensam para formar o produto final do segundo estágio, o esqualeno (C30). 3. O terceiro estágio ocorre no retículo endoplasmático, onde há a epoxidação do esqualeno, com sucessivas reações de oxidação-descarboxilação e remoção de cadeias laterais, para formar a molécula de 27 carbonos de colesterol. Obs.: A segunda etapa é importante porque contém a enzima HMG-CoA redutase, que é a enzima limitadora da velocidade na biossíntese de colesterol, sendo inibida por fármacos do tipo estatinas

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Lipidios Básicos Colesterol: Biossíntese

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Lipidios Básicos Colesterol: Biossíntese

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Lipidios Básicos

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Colesterol: Esterificação ► O colesterol é esterificado com ácidos graxos para formar um éster de colesteril por meio de duas enzimas diferentes: ► Na célula, o excesso de colesterol é esterificado pela acilcolesterol aciltransferase (ACAT), que ajuda a reduzir a citotoxicidade do excesso de colesterol livre. Uma vez esterificados, os ésteres de colesteril são armazenados nas gotas lipídicas intracelulares.

► Os ésteres de colesteril também são formados na circulação pela ação da lecitina colesterol aciltransferase (LCAT) no colesterol presente nas lipoproteínas, particularmente nas lipoproteínas de alta densidade (HDL). ► Os ésteres de colesteril são responsáveis por cerca de 70% do colesterol total no plasma, e a LCAT é responsável pela formação da maior parte dos ésteres de colesteril presentes no plasma. ►A LCAT é produzida no fígado e secretada na circulação e é ativada pela Apo AI, a principal proteína no HDL.

► Quando o colesterol é esterificado, ele perde seu grupo hidroxil livre e torna-se muito mais hidrofóbico, indo da superfície das partículas da lipoproteína para o centro hidrofóbico.

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Lipidios Básicos

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Colesterol: Catabolismo ► À exceção das células endócrinas especializadas, que usam colesterol como substrato na síntese de hormônios esteróides, a maioria das células periféricas apresenta capacidade limitada de catabolizar o excesso de colesterol. ► Aproximadamente um terço da produção diária de colesterol, ou cerca de 400 mg/dia, é convertida no fígado em ácidos biliares. Cerca de 90% dos ácidos biliares são reabsorvidos no terço inferior do íleo e são subseqüentemente retornados para o fígado pela circulação entero-hepática. ► Os ácidos biliares que entram no intestino grosso são parcialmente desconjugados pelas enzimas bacterianas em ácidos biliares secundários: (cólico  desoxicólico; quenodesoxicólico  litocólico)

► Uma parte do colesterol distribuído para o fígado é convertida em sais biliares, mas a maior parte é novamente secretada na circulação em lipoproteínas, e o restante é diretamente excretado na bile sem alterações, onde é solubilizado em micelas mistas pelos ácidos biliares e fosfolipídios. ► Quando a quantidade de colesterol na bile excede a capacidade destes agentes solubilizantes, é possível que o colesterol precipite e forme cálculos biliares de colesterol.

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Colesterol: Síntese de Ácidos Biliares

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Lipidios Básicos Ácidos Graxos A fórmula química geral de ácidos graxos é RCOOH, onde R é uma cadeia alquil. Classificação

Tamanho (átomos de carbono)

Cadeia curta

2a4

Cadeia média

6 a 10

Cadeia longa

12 a 16

Os ácidos graxos importantes na nutrição e metabolismo humanos são a classe de cadeia longa que contém um número par de átomos de carbono.

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Lipidios Básicos Ácidos Graxos

► Os seres humanos são capazes de sintetizar a maioria dos ácidos graxos. Entretanto, somos incapazes de sintetizar alguns ácidos graxos, tais como ácido linoléico (C18:29,12), que é encontrado apenas nas plantas. Pelo fato de ser essencial à saúde, crescimento e desenvolvimento, é chamado de ácido graxo essencial. ►O ácido linoléico é convertido em ácido araquidônico, que é um precursor para a síntese de prostaglandinas e também é importante na mielinização do sistema nervoso central. Animais mantidos em uma dieta livre de gordura desenvolvem uma condição que pode ser fatal, caracterizada inicialmente por pouco crescimento, má-cicatrização e dermatite. O ácido linoléico mostra-se como um importante constituinte dos esfingolipídios da epiderme, que funcionam como uma barreira de impermeabilidade da pele.

Doenças relacionadas à desmielinização:  Doença de Siemerling-Creutzfeldt ou Addison-Schilder ou Adrenoleucodistrofia (ADL) (Doença de Lorenzo)  Síndrome de Guillain-Barré (SNPeriférico)  Esclerose Múltipla Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

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Lipidios Básicos Ácidos Graxos: Catabolismo ou β-oxidação

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Lipidios Básicos Ácidos Graxos: Formação dos Corpos Cetônicos

►Durante jejum prolongado ou quando o metabolismo de carboidratos é deficiente (DM1), a formação de acetil-CoA excede o suprimento de oxaloacetato

► A abundância de acetil-CoA resulta da extensa mobilização de ácidos graxos por β-oxidação no fígado. ► O excesso de acetil-CoA produzido é desviado para uma via alternativa na mitocôndria, para produzir os corpos cetônicos.

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Apolipoproteínas

Apo

Função

Lipoproteína

Apo A I

Co-fator LCAT

Qμ, HDL

Apo A II

Não conhecida

HDL

Apo A IV

Ativa LCAT

Apo B 100

Secreção de TAG da proteína de ligação do fígado para o receptor LDL

Apo B 48

Secreção de TAG no intestino

Apo C I

Ativa LCAT

Qμ, VLDL, HDL

Apo C II

Co-fator LPL

Qμ, VLDL, HDL

Apo C III

Inibe ativação de C II de LPL

Qμ, VLDL, HDL

Apo E

Facilita captação de quilomícron remanescente e IDL.

Qμ, VLDL, HDL

Apo(a)

Não conhecida

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Qμ, HDL VLDL, IDL, LDL

Qμ

Lp(a)

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Lipoproteínas Quilomícrons Transportam colesterol e TAG exógenos do intestino para os tecidos

VLDL (Lipoproteínas de Muito Baixa Densidade) IDL (Lipoproteínas de Densidade Intermediária) LDL (Lipoproteínas de Baixa Densidade) Constituem um grupo de partículas relacionadas que transportam colesterol e TAG endógenos do fígado para os tecidos. HDL (Lipoproteínas de Alta Densidade) Realizam o transporte reverso do colesterol, levando-o dos tecidos para o fígado

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Lipoproteínas

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Quilomícrons ►São as lipoproteínas mais volumosas, compostas principalmente de trigliceríceos, sendo pobres em colesterol livre. ►Carreiam 85 a 95% dos TAG da dieta (origem exógena)

Possuem 1 a 2% de proteínas: (apolipoproteínas) • Apo B48 • Apo AI Originais do Quilomícron • Apo AIV • Apo CI Adquiridas de outras lipoproteínas da • Apo CII circulação, principalmente de HDL. • Apo CIII • Apo E ►Os quilomícrons aderem a sítios de ligação no endotélio capilar dos músculos esqueléticos e no tecido adiposo. Nestes locais, seus TAG são hidrolisados pela ação da lipoproteína lipase (LPL), uma enzima extracelular ativada por Apo CII. Os monoacilgliceróis liberados e os ácidos graxos resultantes da hidrólise são captados pelos tecidos. ►Os quilomícrons diminuem à medida que seus TAG são hidrolisados, até serem reduzidos aos Quilomícrons Remanescentes, ricos em colesterol. Estes dissociam-se do endotélio capilar e novamente entram na circulação, sendo captados pelo fígado. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

Lipoproteínas

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Lipoproteína lipase (LPL)

►Localiza-se na parede dos capilares sanguíneos, fixada ao endotélio por cadeias de proteoglicanas carreadas negativamente de sulfato de heparina. ►Encontrada em vários tecidos, tais como o cardíaco, adiposo, baço, pulmonar, medula renal, aorta, diafragma, glandula mamária (durante a lactação) e fígado neonatal. ►O sangue normal não contém quantidades significativas desta enzima. Entretanto, após injeção de heparina, a LPL é liberada de sua ligação com o sulfato de heparina, na circulação, e o processo é acompanhado pela diminuição da lipemia.

