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ENSINO A DISTÂNCIA BIOQUÍMICA CLÍNICA Copyright © 2021 by Editora Faculdade Avantis Direitos de publicação reservados à Editora Faculdade Avantis e ao Centro Universitário Avantis – UNIAVAN Av. Marginal Leste, 3600, Bloco 1 88339-125 – Balneário Camboriú – SC editora@avantis.edu.br Depósito legal na Biblioteca Nacional, conforme Lei nº 10.994, de 14 de dezembro de 2010. Nenhuma parte pode ser reproduzida, transmitida ou duplicada sem o consentimento da Editora, por escrito. O Código Penal brasileiro determina, no art. 184, “dos crimes contra a propriedade intelectual”. Equipe de Revisão: Brenda Talissa Pires Eduarda Hauch Fernanda Germani de Oliveira Chiaratti Mônia Lize Rodrigues Editoração: Patrícia Fernandes Fraga Tayane Medeiros d’Oliveira Projeto gráfico e diagramação: Ana Lucia Dal Pizzol Ficha catalográfica elaborada na fonte pela Biblioteca do Centro Universitário Avantis - UNIAVAN Maria Helena Mafioletti Sampaio CRB 14 – 276 CDD 21ª ed. 572 – Bioquímica clínica. Santos, Carlos Frederico Tourinho dos. S237b Bioquímica clínica. /EAD/ [Caderno pedagógico]. Carlos Frederico Tourinho dos Santos. Balneário Camboriú: Faculdade Avantis, 2020. 140p. il. Inclui Índice ISBN: 978-65-5901-003-5 ISBNe: 978-65-5901-002-8 1. Bioquímica – Clínica. 2. Metabolismo – Distúrbios. 3. Síndrome metabólica. 4. Diabete Melito 1 e 2. 5. Bioquímica clínica – Ensino a Distância. I. Centro Universitário Avantis - UNIAVAN. II. Título. PLANO DE ESTUDOS EMENTA Metabolismo lipídico e lipoproteínas plasmáticas, correlações clínicas e dislipidemias. Estudo dos distúrbios do metabolismo de carboidratos, Diabete Melito 1 e 2, Síndrome Metabólica, distúrbios do metabolismo da frutose e da galactose. Distúrbios do metabolismo de aminoácidos e patologias relacionadas. Manutenção de pH corpóreo e mecanismos reguladores, Equilíbrio ácido-base e os distúrbios do Equilíbrio ácido-base, mecanismos de compensação e Gasometria. Abordagem da avaliação clínico-laboratorial das patologias relacionadas às provas bioquímicas dos diversos órgãos do ser humano. Abordagem de casos clínicos. OBJETIVOS DA DISCIPLINA • Conhecer os mecanismos moleculares e bioquímicos, envolvidos no desenvolvimento de diversas patologias. • Entender a importância dos exames laboratoriais, como ferramentas fundamentais para o diagnóstico e monitoramento tanto da sintomatologia quanto do tratamento, quando for possível. O PAPEL DA DISCIPLINA PARA A FORMAÇÃO DO ESTUDANTE As atividades desenvolvidas na disciplina de Bioquímica Clínica têm como foco capacitar o aluno(a) ao conhecimento de processos patológicos, com compreensão ampla dos mecanismos moleculares e genéticos que levam à instalação destes processos. As investigações da Bioquímica Clínica estão presentes em todos os ramos da Medicina, por isso a disciplina almeja desenvolver o senso crítico no educando, incentivando-se a busca pela investigação laboratorial, ao associar sua importância na caracterização das patologias, bem como no monitoramento do paciente. Assim, cabe ao futuro profissional desta área ter o entendimento do tratamento, não medicamentoso e medicamentoso, realçando a importância da mudança de hábitos na busca de uma melhor qualidade de vida. PROFESSOR SOBRE O AUTOR PROFESSOR: CARLOS FREDERICO TOURINHO DOS SANTOS) Doutor em Bioquímica e Biologia Molecular, tendo desenvolvido toda a parte prática da tese no Departamento de Genética da Escola de Medicina, na Universidade de YALE (CT, USA). No Mestrado, a pesquisa prática foi realizada na Universidade de São Paulo, Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (USP- RP). Tanto o Doutorado (2000) quanto o Mestrado (1993) foram defendidos pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). Possui Graduação em Biomedicina, pela Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro (UNIRIO) (1990). Consultor Técnico-científico, focado em laboratórios de Biologia Molecular, com testes de paternidade, DNA criminal, doenças genéticas, infecciosas e mapas gênicos, atuando há mais de 20 anos nesta função. Na atividade acadêmica, possui experiência na Pesquisa em biologia molecular de HIV e HCV; HIV comportamento e vulnerabilidade. Na Extensão, coordenou, por 10 anos, o programa de atendimento de grupo populacional no Retiro da Lagoa (Lagoa da Conceição, Florianópolis). Larga vivência na Bioquímica, principalmente na área metabólica, em genética, com testes moleculares e aconselhamento genético, e nas áreas afins. Currículo Lattes: http://lattes.cnpq.br/6558932021654679 E-mail: frederico.tourinho@uniavan.edu.br PROFESSOR SUMÁRIO UNIDADE 1 - DISTÚRBIOS DO METABOLISMO LIPÍDICO ..........................................................11 INTRODUÇÃO À UNIDADE ........................................................................................................................................12 1.2 COLESTEROL ............................................................................................................................................................13 1.2.1 Síntese do Colesterol .................................................................................................................................................. 