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Lipoproteínas

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VLDL (Lipoproteínas de Muito Baixa Densidade) – Lipoproteína pré-beta ►As VLDL são menores que os quilomícrons e são ricas em TAG endógeno (origem hepática). É a lipoproteína responsável pelo fornecimento de triglicerídeos durante o período de jejum, para as células periféricas manterem o metabolismo energético. ►A VLDL contém Apo CII, que assim como nos quilomícrons, ativa a LPL nas células endoteliais, o que leva à hidrólise de TAG a partir do núcleo da VLDL, transformando-a em IDL, e subseqüentemente em LDL. ►Durante o processo de transformação lipolítica de VLDL em LDL, o excesso de fosfolipídios e apolipoproteínas (exceto Apo B-100) é transferido para HDL. ►O colesterol que retorna ao figado é reutilizado para a secreção de lipoproteínas ou é utilizado na produção de sais biliares ou é excretado diretamente na bile. VLDL • Apo B-100 • Apo C • Apo E

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Lipoproteínas

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LDL (Lipoproteínas de Baixa Densidade) – Beta lipoproteina ►Constituem cerca de 50% da massa total de lipoproteínas sanguíneas. São muito menores que as lipoproteínas ricas em TAG (como quilomícron e VLDL), não turvam o plasma e nem alteram suas características ►O colesterol, em sua maioria esterificado, contribui com 50% da massa de LDL.

Cerca de 25% de sua massa é composta de proteínas: • Apo B-100 • Apo C

Sua principal função é fornecer colesterol para os tecidos periféricos.

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Lipoproteínas

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HDL (Lipoproteínas de Alta Densidade) – Alfa lipoproteína ►HDL é uma partícula pequena, constituída de aproximadamente 50% de proteína, 20% de colesterol (principalmente esterificado), 30% de fosfolipídios e apenas traços de TAG . ►São sintetizadas e secretadas tanto pelo fígado quanto pelo intestino. Porém, a HDL nascente do intestino contém somente a Apo A, estando ausentes as Apos C ou E. Assim, as Apos C e E são sintetizadas no fígado e transferidas à HDL intestinal quando esta entra no plasma. ►Uma importante função da HDL é atuar como depósito as Apos C e E, que são necessárias ao metabolismo dos quilomícrons e VLDL. ► Seu papel mais importante consiste na captação do excesso de colesterol nos tecidos periféricos, com remoção para o fígado, conhecido como transporte reverso de colesterol.

Apolipoproteínas: • Apo AI  Principal apo de HDL, ativadora da LCAT. • Apo AII • Apo C • Apo E

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Lipoproteínas

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Lp(a) (Lipoproteína A) – Pré Beta

►Lipoproteína semelhante à LDL, porém de menor ocorrência.

►Os componentes apo de Lp(a) são a Apo B e a Apo(a), ligadas entre si por pontes dissulfeto.

►A Apo(a) apresenta alto grau de homologia com o plasminogênio, e assim foi sugerido que a presença de quantidades de Lp(a) proporcionaria uma interferência no processo de trombólise. ►Essa suposição ajuda a explicar a associação entre valores elevados de Lp(a) e a ocorrência de doenças cardiovasculares. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

Metabolismo das Lipoproteínas

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Via exógena ►Os quilomícrons são formados na mucosa intestinal e têm a função de manter os lipídios exógenos em solução aquosa. Essas lipoproteínas são liberadas na linfa intestinal (quilo), que circula pelos vasos linfáticos até serem drenadas pelo ducto torácico para as grandes veias do corpo. Após entrarem na circulação, adquirem do HDL lipoproteínas adicionais, como Apo E e Apo C (I, II e III). ►Os quilomícrons, então, aderem a sítios de ligação na superfície interna (endotélio) dos capilares nos músculos esqueléticos e no tecido adiposo. Nestes locais, seus TAG são hidrolisados pela ação da lipoproteína lipase (LPL), uma enzima extracelular ativada por Apo C II. Os monoacilgliceróis e ácidos graxos liberados por hidrólise são carreados pela albumina e captados pelos tecidos adiposo, para armazenamento, e muscular, como fonte energética. ►Assim, os quilomícrons vão diminuindo de tamanho, à medida que os TAG são hidrolisados, até serem reduzidos à forma de quilomícrons remanescentes, ricos em colesterol. Os remanescentes, então, transferem o excesso de fosfolipídios de superfície e as Apo A de volta para o HDL e dissociam-se do endotélio capilar, entrando novamente na circulação, sendo captados pelo fígado. ►Assim, os quilomícrons transferem TAG da dieta aos tecidos muscular e adiposo e o colesterol da dieta para o fígado.

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Metabolismo das Lipoproteínas Via exógena

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Metabolismo das Lipoproteínas

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Via endógena ►A função primária da via endógena é transferir os lipídios derivados do fígado, especialmente TAG, para as células periféricas para o metabolismo energético. Esse processo é mediado pela Apo B 100, contida nas lipoproteínas carreadoras de lipídios endógenos (VLDL, IDL, LDL). ►Os lipídios hepáticos representam lipídios que foram sintetizados pelo fígado ou lipídios dietéticos que foram transferidos para o fígado pela via exógena. Assim como nos quilomícrons, a Apo C II na VLDL também ativa LPL nas células endoteliais. A lipólise progressiva dos TAG a partir do núcleo da VLDL transforma-a em IDL e subseqüentemente em LDL. ►Aproximadamente metade das partículas contendo Apo B 100 nesta via é removida, pelos receptores hepáticos de remanescentes, antes de passar pela lipólise completa. A porção restante é convertida por todo o caminho até LDL. O TAG neste LDL é, então, removido pela proteína de transferência de ésteres de colesterol (CETP),que remove o TAG do LDL e o troca pelos ésteres de colesteril do HDL. ►Durante a transformação lipolítica do VLDL em LDL, o excesso de fosfolipídios e apolipoproteínas é transferido para o HDL, à exceção de Apo B 100.

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Metabolismo das Lipoproteínas Via endógena

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Metabolismo das Lipoproteínas

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Via de Transporte de Colesterol Intracelular ►Além da produção a partir da biossíntese celular, todas as células recebem colesterol por meio da captação de lipoproteínas extracelulares pelos receptores de superfície, como o receptor para LDL (RLDL). A LDL é seqüestrada pelo RLDL que se liga especificamente a Apo B 100 e Apo E.

►Indivíduos homozigóticos portadores de hipercolesterolemia familiar (HF), cujas células são totalmente desprovidas de receptores de LDL (RLDL) funcionais, acumulam grandes quantidades de colesterol na circulação sanguínea. Este fato está fortemente relacionado ao aparecimento de placas de ateroma. ►Pelo fato da maioria das células não catabolizar colesterol posteriormente, qualquer colesterol distribuído para a célula ou é utilizado para a biogênese da membrana, ou será armazenado (o excesso) em gotas lipídicas intracelulares após reesterificação pela ACAT ou então será carregado da célula pela via de transporte reverso de colesterol. OBS.: Qualquer excesso intracelular de colesterol inibirá qualquer biossíntese posterior deste, por meio da infra-regulação de HMG-CoA redutase e outras enzimas da via biossintética de colesterol. O excesso de colesterol também inibirá a expressão do receptor de LDL e induzirá a síntese de proteínas envolvidas no transporte reverso do colesterol.

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Endocitose de LDL

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Metabolismo das Lipoproteínas Via de Transporte de Colesterol Intracelular

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Metabolismo das Lipoproteínas

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Via de Transporte Reverso de Colesterol ►Embora o colesterol seja um componente necessário e essencial a todas as membranas celulares, o excesso de colesterol alterará as propriedades biofísicas das membranas e mais tarde se tornará tóxico para a célula. ►O HDL ajuda as células em sua homeostase de colesterol removendo-o das células por meio de vários mecanismos diferentes. ►O transportador ABCA1 medeia o efluxo de colesterol e fosfolipídios para as apolipoproteínas pobres em lipídios, Apo A I e Apo E (lipidação das apolipoproteínas em questão). Sem este processo, a Apo A I é rapidamente catabolizada por meio de depuração renal e hepática devido ao seu tamanho pequeno. Este processo ocorre nos enterócitos e hepatócitos, e resulta na formação de HDL nascente em forma de disco. O HDL discóide também interage com ABCA1 presente nas membranas plasmáticas das células periféricas e remove o colesterol em excesso nestas. ► O efluxo de colesterol dos macrófagos também é amplamente dependente da atividade de ABCA1, e sem ele, eles rapidamente acumularão ésteres de colesterol e formarão células espumosas.

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Metabolismo das Lipoproteínas

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Via de Transporte Reverso de Colesterol ►A LCAT, enzima plasmática, liga-se então ao HDL discóide a fim de promover a esterificação do colesterol recém-captado das membranas das células, processo que se dá por conversão dos fosfolipídios e colesterol livre em lisolectina e ésteres de colesterol. Os ésteres de colesterol apolares penetram no interior hidrofóbico da bicamada fosfolipídica, enquanto a lisolectina é transferida para a albumina plasmática. ►A reação prossegue, gerando um núcleo apolar que empurra a dupla camada até que se forme uma HDL esférica (HDL3, pobre em lipídios). Este HDL esférico também age como um aceptor extracelular de colesterol, que pode ser removido pelo transportador ABCG1 (nos macrófagos) ou por um mecanismo de difusão passiva. ► Na etapa seguinte, o fígado remove os ésteres de colesteril do HDL esférico rico em lipídios (HDL2) e libera o HDL3 para rodadas adicionais de remoção de colesterol das células periféricas. Há outro mecanismo, onde a proteína de transferência de colesterol éster (CETP) atua, favorecendo a remoção dos TAG presentes nas partículas de LDL para o HDL, trocando estes TAG por ésteres de colesterol de HDL2, onde, ao fim do processo, a LDL é removida da circulação pelos receptores hepáticos de LDL. ► A CETP desempenha um papel importante nesta via, porque uma fração significativa de colesterol que é removida das células pelo HDL é transferida como ésteres de colesteril para o LDL pela CETP, e é subseqüentemente removida pela circulação pelos receptores hepáticos de LDL. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

Metabolismo das Lipoproteínas Via de Transporte Reverso de Colesterol

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Análise Laboratorial: Mensuração dos Lipídios

Exames para Colesterol (Colesterol Total) Orientações ao paciente: 1. Permanecer em jejum, à exceção de água, durante 12-14 h. 2. Abster-se de álcool durante 72 h antes do exame 3. Nenhuma atividade física vigorosa deve ser realizada nas 24 h que antecedem o exame 4. Se possível, suspender os medicamentos que afetam os resultados nas 24 h que antecedem o exame. Amostra Soro ou plasma heparinizado, isentos de hemólise Métodos Liebermann e Burchard – reação de cor verde ou verde-azulado do colesterol com H2SO4 e anidrido acético. Sofre interferência de bilirrubina, proteínas e hemoglobina. Abell-Kendall – Método multietapas, melhoria do método anterior. Minimiza os efeitos dos interferentes positivos e negativos. Envolve a saponificação do colesterol éster por base forte (hidróxido), extração com éter de petróleo, com finalmente o desenvolvimento da cor por adição de H2SO4 e anidrido acético.

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Análise Laboratorial: Mensuração dos Lipídios

Exames para Colesterol (Colesterol Total) Métodos Enzimáticos

O grupo 3-OH do colesterol livre é então oxidado em cetona em uma reação que exige oxigênio, catalisada pela colesterol oxidase.

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Análise Laboratorial: Mensuração dos Lipídios

Exames para Colesterol (Colesterol Total) Métodos Enzimáticos O H2O2 é então mensurado em uma reação catalisada por peroxidase, que forma um corante colorido, cuja absorbância é medida num comprimento de onda de cerca de 500 nm.

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Análise Laboratorial: Mensuração dos Lipídios

Exames para Colesterol (Colesterol Total) Métodos Enzimáticos ►Os métodos enzimáticos estão sujeitos a interferências de outros compostos coloridos ou daqueles que competem com a reação de oxidação, tais como bilirrubina, ácido ascórbico e hemoglobina. ►Esse tipo de reação não se mostra inteiramente específica para o colesterol, já que outros esteróis que contém hidroxil, como o esterol vegetal sitosterol. Porém, não é tão relevante, pois os interferentes esteróis plasmáticos encontram-se em concentrações muito baixas.

►Os exames, em geral, são lineares até 600-700 mg/dL

Valores de Referência para o colesterol total em adultos (mg/dL) Ótimo Limítrofe Alto Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

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Análise Laboratorial: Mensuração dos Lipídios

Exames para Triglicerídeos (TAG) Orientações ao paciente: 1. Permanecer em jejum, à exceção de água, durante 12-14 h. 2. Abster-se de álcool durante 72 h antes do exame 3. Nenhuma atividade física vigorosa deve ser realizada nas 24 h que antecedem o exame 4. Se possível, suspender os medicamentos que afetam os resultados nas 24 h que antecedem o exame. Amostra Soro ou plasma heparinizado isentos de hemólise

Valores de Referência para os triglicerídeos (mg/dL) Ótimo

60

Alto

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VALORES DE REFERÊNCIA DOS LIPÍDEOS NO SORO ( entre 2 a 19 anos de idade) Analito

Valores (mg/dL)

Classificação

 100

Desejável

>100

Aumentado

 130

Desejável

>130

Aumentado

< 170

Desejável

170 a 199

Limítrofe

 200

Aumentado

< 110

Desejável

110 a 129

Limítrofe

 130

Aumentado

 40

Desejável

 35

Desejável

< 10 anos

TAG 10 a 19 anos

CT

LDL-C

HDL-C

< 10 anos 10 a 19 anos

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Amostras de plasma Lipêmico

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Xantomas e Xantelasmas

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Lipemia Retinalis

Retina de paciente hiperlipêmico

Padrão de Retina Normal Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

Associação entre níveis de colesterol e Coronariopatias

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Colesterol e Aterogênese ► Já em 1910, Windaus descrevia o colesterol nas lesões de artérias com doença aterosclerótica. ►Inúmeros estudos estabeleceram que quando as concentrações de colesterol total e de colesterol-LDL são altas, a incidência e prevalência de doenças cardiovasculares também são altas. ► Ao contrário do colesterol-LDL, o colesterol-HDL mostrou ser protetor para a doença cardiovascular, tanto em estudos experimentais e epidemiologicos quanto clínicos. ► Pelo fato de a aterosclerose começar na infância e poder levar décadas para manifestar-se clinicamente, a mensuração dos lipídios e lipoproteínas plasmáticas é um meio valioso de identificar indivíduos em risco para coronariopatias e determinar a terapia mais apropriada.