14 1.2.2 Regulação da Síntese do Colesterol ............................................................................................................. 16 1.2.3 Degradação do Colesterol .....................................................................................................................................17 1.2.4 Ester de Colesterila (Colesterol Ester, EC) ................................................................................................ 18 1.3 LIPOPROTEÍNAS PLASMÁTICAS ....................................................................................................................18 1.3.1 Metabolismo dos Quilomícrons (QM) ...........................................................................................................20 1.3.2 Metabolismo das Lipoproteínas de Densidade Muito Baixa (VLDL) .................................22 1.3.3 Metabolismo das Lipoproteínas de Baixa Densidade (LDL) ....................................................23 1.3.4 Metabolismo das Lipoproteínas de Alta Densidade (HDL) ........................................................25 1.4 DISLIPIDEMIAS ......................................................................................................................................................27 1.4.1 Tipo I ........................................................................................................................................................................................28 1.4.2 Tipo IIa (Hipercolesterolemia Familiar) .....................................................................................................29 1.4.3 Tipo IIb (Hipercolesterolemia Familiar Combinada) .......................................................................30 1.4.4 Tipo III ..................................................................................................................................................................................... 31 1.4.5 Tipo IV ...................................................................................................................................................................................32 1.4.6 Tipo V .....................................................................................................................................................................................32 1.4.7 Abordagem Clínica do Paciente com Dislipidemia ..........................................................................33 1.5 CORPOS CETÔNICOS ..........................................................................................................................................37I. 48 BIOQUÍMICA CLÍNICA REFERÊNCIAS BAYNES, J. W. Bioquímica Médica. 4. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2015. CANNON, C.P.; BLAZING, M.A.; GIUGLIANO, R.P.; McCAGG. A.; WHITE J.A.; THEROUX P.; et al; IMPROVE-IT Investigators. Ezetimibe added to statin therapy after acute coronary syndromes. N. Engl. J. Med. 2015; 372 (25): 2387-97. doi: 10.1056/NEJMoa 1410489. DEVLIN, T. M. Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas. 7. ed. São Paulo: E. Blücher, 2011. HARVEY, Richard A., FERRIER, Denise R. Bioquímica Ilustrada. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2012. KUMAR, V. V. Robbins Patologia Básica. 10. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2018. PINTO, W.J. Bioquímica Clínica. 1. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. RODWELL, V. et al. Bioquímica Ilustrada de Harper. 30. ed. Porto Alegre: AMGH, 2017. SILVEIRO, S.P.; SATLER, F. Rotinas em Endocrinologia. 1 ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. UNIDADE 2DISTÚRBIO DO METABOLISMO DE CARBOIDRATOS 1 50 BIOQUÍMICA CLÍNICA 2.1 INTRODUÇÃO À UNIDADE Nesta etapa, compreenderemos que nosso organismo apresenta uma necessidade mínima de glicose para todos os tecidos, principalmente alguns, como o sistema nervoso central e os eritrócitos, para os quais ela é primordial. A principal via de utilização da glicose e dos carboidratos ingeridos na alimentação é a glicólise, e esta ocorre na maioria das células do nosso organismo, sendo um evento citoplasmático. Abordar-se-á, na sequência, que a glicólise é uma via única, visto que pode funcionar em aerobiose (com oxigênio presente) ou em anaerobiose (sem a presença de oxigênio). Vale ressaltar que esta via metabólica não é somente a via principal do metabolismo da glicose, mas também a via principal de metabolização da frutose e da galactose, conduzindo à formação de lactato (em anaerobiose) ou piruvato (aerobiose). Caso o processo ocorra em aerobiose, o metabolismo será direcionado à formação de Acetil CoA, cuja entrada no Ciclo do Ácido Cítrico (Krebs), por estar acoplado ao transporte de elétrons e fosforilação oxidativa, ocasionará a geração de alta quantidade de energia para as células. Continuaremos nosso estudo, assimilando que toda vez que a taxa metabólica estiver favorável, no sentido de alta energética, no ser humano, a glicose será armazenada na molécula de glicogênio, e este biopolímero estará presente principalmente na musculatura esquelética e no tecido hepático, sendo a via conhecida como glicogênese. O glicogênio hepático possui papel fundamental na manutenção de glicemia, no chamado jejum inicial e, caso o jejum se prolongue, a responsabilidade de manutenção de glicemia caberá à via metabólica, conhecida como gliconeogênese. Dessa forma, encerraremos a unidade, veremos os processos metabólicos que são regulados por diversos hormônios, destacando-se a insulina e o glucagon. Caso tenha qualquer dúvida sobre as funções, você poderá revisar na disciplina de Bioquímica Básica. 51 BIOQUÍMICA CLÍNICA 2.2 INSULINA De acordo com Baynes (2015), a insulina é um hormônio sintetizado nas células beta do pâncreas, fruto de um só RNA mensageiro. Após sua síntese no processo de tradução, a molécula sofrerá processamento específico até sua forma funcional. Ela é sintetizada como preproinsulina, contendo 110 aminoácidos, constituída do chamado peptídeo sinal, com 24 aminoácidos (correspondente ao “pre”), Peptídeo C com 35 aminoácidos (correspondente ao “pro”) e Cadeias A e B com 51 aminoácidos (correspondente à insulina). Depois da síntese no retículo endoplasmático rugoso, a preproinsulina é encaminhada ao retículo endoplasmático liso, através da chamada sequência sinal, a qual reside na porção pré, que é o peptídeo sinal. Este, por sua vez, é removido após o direcionamento, tornando-se proinsulina (Figura 3). Em seguida, os radicais de cisteína sofrem reações catalisadas pela enzima dissulfeto isomerase, que faz três pontes dissulfeto, duas unindo a cadeia A com B, e uma interna em A. Na última etapa, a proinsulina sofre proteólise e, por hidrólise, o peptídeo C é removido com a formação da insulina. Apesar da separação do peptídeo C, tanto ele quanto a molécula de insulina são estocados dentro dos grânulos das células beta-pancreáticas. Assim sendo, a insulina é um peptídeo, com 51 aminoácidos e duas cadeias, A e B (Figura 12). Caro aluno, esta informação, sobre o peptídeo C ser estocado no mesmo grânulo que a insulina, será muito importante para aferir valores sobre a insulina, mantenha a atenção! 52 BIOQUÍMICA CLÍNICA FIGURA 12: PRÓ-INSULINA Modificado pelo Autor. Fonte: Shutterstock (2020). https://www.shutterstock.com/pt/image-vector/human-insulin376391215 A insulina é degradada pela enzima insulinase, presente no fígado e, em menor concentração, nos rins. Possui meia vida de aproximadamente 6 minutos, o que permite alterações rápidas nos níveis circulantes do hormônio, por isso se torna um problema para ser quantificada. No entanto, temos a relação de 1 Peptídeo C para cada insulina sintetizada, e este permanece por mais tempo no plasma, sendo possível sua medição (BAYNES, 2015). 2.2.1 Secreção de Insulina Segundo nos ensina Baynes (2015), após estímulos apropriados, e quando o nível de glicose aumenta, acima do normal de 5mM, as células beta-pancreáticas respondem, liberando insulina na circulação. A glicose entra na célula beta, através do transportador GLUT 2; no citoplasma da célula, a glicose é rapidamente convertida em piruvato (glicólise), gerando um rápido aumento na concentração citoplasmática de ATP. Este ATP formado se liga aos canais de K+ sensíveis ao ATP, provocando o fechamento deles, ao reduzir o efluxo de íons K+ da célula. https://www.shutterstock.com/pt/image-vector/human-insulin376391215 53 BIOQUÍMICA CLÍNICA Como resultado deste fechamento, temos uma despolarização da membrana plasmática que desencadeia a abertura dos canais de Ca2+ sensíveis à voltagem e permite o influxo de íons cálcio para o citoplasma da célula. Este Ca2+ promove a fusão das vesículas secretoras, as quais contêm insulina (e peptídeo C), com a membrana plasmática, havendo liberação da insulina e do peptídeo C na circulação (Figura 13). Notem que, neste parágrafo acima, foi possível relembrarmos conceitos já aprendidos em outras disciplinas, como transporte passivo, transporte ativo e despolarização! FIGURA 13: SECREÇÃO DE INSULINA. Potassium Channel = Canal de Potássio; Voltage-gated calcium channel = Canal de cálcio voltagem dependente Fonte: Shutterstock (2020). https://www.shutterstock.com/pt/image-illustration/insulin- secretion-73354648 A secreção de insulina é bifásica: a 1a fase ocorre nos primeiros 10 minutos após o estímulo, sendo aguda e de curta duração. É constituída pela insulina pré-formada (grânulos localizados em proximidade à membrana plasmática). Persistindo o estímulo https://www.shutterstock.com/pt/image-illustration/insulin-secretion-73354648 https://www.shutterstock.com/pt/image-illustration/insulin-secretion-73354648 54 BIOQUÍMICA CLÍNICA glicêmico, acontece a 2a fase, menos intensa e mais prolongada, constituída de um platô que pode durar horas, envolvendo insulina pré-formada e a síntese de novas moléculas de insulina (Figura 14). FIGURA 14: ESTÁGIOS DE LIBERAÇÃO DE INSULINA. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). Existem compostos que aumentam, e outros que diminuem a secreção de insulina, como demonstrado na Tabela 5: AUMENTAM DIMINUEM Estado Pós-prandial Jejum Hiperglicemia Hipoglicemia Agonistas beta-adrenérgico Agonistas α-adrenérgico Arginina Hormônio do Crescimento (GH) Secretina Cortisol e GABA Estrogênio/Progesterona Acetilcolina Sulfonilureias TABELA 5: FATORES QUE INFLUENCIAM NA SECREÇÃO DE INSULINA. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). 55 BIOQUÍMICA CLÍNICA 2.2.2 EFEITOS METABÓLICOS DA INSULINA FIGURA 15: EFEITOS DA INSULINA NO METABOLISMO. Fonte: Elaborado pelo autor (2020), baseado em GAW (2015). Na Figura 15 acima,observa-se que os efeitos da insulina no metabolismo da glicose são mais proeminentes no fígado, músculo esquelético e tecido adiposo. No fígado, a insulina diminui a produção de glicose, ao inibir a glicogenólise e a gliconeogênese; em contrapartida, estimula a glicogênese (Gaw, 2015). No músculo e tecido adiposo, a insulina aumenta a captação de glicose, por promover um aumento dos transportadores GLUT4 nestes tecidos, observando-se, assim, a diminuição da glicemia na presença de insulina. No metabolismo lipídico, a insulina diminui o nível de ácidos graxos circulantes, ao inibir a atividade da lipase sensível a hormônio no tecido adiposo. Além disso, temos um aumento da atividade da lipase lipoproteica no tecido adiposo (aluno, muita atenção para este detalhe!), permitindo o fornecimento de ácidos graxos dos triglicerídeos dos quilomícrons e do VLDL (Figura 15). Já no metabolismo proteico, a insulina estimula a entrada de aminoácidos, nas células, e a síntese proteica na maioria dos tecidos (Figura 15). 56 BIOQUÍMICA CLÍNICA 2.3 DIABETES “...grupo heterogêneo de doenças metabólicas que são caracterizadas por hiperglicemia crônica e distúrbios no metabolismo dos carboidratos, dos lipídeos e das proteínas resultantes de um defeito na secreção e/ou ação da insulina” (ANDREOLI, Rio de Janeiro, 2005). Diabetes é o distúrbio endócrino mais observado na prática médica, sendo definido como uma síndrome caracterizada pela hiperglicemia, devido a uma falta absoluta ou relativa de insulina e/ou resistência insulínica. Os termos “dependente” e “não dependente” de insulina estão em desuso para nominar o tipo de diabetes, sendo utilizados: Diabetes Tipo 1 e Diabetes Tipo 2. Na Tabela 6, podemos analisar as diferenças básicas entre os dois tipos. CARACTERÍSTICAS DIABETES TIPO 1 DIABETES TIPO 2 Estado nutricional no momento do início da doença Baixo (em geral, desnutrido) Alto (Obesidade geralmente presente) Frequência relativa 10-20% dos casos diagnostica- dos 80-90% dos casos diagnosti- cados Predisposição Genética Moderada Muito forte Concordância de gêmeos idênti- cos (monozigóticos) Até 50% 80 a 95% Defeito ou Deficiência Células beta destruídas Problema de secreção de insulina pelas células beta e/ou resistência tecidual à insulina Cetose Comum Rara Sintomas clássicos Quase sempre presentes Metade é assintomático Insulina plasmática Baixa ou ausente Normal à elevada Complicação aguda Cetoacidose Síndrome hiperosmolar não cetótica Resposta às drogas hipoglice- miantes orais Não responde Responde Insulinoterapia Sempre necessário Em geral, não é necessário TABELA 6: DIABETES MELITO TIPO 1 x DIABETES MELITO TIPO 2. Fonte: Elaborado pelo autor (2020), baseado em HARVEY (2012). 57 BIOQUÍMICA CLÍNICA Os dados que seguem são muito importantes para você entender a gravidade do problema relacionado com o diabetes. Os números nos mostram que, atualmente, ou em um futuro não muito distante, a situação é de maior comprometimento populacional com uma das doenças crônicas mais observadas no planeta. Uma doença que causa gastos enormes nos serviços públicos de saúde e que compromete a integridade física dos pacientes, com todas as suas comorbidades! No último 14 de novembro (2019), a International Diabetes Federation (IDF) divulgou novos números que destacam o crescimento alarmante na prevalência de diabetes. Os dados da 9ª edição do Atlas de Diabetes da IDF mostram que existem 463 milhões de adultos com diabetes, em todo o mundo. A prevalência alcançou níveis elevados de 9,3%, e o preocupante é que 50,1% dos adultos, mais da metade, não estão diagnosticados. O diabetes melito Tipo 2 abrange, em torno de 90% de todas as pessoas com diabetes. Os dados mostram que o diagnóstico precoce e o acesso a cuidados adequados podem ser fundamentais para a prevenção, ou para retardar as complicações ligadas a esta doença crônica. No mesmo trabalho da IDF, a previsão é o aumento para 578 milhões (em 2030) e para 700 milhões (em 2045), no número total de pessoas vivendo com diabetes em nosso planeta. O Atlas (9a Edição) também inclui dados que levam ao aumento de risco para desenvolver diabetes melito Tipo 2, como 374 milhões de adultos que apresentam intolerância à glicose. A doença está entre as 10 principais causas de morte, quase a metade ocorrendo em pessoas com menos de 60 anos. Além disso, a cada seis nascidos vivos, um é afetado pela hiperglicemia durante a gravidez. Uma série de fatores combinados, como o baixo desempenho dos sistemas de saúde, a pouca conscientização na população e mesmo nos profissionais da área da saúde sobre diabetes, somados ao início quase silencioso dos sintomas ou progressão do diabetes tipo 2, podendo esta condição permanecer não detectada por vários anos, acaba oportunizando o desenvolvimento de suas complicações, em um nível que nem sempre se consegue reverter. Estima-se que cerca de 50% dos casos