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Associação entre níveis de colesterol e Coronariopatias Distúrbios Genéticos no Metabolismo de Lipoproteinas

► A etiologia das dislipidemias é bastante variada, podendo estar relacionada a fatores como dieta, frequencia de exercícios (e, por conseguinte, sedentarismo) e obesidade, que desempenham papéis principais na contribuição para a hipercolesterolemia. ► Além disso, existem polimorfismos de enzimas, proteínas estruturais e receptores envolvidos no metabolismo de lipoproteínas que causam um impacto maior na tendência de qualquer indivíduo de desenvolver uma dislipidemia.

Classificação Fenotípica das Hiperlipoproteinemias segundo Fredrickson

Tipo

Lipoproteína em excesso

Elevação Lipídica

I IIa IIb III IV V

Quilomícrons LDL LDL e VLDL VLDL e IDL VLDL VLDL e Quilomícrons

TAG Colesterol Colesterol e TAG Colesterol e TAG TAG TAG e Colesterol

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Associação entre níveis de colesterol e Coronariopatias

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Colesterol e Aterogênese ►A aterosclerose é caracterizada pela presença de ateromas (do grego: athera, mingau), espessamentos arteriais que, ao serem seccionados, mostram um depósito amarelado e pastoso feito quase somente de ésteres de colesteril. ►É uma doença progressiva que se inicia com depósitos de lipídios no interior das células da musculatura lisa da parede interna das artérias. Essas lesões acabam transformando-se em placas calcificadas fibrosas que reduzem a luz das artérias, podendo até mesmo bloqueá-las. ►A conseqüente rugosidade da parede arterial induz a formação de coágulos sanguíneos, que também podem ocluir as artérias.

►A parada do fluxo sanguíneo, conhecida como infarto, causa a morte dos tecidos privados de sangue. ►Embora os ateromas possam ocorrer em muitas artérias diferentes, eles são mais freqüentes nas artérias coronárias, que irrigam o coração, o que resulta nos infartos do miocárdio, ou ataques do coração, que constituem a causa mais freqüente de morte nos países ocidentais industrializados.

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Sumário DOENÇAS CARDIOVASCULARES Insuficiência Cardíaca Cardiopatia Congênita

PRINCIPAIS DOENÇAS

Cardiopatia Isquêmica: Infarto do Miocárdio (IM) Miocardiopatias Cardiopatia Hipertensiva /Doença Vascular Hipertensiva Cardiopatia Valvar: Febre Reumática e Endocardite Infecciosa

Estrutura das Artérias Modificáveis

FATORES DE RISCO 

ATEROSCLEROSE

Não-Modificáveis

Patogenia da Aterosclerose

MARCADORES DE SUSCEPTIBILIDADE E OCORRÊNCIA (IM)

CK (família CK)

Mioglobina

Troponinas

BNP

LDL oxidada

LDH

Homocisteína (Hcy)

PCR-S

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Doenças Cardiovasculares

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Introdução ► Possuem diversas etiologias, tais como defeitos congênitos na estrutura do coração, doenças parasitárias (doença de Chagas), alterações no fluxo sanguíneo e alterações cardíacas por morte celular (infarto). ► O infarto do miocárdio (IM) pode ocorrer em qualquer idade, mas sua freqüência eleva-se progressivamente com o aumento da idade e na presença de fatores que predispõem a aterosclerose.

► Cerca de 10% dos infartos ocorrem em pessoas com menos de 40 anos e 45% acometem pessoas de menos de 65 anos. Negros e brancos são igualmente afetados. ► Durante toda a vida, homens têm risco significativamente maior de desenvolver um IM do que as mulheres, em parte devido à proteção gerada pela presença do estrogênio (a menos que a mulher tenha outros fatores de risco).

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Doenças Cardiovasculares

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Aterosclerose • A aterosclerose é o padrão mais freqüente e clinicamente importante de espessamento arterial, ou arteriosclerose. • A aterosclerose é caracterizada pela presença de ateromas (do grego: athera, mingau; sklerosis, endurecimento), espessamentos arteriais que, ao serem seccionados, mostram um depósito amarelado e pastoso feito quase somente de CE. • Uma placa ateromatosa, então, consiste em uma lesão elevada com centro mole, amarelo e grumoso de lipídios (principalmente CL e CE), coberta por uma cápsula fibrosa branca. Além de obstruir mecanicamente o fluxo sanguíneo, as placas ateroscleróticas podem romper-se, levando a uma trombose catastrófica dos vasos. • As placas também enfraquecem a média subjacente e, assim, levam à formação de aneurisma. • A aterosclerose causa muito mais morbidade e mortalidade (~50% dos óbitos) no mundo ocidental do que qualquer outro transtorno.

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Doenças Cardiovasculares Estrutura dos Vasos Sanguíneos

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Doenças Cardiovasculares Epidemiologia: Fatores de Risco para Aterosclerose

MODIFICÁVEIS

NÃO MODIFICÁVEIS

Obesidade

Idade

Sedentarismo

Gênero

Dislipidemia

Genética

Diabetes Hipertensão Estresse

Álcool Tabagismo Elevação da hs-CRP Elevação dos Fatores de Coagulação Elevação de Hcy Elevação de Lp(a) Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

Doenças Cardiovasculares

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Epidemiologia da Aterosclerose: Fatores de Risco NÃO-MODIFICÁVEIS IDADE É uma influência dominante. Embora a aterosclerose seja tipicamente progressiva, geralmente não se torna evidente até a meia-idade ou mais tarde. Entre as idades de 40 e 60 anos, a incidência de IM aumenta cinco vezes GÊNERO Mulheres pré-menopausa são relativamente protegidas contra aterosclerose e suas conseqüências em comparação com os homens. Assim, o IM e outras complicações da aterosclerose são incomuns em mulheres pré-menopausa na ausência de fatores de risco, tais como diabetes, hiperlipidemia ou hipertensão grave. Contudo, em idades pós-menopausa a incidência de doenças relacionadas com a aterosclerose aumenta e, em idades mais avançadas, excede a dos homens. GENÉTICA Os antecedentes familiares são o fator de risco independente mais significativo para aterosclerose. Todavia, as doenças genéticas são responsáveis apenas por uma pequena porcentagem de casos.

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Doenças Cardiovasculares

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Epidemiologia da Aterosclerose: Fatores de Risco MODIFICÁVEIS HIPERLIPIDEMIA (mais especificamente, hipercolesterolemia) É um fator de risco importante para aterosclerose; até na ausência de outros fatores, a hipercolesterolemia é suficiente para estimular o desenvolvimento da lesão. O principal componente do colesterol sérico associado a aumento do risco é o colesterol contido na lipoproteína de baixa densidade (LDL), que atua oferecendo colesterol aos tecidos. Em contrapartida, a lipoproteína de alta densidade (HDL) atua removendo o excesso de colesterol dos tecidos, mobilizando-o para a excreção hepática. Conseqüentemente, níveis mais altos de HDL se correlacionam com redução do risco. HIPERTENSÃO A hipertensão aumenta em até 60% o risco de desenvolver doença cardiovascular isquêmica (DCI)

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Doenças Cardiovasculares Epidemiologia da Aterosclerose: Fatores de Risco MODIFICÁVEIS TABAGISMO

►Nos homens é um fator de risco bem estabelecido e provavelmente é responsável pelo aumento da incidência e da intensidade da aterosclerose nas mulheres. ►O tabagismo prolongado (anos) de um maço ou mais por dia duplica a taxa de mortes por DCI. O abandono do tabagismo reduz substancialmente o risco.