de diabetes em adultos não sejam diagnosticados e que 84,3%, de todos os casos de diabetes não diagnosticados, estejam em países em desenvolvimento (SBD, 2020). Como consequência do envelhecimento da população, o número de indivíduos diabéticos tem aumentado, havendo outros fatores a serem considerados: a maior urbanização, um crescimento muito grande da obesidade mundial, sedentarismo e as próprias condições da medicina, permitindo uma maior sobrevida dos pacientes que apresentam diabetes melito (IDF, 2019). No cenário nacional, no final da década de 80, a estimativa sobre a prevalência de DM na população foi de 7,6%. Os dados recentes apontam números mais elevados, 58 BIOQUÍMICA CLÍNICA com algumas cidades apresentando taxas duas vezes maiores que da estimativa. Uma pesquisa, feita em 2013, estimou que existiriam 11.933.580 pessoas, na faixa etária de 20 até 79 anos, com DM no Brasil, o que hoje representaria 5,7% da população. Este é um número muito alto, ao se levar em conta as comorbidades e suas consequências, além do fato de muitos diabéticos sequer saberem o diagnóstico. Os números vêm apresentando um crescimento, relacionado à faixa etária, com aumento de 2,7%, no grupo de 30 a 59 anos, e 17,4% no de 60 a 69 anos (MS, 2016). No Brasil, dados de 2011 demonstraram que as taxas de mortalidade (a cada 100 mil habitantes) por diabetes melito se acentuam enormemente, em função da faixa etária, passando de 0,5 no grupo de 0 a 29 anos e para 223,8 na faixa de 60 para mais, ou seja, apresenta um aumento de 448 vezes. Quando se trata de uma análise por gênero, a taxa fica em 27,2, nos homens, e 32,9, nas mulheres, uma leve predominância no sexo feminino. Os dados do Vigitel (2016) mostram, ainda, que o Rio de Janeiro (RJ) tem a maior prevalência, com índice de 10,4, e Boa Vista (RR) o menor, com 5,3 (Figura 16). FIGURA 16: PREVALÊNCIA DO DIABETES, POR CAPITAIS. Fonte: Disponível em: https://www.endocrino.org.br/media/uploads/PDFs/vigitel.pdf. Acesso em: 17 de agosto de 2020. https://www.endocrino.org.br/media/uploads/PDFs/vigitel.pdf 59 BIOQUÍMICA CLÍNICA 2.3.1 Diabetes Melito Tipo 1 Este tipo de diabetes se caracteriza por uma deficiência absoluta de insulina, causada por um grande ataque autoimune nas células beta-pancreáticas, o qual requer um estímulo ambiental (infecção viral, estado nutricional na infância ou na vida adulta e outros) e o determinante genético, fazendo com que as células beta sejam reconhecidas como “estranhas”. A porção das ilhotas de Langerhans se torna infiltrada por linfócitos T ativados, uma condição conhecida como insulite, e, no período de alguns anos, o ataque autoimune vai fazendo um progressivo esgotamento da população de células beta. No entanto, os sintomas surgem de forma abrupta, quando cerca de 80 a 90% das células beta já foram destruídas. Neste ponto, o pâncreas falha em responder adequadamente à ingestão de glicose, sendo necessário entrar com a insulinoterapia para restauraro controle metabólico. A) Alterações Metabólicas no Diabetes Melito Tipo 1 ATENÇÃO! Antes de iniciarmos, não esqueçam os conceitos trabalhados na Bioquímica Básica: quando entramos em um panorama de jejum, tem início a glicogenólise (degradação de glicogênio) e, à medida que acontece o decaimento do glicogênio hepático, a gliconeogênese se torna mais efetiva, passando a responder pela manutenção da glicemia, assim que o decaimento do glicogênio se torna muito grande. Dito isso, entendam o que segue, como se fosse um panorama de jejum muito piorado! A hiperglicemia e a cetoacidose são as características típicas de um diabetes não tratado. Esta hiperglicemia é causada pelo aumento na produção hepática de glicose, somado à utilização periférica diminuída. O panorama de insulina muito baixa, ou ausente, e o glucagon em alta, faz com que tenhamos uma glicogenólise intensa (1). O aumento da proteólise muscular (via epinefrina) fornece um grande aporte de aminoácidos ao fígado, potencializando a gliconeogênese (2). Duas vias que ocorreriam de forma escalonada, no estado normal de jejum, estão, nesta situação patológica, ativadas simultaneamente. Em adição, com a diminuição dos transportadores GLUT4 (3) no tecido muscular esquelético e no tecido adiposo, a glicose se mantém em circulação, e estes três (1, 2 e 3) fatores, 60 BIOQUÍMICA CLÍNICA somados, levam à hiperglicemia (Figura 17). O mesmo panorama hormonal leva à intensa lipólise, com isso temos a chegada de muitos ácidos graxos no tecido hepático, induzindo o fígado a produzir grandes quantidades de corpos cetônicos, o que pode levar a uma cetoacidose, como foi descrito na unidade anterior. Ainda sobre o metabolismo lipídico, pode ser observado um quadro de hipertrigliceridemia, uma vez que a atividade e produção da Lipase Lipoproteica sofre influência da insulina, que está muito baixa ou ausente, levando a um prejuízo na metabolização dos quilomícrons e do VLDL. Estes, permanecendo no plasma, vão gerar um quadro de hipertrigliceridemia (Figura 17). FIGURA 17: METABOLISMO NO DIABETES. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). A fisiopatologia desta forma de diabetes apresenta a presença de anticorpos: autoanticorpos para ilhotas (ICA), para insulina (AAI), para descarboxilase do ácido glutâmico (GAD) e para Tirosina Fosfatase IA-2 e IA-2B. Os níveis de peptídeo C, quando dosados, estão baixos ou ausentes, e a doença pode estar associada a outras doenças autoimunes (LAMOUNIER, 2016). 61 BIOQUÍMICA CLÍNICA Os sintomas surgem abruptamente e seguem a linha dos chamados 5 Ps: poliúria, polidipsia, polifagia e perda de peso. A cetoacidose será observada, acompanhada de algumas ou de todas as manifestações, tais como pele avermelhada, quente e seca, perda de apetite, dor abdominal, vômitos, hálito cetônico, respiração rápida e profunda (como resposta à compensação da acidose) e dificuldade para acordar, sendo que o prolongamento do estado poderá levar o indivíduo ao coma. SAIBA MAIS Como estão as coisas até aqui? Este vídeo trará todo um conteúdo sobre a ação da insulina, a causa e o aparecimento do Diabetes Melito Tipo 1, sendo bem instrutivo e cheio de informação fundamental, divirta-se! Acesse o link e confira: https://www.youtube.com/watch?v=T0mnagQecCU 2.3.2 Diabetes Melito Tipo 2 Nesta forma, os pacientes mantêm certa capacidade de secreção de insulina, contudo seus níveis insulínicos são baixos, em relação às suas concentrações de glicose e magnitude da resistência insulínica, podendo refletir mudanças na secreção pulsátil da insulina. Não se sabe, ao certo, qual seria o mecanismo primário: a resistência insulínica dos tecidos, principalmente muscular, esquelético e adiposo, ou a disfunção na secreção de insulina, uma vez que se observam ambos presentes (CHATTERJEE, 2017). As células beta-pancreáticas possuem uma resposta à estimulação pela glicose, enquadrada como subótima, não ocorrendo a primeira fase de secreção da insulina após a estimulação pela glicose. Vários fatores de risco podem estar associados a esta forma da doença, conforme apresenta a Tabela 7: https://www.youtube.com/watch?v=T0mnagQecCU 62 BIOQUÍMICA CLÍNICA Idade superior aos 45 anos Fumo Excesso de peso (IMC > 25kg/m2) Filhos, com peso maior que 4 kg Parentes de 1o Grau dom Diabetes Melito HDL 250 mg/dL Sedentarismo Síndrome dos Ovários Policísticos Hipertensão Arterial Sistêmica (>140/90 mmHg) História de Diabetes Melito Gestacional ou feto macrossômico Pré-Diabetes, identificado previamente Doença vascular TABELA 7: FATORES DE RISCO PARA DIABETES MELITO TIPO 2. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). A resistência tecidual à insulina faz o pâncreas apresentar liberação aumentada de insulina, exigindo que o órgão trabalhe intensamente. Com o passar dos anos, isto pode levar a uma insuficiência pancreática severa, com quadro de intensificação do diabetes, inclusive, podendo o paciente utilizar insulinoterapia (por isso ficou de lado o termo ‘diabetes não insulino dependente’). Não se observa nenhum padrão hereditário consistente no Diabetes Tipo 2, contudo não existe dúvida sobre um forte componente genético nesta forma de diabetes, já que gêmeos monozigóticos apresentam uma concordância, a qual pode variar de 80 até 95% para desenvolver Diabetes Tipo 2, com parentes de primeiro grau de pessoas diabéticas, apresentando em torno de 40% de chance de desenvolver esta forma da doença, contra um risco de 10%, no caso do Tipo 1. O diabetes de início, na maturidade do jovem (DIMJ ou MODY), é uma forma genética do Diabetes Tipo 2, porém afeta apenas uma pequena minoria de pacientes. Esta forma é o resultado de mutações de seis diferentes genes ligados a: fatores de transcrição (2 genes), enzima glicoquinase (glicólise), fator promotor de insulina, FNH- 1α (Fator Nuclear Hepático) e fator de transcrição da célula beta (AMERICAN DIABETES ASSOCIATION, 2019). A) Alterações Metabólicas no Diabetes Melito Tipo 2 Embora o corpo ainda apresente produção de insulina, ela é insuficiente no controle da produção hepática de glicose e na promoção da captação de glicose pelo tecido muscular esquelético. Assim, a hiperglicemia será resultado destes dois fatores. Os pacientes também não apresentam o aumento normal da Frutose 2,6 Bifosfato, 63 BIOQUÍMICA CLÍNICA importante metabólito que age como regulador positivo da glicólise, promovendo aumento da velocidade desta via. Ou seja, não temos aceleração da glicólise, fator que será somado ao fato de a enzima PEP-Carboxiquinase (enzima-chave da gliconeogênese) não sofrer a regulação negativa típica. Então, não se tem um impedimento da ocorrência da gliconeogênese (até porque a glicólise não vai acelerar, conforme seria esperado). Já comentamos que a cetoacidose é rara no paciente com esta forma de diabetes, em razão de a insulina estar presente em quantidades suficientes, para evitar a metabolização descontrolada dos triglicerídeos no tecido adiposo, o que geraria grandes concentrações de ácidos graxos indo para o fígado (BAYNES, 2015). Apesar de rara, pode ser precipitada por um grande estresse, como observado no infarto do miocárdio. Diante deste panorama, o fígado recebe o aporte normal de ácidos graxos, permitindo que o tecido hepático utilize as moléculas para a chamada “síntese de novo”, ou os dirigir para a formação de triglicerídeos. Nesta situação, pode ser observado um aumento de VLDL, pela elevação de TGs hepáticos, sem uma hiperquilomicronemia (aumento de QM). Portanto, a gliconeogênese, combinada com uma lipogênese, não ocorre. Contudo, nesta forma de diabetes, é o resultado de uma mistura da resistência insulínica, com as vias de regulação mediadas pelo hormônio que não acontecem, como explicado anteriormente. 2.3.3 Fisiopatologia do Diabetes Melito Caso tenha algo muito específico, dentro da fisiopatologia de algum tipo, será feita a distinção.Porém, no geral, o que será abordado agora é comum à doença crônica diabetes, independentemente do tipo. Como descreve Lamounier (2016), o diabetes melito apresenta, com o passar dos anos, diversas complicações, as quais geram comorbidades que impedem uma vida saudável e normal aos pacientes acometidos por esta doença crônica. As alterações evoluem lenta e silenciosamente e levam à microangiopatia (pequenos vasos) e à macroangiopatia (grandes vasos), as quais fazem parte da chamada síndrome diabética. Em um panorama a longo prazo, estas alterações ocasionam: insuficiência renal (nefropatia diabética), cegueira (retinopatia diabética), opacidade nas lentes ópticas 64 BIOQUÍMICA CLÍNICA que levam à catarata, além de disfunções neurológicas (neuropatia diabética). Os problemas ligados à macroangiopatia aumentam, de duas a três vezes, a predisposição do paciente diabético para desenvolver infarto do miocárdio e doença vascular periférica diabética, que é a causa direta de úlceras nos pés, podendo levar a amputações dos membros inferiores. Inclusive, no mundo, esta é a maior causa de remoção de membros inferiores. O diabetes também é a maior causa de cegueira e de insuficiência renal. A doença cardiovascular é a mais prevalente, sendo a principal causa de morte entre os pacientes com diabetes. Os problemas ligados à microangiopatia se caracterizam pela formação de AGE (Advanced Glycation End-products), que modifica, irreversivelmente, propriedades funcionais e químicas de muitas estruturas biológicas; o estresse oxidativo e também o aumento das vias poliol, como o sorbitol (ver em metabolismo da frutose). Alguns AGEs ocasionam reações cruzadas, levando à rigidez das moléculas de colágeno, o que contribui com a aterosclerose observada no diabetes. Esta ligação dos AGEs, em geral, acontece com proteínas corporais de vida longa, e o enrijecimento da matriz extracelular diminui a elasticidade e capacidade morfológica de várias estruturas, afetando as células endoteliais, macrófagos, células musculares lisas, o que contribui bastante para o desenvolvimento das complicações tardias, típicas do diabetes (BAYNES, 2015). 2.3.4 Diagnóstico do Diabetes Melito Antes de prosseguir, é importante lembrar que, muitas vezes, o diagnóstico não acontece isoladamente com um parâmetro de análise, mas sim com um conjunto de testes e evidências, os quais levam ao diagnóstico mais preciso e, portanto, confiável. O rastreamento para diabetes melito deve ser feito a cada três anos, se o indivíduo tiver mais de 45 anos e for normal; e, para menos de 45 anos, se observado algum dos fatores de risco, exemplificados na Tabela 8 abaixo. 65 BIOQUÍMICA CLÍNICA Sedentarismo Parente de 1o grau com Diabetes Melito IMC > 25kg/m2 Filho macrossômico Grupos étnicos HDL 250 mg/dL Sedentarismo Hipertensos (>140/90 mmHg) Doença vascular Glicemia de jejum alterada Teste Oral de Tolerância à Glicose (TTG ou TOTG) alterado TABELA 8: FATORES DE RISCO PARA UMA INVESTIGAÇÃO PRELIMINAR. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). A) Investigação Laboratorial e Diagnóstico do Diabetes Melito (LAMOUNIER, 2016): = > Análise da Urina A maior parte dos exames médicos ocupacionais de rotina, e das interações em hospitais, incluirá uma análise de glicose na urina, a qual não aparece, até que o nível de glicose no plasma se eleve acima de cerca de 180 mg/dL, ainda que permita uma varredura inicial com pouco valor agregado. Isto se deve ao chamado limiar renal de glicose (para cujo parâmetro alguns indivíduos sadios apresentam um valor baixo), no qual a glicose transborda para a urina em concentrações plasmáticas bem inferiores, ou seja, glicosúria, sem qualquer problema de diabetes melito. De modo oposto, o limiar renal de glicose aumenta com a idade e, como resultado, muitos diabéticos não terão obrigatoriamente glicosúria. O uso de fitas reagentes, que fazem medida semiquantitativa da glicose na urina, precisa ser visto com desconfiança, apesar de seu baixo custo e fácil realização, pois a medida na urina refletirá um valor médio que corresponde ao período do intervalo da coleta, não fornecendo os valores no exato momento da realização. Pode ser indicado aos pacientes que fazem uso de insulinoterapia, os quais não possuem condições de realizar monitoramento por glicose capilar, antes das refeições e ao se deitar (ver adiante). = > Análise de Corpos Cetônicos Os corpos cetônicos podem se acumular no plasma de um paciente diabético e 66 BIOQUÍMICA CLÍNICA sua presença, de forma alguma, é um diagnóstico de cetoacidose. A presença de corpos cetônicos pode simplesmente refletir, por exemplo, o resultado de um jejum prolongado (lembre-se do que foi visto na Unidade 1 sobre corpos cetônicos). A utilização