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Doenças Cardiovasculares

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Patogenia da Aterosclerose - Há duas hipóteses dominantes que buscam explicar os mecanismos por trás da aterosclerose: uma enfatiza a proliferação celular e a outra enfoca a formação repetitiva e a organização dos trombos. O ponto de vista contemporâneo incorpora elementos de ambas as teorias, e também integra os fatores de risco já citados. HIPÓTESE DA RESPOSTA À LESÃO - Esta teoria vê a aterosclerose como uma resposta inflamatória e de resolução crônica da parede arterial à lesão endotelial. Ocorre progressão da lesão através da interação de lipoproteínas modificadas, de macrófagos derivados de monócitos e de linfócitos T com os constituintes normais da parede arterial.

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Doenças Cardiovasculares

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De acordo com esse modelo, a aterosclerose é produzida pelos seguintes eventos patogênicos: ► Lesão Endotelial, que causa (entre outras coisas) aumento da permeabilidade vascular, adesão de leucócitos e trombose. ► Acúmulo de Lipoproteínas, principalmente LDL e suas formas oxidadas, na parede do vaso. ► Adesão de Monócitos ao endotélio, seguida por migração para a íntima e transformação em macrófagos e células espumosas. ► Adesão plaquetária ► Liberação de fatores das plaquetas, macrófagos e células da parede vascular ativados, induzindo recrutamento de células musculares lisas, seja da média, seja de precursores circulantes. ► Proliferação de células musculares lisas e produção de matriz extracelular (MEC)

► Acúmulo de lipídios extracelularmente e dentro das células (macrófagos e células musculares lisas) Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

Doenças Cardiovasculares

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Patogenia da Aterosclerose LESÃO ENDOTELIAL ► A perda endotelial por qualquer tipo de lesão – induzida experimentalmente por desnudamento mecânico, forças hemodinâmicas, deposição de imunocomplexos, irradiação ou substâncias químicas – resulta em espessamento da íntima; na presença de dietas ricas em lipídios, surgem ateromas típicos. ► No entanto, podem ocorrer lesões em locais de endotélio morfologicamente intacto. Neste caso, células endoteliais disfuncionais mostram aumento da permeabilidade endotelial, aumento da adesão de leucócitos e alteração da expressão genética. ► Dentre os fatores que contribuem para disfunção endotelial estão hipertensão, hiperlipidemia, toxinas do cigarro, homocisteína e agentes infecciosos. As duas causas mais importantes de disfunção endotelial são:  Desequilíbrios Hemodinâmicos  Lipídios Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

Doenças Cardiovasculares Patogenia da Aterosclerose LESÃO ENDOTELIAL

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Doenças Cardiovasculares

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Patogenia da Aterosclerose  Desequilíbrios Hemodinâmicos A importância da turbulência hemodinâmica na aterogênese é ilustrada pela observação de que as placas tendem a ocorrer nos óstios de saídas de vasos, nos pontos de ramificações e ao longo da parede posterior da aorta abdominal, onde há distúrbios dos padrões de fluxo.

Estudos in vitro demonstraram melhor que o fluxo laminar não-turbulento na vasculatura normal leva à indução de genes endoteliais, cujos produtos (ex.: antioxidante superóxido dismutase) atuam como protetores contra a aterosclerose.

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Doenças Cardiovasculares

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Patogenia da Aterosclerose Lipídios As evidências que implicam a hipercolesterolemia na aterogênese incluem as seguintes observações: 1. Os lipídios dominantes nas placas ateromatosas são o colesterol e os ésteres de colesterol. 2. Os defeitos genéticos na captação e metabolismo das lipoproteínas que causam hiperlipoproteinemia se associam a uma aterosclerose acelerada. (ex.: Hipercolesterolemia Familiar) 3. Outros distúrbios genéticos ou adquiridos (ex.: diabetes melito, hipotireoidismo) que causem hipercolesterolemia levam à aterosclerose prematura. 4. Análises epidemiológicas demonstram uma correlação significativa entre a intensidade da aterosclerose e os níveis de colesterol total ou de LDL no plasma. 5. A redução do colesterol sérico por dieta ou medicamentos torna mais lenta a taxa de progressão da aterosclerose, causa regressão de algumas placas e reduz o risco de eventos cardiovasculares.

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292

Doenças Cardiovasculares Patogenia da Aterosclerose Lipídios

Os mecanismos pelos quais a hiperlipidemia contribui para a aterogênese incluem os seguintes: Hiperlipidemia Crônica, particularmente hipercolesterolemia, pode comprometer diretamente a função das células endoteliais por aumento da produção de radicais livres de oxigênio locais; os radicais livres de oxigênio podem lesar tecidos e acelerar o decaimento do óxido nítrico, reduzindo sua atividade vasodilatadora.

292

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Doenças Cardiovasculares

293

Patogenia da Aterosclerose Lipídios Com a hiperlipidemia crônica, as lipoproteínas se acumulam no interior da íntima. Esses lipídios são oxidados através da ação de radicais livres de oxigênio gerados localmente por macrófagos ou células endoteliais. O LDL oxidado é fagocitado pelos macrófagos através de um receptor depurador (receptor scavenger), distinto do receptor do LDL, e se acumula nos fagócitos, que são então chamados de células espumosas (foam cells).

Além disso, o LDL oxidado estimula a liberação de fatores de crescimento, citocinas e quimiocinas pelas células endoteliais e macrófagos, que aumentam o recrutamento de monócitos para as lesões. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

Doenças Cardiovasculares

294

Patogenia da Aterosclerose  Inflamação

►As células e vias inflamatórias contribuem para o início, a progressão e as complicações das lesões ateroscleróticas. Embora os vasos normais não se liguem a células inflamatórias, no início da aterogênese, as células endoteliais arteriais disfuncionais expressam moléculas de adesão que incentivam a adesão de leucócitos.

►A molécula de adesão a células vasculares-1 (VCAM-1), em particular, liga-se a monócitos e linfócitos T. ►Depois que estas células aderem ao epitélio, migram para a íntima sob a influência de quimiocinas produzidas localmente.

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Doenças Cardiovasculares Patogenia da Aterosclerose  Inflamação -Os monócitos se transformam em macrófagos e englobam avidamente as lipoproteínas, inclusive o LDL oxidado. - Ocorre o recrutamento e a diferenciação dos monócitos em macrófagos (e, finalmente, em células espumosas), que são teoricamente protetores, porque estas células removem partículas lipídicas potencialmente prejudiciais.

- No entanto, o LDL oxidado potencializa a ativação dos macrófagos e a produção de citocinas.

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295

Doenças Cardiovasculares

296

Patogenia da Aterosclerose  Inflamação

- Os macrófagos ativados também produzem espécies reativas de oxigênio que agravam a oxidação do LDL e elaboram fatores de crescimento que impulsionam a proliferação de células musculares lisas.

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297

Patogenia da Aterosclerose  Inflamação

-Os linfócitos T recrutados para a íntima interagem com os macrófagos e podem gerar um estado inflamatório crônico. - NÃO ESTÁ CLARO SE OS LINFÓCITOS T ESTÃO RESPONDENDO A ANTÍGENOS ESPECÍFICOS (ex.: antígenos bacterianos ou virais, ou constituintes modificados da parede arterial e lipoproteínas) OU SE SÃO ATIVADOS INESPECIFICAMENTE PELO MEIO INFLAMATÓRIO LOCAL.

- Todavia, os linfócitos T ativados nas lesões da íntima em crescimento elaboram citocinas inflamatórias (ex.: IFN-Ɣ), que podem estimular os macrófagos, bem como as células endoteliais e as células musculares lisas. - Em conseqüência do estado inflamatório crônico, os leucócitos ativados e as células da parede vascular liberam fatores de crescimento que promovem a proliferação de células musculares lisas e síntese da matriz extracelular.

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298

Doenças Cardiovasculares Patogenia da Aterosclerose

298

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299

Aorta com estrias gordurosas, associadas amplamente aos óstios dos ramos dos vasos Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

300

Fotomicrografia de estria gordurosa num coelho de experimentação hipercolesterolêmico, demonstrando a íntima, células espumosas (setas) Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

301

Doenças Cardiovasculares Patogenia da Aterosclerose  Proliferação de Músculo Liso

A proliferação de células musculares lisas da íntima converte uma estria gordurosa, a lesão mais inicial, em ateroma maduro e contribuem para o crescimento progressivo das lesões ateroscleróticas (As células musculares lisas da camada íntima podem ser recrutadas de precursores circulantes e que têm um fenótipo proliferativo e sintético distinto daquele subjacente às células musculares lisas da média)

- As células musculares lisas recrutadas sintetizam MEC (notavelmente colágeno), que estabiliza as placas ateroscleróticas. No entanto, as células inflamatórias ativadas dos ateromas podem causar apoptose de células musculares lisas da íntima e também podem aumentar o catabolismo da MEC, resultando em placas instáveis.

301

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302

Seqüência hipotética de Interações celulares na aterosclerose

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303

Doenças Cardiovasculares Conseqüências da Doença Aterosclerótica  Ruptura, ulceração ou erosão  trombose  Hemorragia em uma placa  Ateroembolia (produção de microêmbolos por ruptura da placa)  Formação de Aneurisma (perda de elasticidade, fraqueza, dilatação, ruptura

303

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Doenças Cardiovasculares

304

Infarto do Miocárdio (IM)  O evento inicial consiste em uma alteração súbita da morfologia de uma placa ateromatosa, que pode consistir em hemorragia no interior da placa, erosão ou ulceração, ou ruptura ou fissuramento.  Quando são expostas ao colágeno subepitelial e ao conteúdo necrótico da placa, as plaquetas dão início aos processos de adesão, agregação, ativação e liberação de potentes agentes agregadores para formar o trombo.  O vasoespasmo é estimulado por mediadores liberados das plaquetas.  O fator tecidual ativa a cascata de coagulação, aumentando o volume do trombo.

 Freqüentemente, dentro de minutos, o trombo evolui e oclui completamente o lúmen do vaso.  A obstrução da artéria coronariana compromete o suprimento sanguíneo a uma região do miocárdio, provocando isquemia, disfunção do miocárdio e potencial morte celular. A região irrigada por essa artéria é denominada área de risco. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

Doenças Cardiovasculares

305

Patogenia do IAM  A conseqüência bioquímica imediata da isquemia do miocárdio é a cessação do metabolismo aeróbico em um período de segundos, levando à produção inadequada de fosfatos de alta energia (creatina fosfato, p. ex) e ao acúmulo de produtos de degradação potencialmente nocivos (como o ácido láctico).

 Por causa da extrema dependência da função do miocárdio do oxigênio, a isquemia grave induz a perda de contratilidade dentro de 60 segundos.  Esse fato pode precipitar o aparecimento de uma insuficiência cardíaca aguda bem antes do início da morte celular do miocárdio.

 O infarto, então, consiste na morte do músculo cardíaco resultante de isquemia grave prolongada.

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306

Doenças Cardiovasculares Biomarcadores

Biomarcadores de Lesão Muscular Cardíaca Mioglobina Troponina I e C CK-MB LDH-1 e LDH-2

Biomarcadores de Susceptibilidade e Ocorrência [LDL] x [HDL] Proteína C-Reativa de Alta Sensibilidade (CRP-S) Homocisteína (Hcy) Peptídio Natriurético Cerebral (BNP)

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307

308

Biomarcadores 1. Início do IM

2. Membrana plasmática necróticos torna-se perfurada

dos

miócitos

3. Moléculas vazam para fora e chegam à circulação

4. Essas moléculas podem ser usadas biomarcadores para o diagnóstico do IM.

como

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309

Mioglobina Necrose:

CK-MB Troponina

Bio-

Marcadores Cardíacos

Marcadores de Risco: CRP, LpPLA2, e Testes Avançados de Lipídios Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

Ativação Neuro-hormonal: BNP e pro-BNP

Doenças Cardiovasculares

310

IMPORTÂNCIA DA DETECÇÃO PRECOCE DOS MARCADORES  Nas fases iniciais da aterosclerose, à medida que o fluxo sanguíneo coronariano é gradativamente reduzido, NÃO EXISTEM SINTOMAS TÍPICOS OU EVIDÊNCIAS CLÍNICAS OU

LABORATORIAIS DE LESÃO CARDÍACA. Uma vez a luz estreitada a menos de 10 ou 20% do seu diâmetro original, a dor no tórax

(angina de peito) ocorre quando a demanda por O2 aumenta, particularmente por aumento da atividade física (angina de esforço).

 Cerca de 25% dos pacientes com IAM possuem CK ou CK-MB normais na amostra inicial, o que levou à recomendação de não utilizar, em casos de emergência, determinações únicas de marcadores.

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Características dos Marcadores de Lesão Cardíaca

311

 A capacidade de detectar a lesão tecidual a partir do extravasamento celular de um determinado marcador depende de alguns fatores:

a) Gradiente de concentração entre soro e plasma (CKmúsculo >> CKcardíaca) b) Tamanho relativo do marcador. (mioglobina < troponina < CK < LDH)

c) Depuração do marcador da circulação d) Se o marcador se encontra livre ou ligado (troponina: ligada à tropomiosina)

A especificidade do marcador muitas vezes estará relacionada com a concentração de suas isoenzimas, e não da simples presença da enzima. Ex.: CK e LDH são testes SENSÍVEIS para o dano muscular, mas somente suas isoenzimas são

capazes de distinguir a musculatura lesada, se cardíaca ou esquelética. NÃO BASTA SER SENSÍVEL, TEM QUE SER ESPECÍFICO! Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

312

Doenças Cardiovasculares Biomarcadores de Lesão Muscular Cardíaca

MÚSCULO ESQUELÉTICO

MÚSCULO CARDÍACO

Mioglobina

Mioglobina

Troponina I e C

Troponina I e C (cardíaca)

CK-MM

CK-MB

LDH-4 e LDH-5

LDH-1 e LDH-2

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313

Catalisa a fosforilação reversível da creatina por ATP

-Quando o músculo se contrai, o ATP é convertido em ADP, e a CK catalisa a refosforilação de ADP a ATP, usando a creatina fosfato como reservatório de fosforilação. -Mg2+ é íon ativador obrigatório de CK. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

314

A atividade de CK é maior no tecido muscular estriado e no tecido cardíaco.

CK é um dímero de duas subunidades (B e M). Assim, existem 3 diferentes pares de subunidades:

c) MM (ou CK-3)

a) BB (ou CK-1)

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b) MB (ou CK-2)

315

A distribuição das isoenzimas é mostrada na tabela: Tecido

CK-BB

CK-MB

CK-MM

Musculo Esquelético (tipo I, contração lenta ou fibras vermelhas)

< 1%

3%

97%

Músculo Esquelético (tipo II, contração rápida ou fibras brancas)

< 1%

1%

99%

Coração

< 1%

22%

78%

Músculo Liso: TGI

96 %

1%

3%

Músculo Liso: Bexiga Urinária

92 %

6%

2%

Próstata

95-100 %

0-2 %

0-5%

Placenta

100 %

0%

0%

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316

►A atividade de CK também é encontrada na forma macromolecular, chamada CK-Macro (ou Macro-CK). ►É encontrada freqüentemente no soro de até 6% de pacientes hospitalizados ►Existe em duas formas: 1 e 2 a) Tipo 1: complexo de CK (em geral, CK-BB) com uma Imunoglobulina (Ig), em geral IgG, mas pode ser também IgA b) Tipo 2: CK-Mt oligomérica, cujos monômeros estão presentes nas mitocôndrias e raramente são liberados. Encontrada predominantemente em pacientes adultos, acometidos de malignidades ou doença hepática, ou crianças que tenham tecido com dano notável - seu aparecimento no soro está ligado a um prognóstico ruim A Macro-CK interfere na dosagem de CK-MB por métodos de imunoinibição. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

317

Significado Clínico: ►A atividade sérica de CK está muito elevada em todos os tipos de distrofia muscular, na hipertermia maligna, após exercícios intensos e em casos de traumas musculares. ►O aumento da atividade sérica, então, depende de lesão muscular, com extravasamento do conteúdo intracelular, incluindo as enzimas, tais como CK. Porém, nas doenças musculares neurogênicas, como miastenia gravis, esclerose múltipla, poliomielite e doença de Parkinson, a atividade sérica da enzima é normal. ►A isoenzima que apresenta sensível alteração no músculo cardíaco alterado é a CK-2, ou CKMB, sendo aquela a ser dosada para avaliação do risco e lesão do tecido muscular cardíaco (de 2 a 3% eleva-se até 10-15%). Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

318

Dosagem da Atividade de CK: Método de Oliver-Rosalki ► Há vários métodos (fotométricos, fluorimétricos, enzimáticos) acoplados à ação catalítica da

enzima utilizados para quantificar sua atividade. ► Preferencialmente utiliza-se a fosforilação de ADP a partir de Creatina-Fosfato, porque se dá de maneira mais rápida (até 6 vezes mais rápida) que a reação direta

► Ao se formar NADPH, o aparecimento deste, então, é monitorado espectrofotometricamente

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319

A atividade sérica está sujeita a variáveis, tais como sexo, idade, massa muscular, atividade física e raça (etnia) Ex.: Homens têm valores mais altos que as mulheres, e os negros mais baixos que os nãonegros. Enzima

Fonte

Janela Diagnóstica

Utilidade Clínica

CK total

Músculo esquelético, músculo cardíaco, cérebro e outros

Aumento: 6-8h Pico: 24-36h Normal: 3-4 dias

Danos musculares sistêmicos

CK-MB (CK-2)

Principalmente músculo cardíaco; pequena fração no músculo esquelético

Aumento: 4-6h Pico: 12-24h Normal: > 48h

Auxílio no diagnóstico do IAM

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320

CK-MM (CK-3)

CK-BB (CK-1)

Presente efetivamente no músculo esquelético Presente principalmente no cérebro, mas dificilmente se eleva em virtude de lesão cerebral

Elevações podem ocorrer em casos de infarto intestinal, lesões de útero, placenta, e devido a diversos tumores.

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321

Aumentos: -Cateterismo

-Eletromiografia

-Choque elétrico

-Injeções IM

-Eletrocauterizações

-Massagem Muscular Recente

Intervalo de Referência: CK-total

Homens caucasianos: 46 a 171 U/L Mulheres caucasianas: 34 a 145 U/L Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

322

Dosagem das Isoenzimas: Eletroforese

Adulto sadio

Adulto infartado Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

323

Dosagem das Isoenzimas: Ensaios de Imunoinibição para CK-MB: ►Utilizam anticorpos para a subunidade CK-M e quantificam a atividade de CK residual. ►Esse método multiplica a atividade residual por dois para converter em CK-MB, partindo do

pressuposto de que não existem outras fontes de atividade de CK. ►Esses ensaios, porém, produzem valores falsamente elevados de CK-MB em amostras hemolisadas, com presença de CK-BB e em pessoas com Macro-CK1 ou CK2. ►Ocasionalmente, registram valores de CK-MB maiores que CK-total, um achado impossível, produzido pela grande quantidade de macro-CK ou CK-BB (cuja atividade é multiplicada por 2 no método).

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324

A técnica mais comumente usada para quantificar CK-MB é o IMUNOENSAIO DE MASSA (CKMASSA): ►Utiliza dois anticorpos diferentes (anti-M e anti B) ou o anticorpo monoclonal “CONAN”, que é específico para a isoenzima CK-MB.

►Ao contrário do observado nos ensaios de atividade, a quantificação por massa se mostra bastante estável, mesmo em temperatura de refrigerador, apresentando pouco decréscimo quando mantida por vários dias à temperatura ambiente.

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325

―É uma oxidorredutase: Presente somente no CITOPLASMA ―Contém zinco e participa da via glicolítica, catalisando a oxidação do lactato a piruvato ―O EDTA a inibe por ligar-se ao zinco, embora o papel do zinco ainda não esteja bem estabelecido. ―No plasma, a maior parte da LDH resulta da degradação de eritrócitos e plaquetas, com contribuições variáveis de outros órgãos.

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326

É um tetrâmero de duas subunidades ativas: H (para coração) e M (para músculo).

Combinações das subunidades geram 5 isoenzimas:

Tecido

LDH1

LDH2

LDH3

LDH4

LDH5

Soro

25

35

20

15

5

Coração

45

40

10

5

0

Eritrócitos

40

35

15

10

0

Córtex renal

35

30

25

20

0

Pulmão

10

15

40

30

5

Músculo esquelético

0

0

10

30

60

Fígado

0

5

10

15

70

LDH-X (ou LDHc) – em humanos pré-púberes; LDH6 – no soro de pacientes gravemente doentes Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

327

Significado Clínico Elevações séricas ocorrem em várias condições clínicas: 1. IAM (aumenta 8 a 12 h após o infarto, com pico em 24-48 h, mantendo-se por 7 dias) 2. Hemólise 3. Doenças Hepáticas (não tanto quanto TGO e TGP), Renais, Pulmonares e Musculares  As anemias megaloblásticas, habitualmente resultantes da deficiência de folato (B9) ou vitamina B12, causam lise da célula precursora de eritrócitos na medula óssea (eritropoese ineficaz), resultando na liberação de grandes quantidades de LDH1 e LDH2 (aumento de até

50 vezes na atividade sérica)  Pacientes com doença maligna mostram LDH aumentada

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328

Quantificação:

A atividade de LDH pode ser mensurada através de sua reação direta

A quantidade de piruvato consumido é determinada por adição de DINITROFENILIDRAZINA, para formar um composto colorido, a HIDRAZONA, que é dosada por espectrofotometria

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329

Dosagem das Isoenzimas de LDH  Procedimento mais utilizado: Separação por Eletroforese em Gel de Agarose  O NADH gerado sobre as zonas de LDH é detectado por sua fluorescência, quanto excitado por luz ultravioleta longa, ou por sua redução com um sal tetrazólio, para formar um FORMAZANO colorido.

INTERVALOS DE REFERÊNCIA: Isoenzima LDH

% (faixa)

LDH-1

14-26

LDH-2

29-39

LDH-3

20-26

LDH-4

8-16

LDH-5

6-16

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330

Hemeproteína,que se liga ao oxigênio nos músculos cardíaco e esquelético. Tem baixo peso molecular (18 kDa), o que permite um

RÁPIDO EXTRAVASAMENTO CELULAR APÓS A LESÃO.

 Possui meia-vida plasmática de aproximadamente 4 horas – depuração renal  Em indivíduos normais, sua concentração plasmática depende da massa muscular do indivíduo, além de sua atividade muscular.  Concentração:homens > mulheres; pessoas de origem africana > de origem européia.  Sua quantificação sérica foi defendida, apesar de pouco específica, por se elevar antes

da CK-MB (CK-2) após um IAM.  Apresenta alta sensibilidade (80 a 100%), mas pouca especificidade em casos de lesão ao músculo cardíaco. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

331

T (médio) Horas

Marcador

Aumento relativo médio

Detecção

Valores de pico

Alterada

Mioglobina

2-3

6-8

18-24

12

Troponina I

4-6

20-24

>144

50

Troponina T

3-4

20-24

>240

50

CK

6-8

18-24

36-48

8

CK-MB massa

3-4

10-12

24-36

12

Isoformas de CK-MB

3-4

6-8

8-12

6

AST

8-10

22-28

36-90

6

LDH

12-14

36-48

96-160

5

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332

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333

São proteínas ligantes de tropomiosina, controladoras do acoplamento excitaçãocontração no músculo  Existem 3 subunidades: -T (ligante da tropomiosina)

- I (subunidade inibidora) - C (ligante do cálcio)

As formas de troponina encontradas no músculo cardíaco e esquelético diferem entre si, tornando a forma cardíaca um marcador

extremamente

específico

para

cardíaca. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

a

lesão 333

334

A troponina está localizada principalmente ligada às tropomiosinas (94 a 97%) , com uma

pequena fração livre no citoplasma (3 a 6%)  Diferentemente de outros marcadores cardíacos, as troponinas cardíacas T e I estão

essencialmente ausentes em grande parte dos soros normais – mesmo com ensaios altamente sensíveis é raro encontrar valores de troponina acima de 0,1 ng/mL em individuos normais.  Ensaios de primeira geração podiam fornecer resultados falsos positivos para cTnT de origem esquelética – reações cruzadas. Ensaios de segunda geração para cTnT e cTnI não apresentam reatividade cruzada.

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335

CONDIÇÕES QUE AUMENTAM TROPONINA SEM CAUSAR INSUFICIÊNCIA CARDÍACA ISQUÊMICA TRAUMA CARDÍACO

DOENÇA NEUROLÓGICA AGUDA

ICC

RABDOMIÓLISE COM LESÃO CARDÍACA

HIPERTENSÃO

VASCULOPATIA POR TRANSPLANTE

HIPOTENSÃO

EMBOLISMO PULMONAR

PACIENTE PÓS-OPERATÓRIO DE CIRURGIA DOENÇAS INFLAMATÓRIAS NÃO-CARDÍACA (Ex.: MIOCARDITE) INSUFICIÊNCIA RENAL

SEPSE

PACIENTES GRAVEMENTE DOENTES

QUEIMADURAS

TOXICIDADE POR DROGA

HIPOTIREOIDISMO

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336

336

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337

T (médio) Horas

Marcador

Aumento relativo médio

Detecção

Valores de pico

Alterada

Mioglobina

2-3

6-8

18-24

12

Troponina I

4-6

20-24

>144

50

Troponina T

3-4

20-24

>240

50

CK

6-8

18-24

36-48

8

CK-MB massa

3-4

10-12

24-36

12

Isoformas de CK-MB

3-4

6-8

8-12

6

AST

8-10

22-28

36-90

6

LDH

12-14

36-48

96-160

5

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338

Hormônio originalmente isolado do tecido cerebral de suínos, é liberado principalmente dos ventrículos cardíacos  As principais formas circulantes são a porção N-terminal do pró-BNP (NTproBNP), que não possui função conhecida, e o BNP (que é a porção C-terminal).  É um marcador sensível para mudanças na fisiologia vascular - ele é significativamente afetado por mudanças no volume do fluido e no desempenho cardíaco  A secreção de BNP reflete o estresse na parede regional dos ventrículos, estando assim associado à remodelagem ventricular adversa e a um pior prognóstico pós-IAM.

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339

 Importante reagente de fase aguda (APP+), é o que mais marcantemente se eleva em processos inflamatórios.  Estudos epidemiológicos prospectivos mostraram que uma única mensuração por hsCRP é um forte previsor de IM, AVC, DVP e morte cardíaca súbita em indivíduos sem uma história de cardiopatia.  Em uma comparação direta dos marcadores bioquímicos tradicionais e novos do risco de doenças cardiovasculares, a hs-CRP foi o preditor mais forte de eventos coronarianos futuros.

 Atualmente não se sabe exatamente se a CRP é um marcador que reflete a inflamação sistêmica ou vascular ou se, na verdade, é um participante na aterogênese. CRP aumenta a expressão de moléculas de adesão da superfície celular endotelial local, proteína-1 quimioatrativa do monócito, endotelina-1 e inibidor-1 do ativador do plasminogênio endotelial.  O uso de estratégias farmacológicas cardioprotetoras (AAS, estatinas) irá reduzir hs-CRP e/ou o risco de coronariopatias que está associado ao aumento de hs-CRP. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

340

►A homocisteína (Hcy), formada a partir da metionina hepática, é metabolizada nas vias de desmetilação e de transulfuração, sendo que seus valores plasmáticos e urinários refletem a síntese celular. ►Sua determinação, realizada em jejum e após sobrecarga de metionina, caracteriza as diferenças dessas vias metabólicas, principalmente quando de natureza genética. ►A hiper-homocisteinemia tem sido associada a maior risco de eventos aterotrombóticos, e a literatura sugere associação causal, independente de outros fatores de risco para doença arterial.

►Diminuição da homocisteína plasmática para valores normais é seguida de redução significante na incidência de doença aterotrombótica. ►A relação entre homocisteína e o fígado vem adquirindo importância nos dias atuais, uma vez que alterações das lipoproteínas e da depuração de metionina são comuns em pacientes com doença hepática crônica (hepatocelular e canalicular). ►O tratamento da hiper-homocisteinemia (HHcy) fundamenta-se na suplementação alimentar e medicamentosa de ácido fólico e vitaminas B6 e B12. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc

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► A patogenia da lesão vascular determinada pela HHcy, embora seu mecanismo ainda seja incerto, inclui lesão da célula endotelial, crescimento da musculatura lisa vascular, maior adesividade plaquetária, aumento da oxidação do LDL-colesterol com deposição na parede vascular e ativação direta da cascata da coagulação. ►Há evidências de que a Hcy seja um regulador natural dos leucócitos, incluindo adesão endotelial e migração transendotelial, vieram de estudos in vivo, nos quais ela ativa independentemente cada tipo de leucócito e célula endotelial. Neutrófilos e monócitos expostos a Hcy, co-culturados com células endoteliais, englobam mecanismos que envolvem peróxidos de hidrogênio extracelular. ► A Hcy induz leucócitos e adesão endotelial, migração transendotelial de leucócitos e lesão endotelial mediada por leucócitos, que seletivamente muda o padrão de expressão da proteína de quimioatração de monócitos (MCP-1) e interleucinas; estas sinalizam neutrófilos e respostas celulares com liberação de citocinas e agonistas inflamatórios como fator de necrose tumoral alfa (TNF-α). ► Existe ainda muito a ser estudado sobre a influência da He na função das células sangüíneas e endotélio vascular. Bioquímica Clínica - Prof. Tarcizio J.S. Filho, M.Sc