de tiras secas de dosagem não detecta β-hidroxibutirato, podendo subestimar a condição metabólica do indivíduo, por isso sua utilização não se torna recomendada nesta situação. Em condições normais, os corpos cetônicos presentes na urina são insignificantes, sendo 2% de acetona, 78% de β-hidroxibutirato e 20% de acetoacetato. No entanto, os corpos cetônicos, presentes em grande quantidade, extravasam para a urina (cetonúria), e o exame de corpos cetônicos na amostra pode fornecer importantes dados para um diagnóstico precoce de uma condição de acetoacidose, a qual tem a possibilidade de evoluir para algo mais grave. = > Dosagem de Peptídeo C Os valores de peptídeo C estão em quantidade equimolecular com os da insulina, mas apresentam uma meia vida maior do que a insulina, que é bem reduzida (como já foi visto). Desta forma, os valores de peptídeo C apresentarão uma correlação adequada com os valores de insulina, ou seja, se os valores de peptídeo C dosados estão reduzidos, é correto que o mesmo seja dito sobre os valores da insulina. A metodologia mais utilizada é aquela em que se administra glucagon intravenosamente, e o quantifica por quimioluminescência. Os valores de referência estão entre 0,90 ng/ml (basal) a 1,8 ng/ml (após o estímulo). Em geral, um indivíduo com o Tipo 1 apresenta valores de 0,35 ng/ml, no basal, e 0,5 ng/ml após o estímulo; e os do Tipo 2 mostram valores de 2,0 ng/ml, no basal, e 3,3 ng/ml após o estímulo. = > Glicemia Sanguínea de Jejum (GSJ) A glicemia reflete os níveis plasmáticos de glicose circulante no plasma, em uma relação direta com a secreção de insulina pelo pâncreas. Os valores que refletem uma hipoglicemia ou hiperglicemia podem ser fortes indicadores de diabetes melito. A GSJ é medida após uma noite de jejum de 8:00 a 10:00 horas. Em geral, nos indivíduos não diabéticos, o valor é de no máximo 99 mg/dL (o ideal é abaixo deste valor). Valores entre 100 e 125 mg/dL são interpretados como intolerância à glicose ou glicemia de jejum inapropriada, e indicação para um Teste Oral de Tolerância à Glicose (TTG ou TOTG), que será visto adiante. Quando o exame de GSJ tiver resultado 67 BIOQUÍMICA CLÍNICA igual ou acima de 126 mg/dL, deve ser repetido para atestar diabetes melito. = > Teste Oral de Tolerância à Glicose (TTG ou TOTG) Teste padronizado, com o objetivo de identificar casos de diabetes melito ou de pré-diabetes. Consiste na administração de 75 gramas de dextrose (em cerca de 300 ml de água), em estado de jejum de 10-12 horas, mas nunca superior a 16 horas. Antes da ingestão de dextrose, uma amostra de sangue vai ser retirada; o mesmo será feito em intervalos de 30 minutos, após a ingestão, durante duas horas. Neste exame, o paciente precisa estar confortavelmente sentado, no decorrer de todo o teste, não pode fumar ou praticar exercício. Os indicativos para realização do TOTG incluem a GSJ ou glicemia pós- prandial no limiar (limítrofe), glicosúria persistente, glicosúria em mulheres grávidas, mulheres grávidas com histórico familiar de diabetes melito, ou que tiveram bebês grandes. Em indivíduos normais, observar-se-á um padrãode curva que sobe nos primeiros 30 minutos e, em seguida, apresenta um declínio suave até a obtenção de valores glicêmicos normais (99 mg/dL). Já no indivíduo diabético, a curva sobe acentuadamente e, depois, atinge um platô (em geral acima de 200 mg/dL). Valores de TOTG entre 126-199 mg/dL são classificados como uma tolerância alterada ou intolerância à glicose, que pode ser associada a uma alteração da homeostasia do pâncreas relativa à secreção de insulina. São considerados diabéticos os indivíduos que apresentam valores de TOTG iguais ou maiores de 200 mg/dL. Alguns detalhes precisam ser observados para a confiabilidade do TOTG, como a utilização de fármacos, Síndrome de Cushing (hipercortisolismo) e o hipotireoidismo. = > Glicose Casual É a dosagem de glicose feita em qualquer período do dia, sem condições especiais. Em indivíduos normais, normalmente os valores estão abaixo de 200 mg/dL. Para atestar diabetes melito, o valor precisa ser igual a 200 mg/dL (ou maior), com sintomas (polidipsia, poliúria e outros). Assim, a Tabela 9 resume os valores que enquadram o indivíduo como normal, o que apresenta uma glicose alterada, e os valores que caracterizem um paciente com diabetes melito. 68 BIOQUÍMICA CLÍNICA CATEGORIA/GLICOSE JEJUM TOTG CASUAL Normal Hemoglobina Glicada (HbA1c ou A1c) A reação de glicação da hemoglobina é lenta, não enzimática e não dissociável, acontecendo na valina da porção N-terminal das cadeias beta da hemoglobina, sendo o resultado deste exame geralmente expresso em porcentagem. O princípio bioquímico parte da ocorrência de glicação da hemoglobina, como reflexo da quantidade de glicose na circulação e, portanto, disponível para a reação. Assim, indivíduos que possuam glicemia elevada, em especial por períodos prolongados, apresentarão maior proporção da sua hemoglobina glicada, visto que se tem uma alta quantidade de glicose para ser adicionada às hemoglobinas na glicação. O eritrócito tem um tempo médio de vida, de cerca de 120 dias, e estando a hemoglobina presente dentro destas células, a quantificação da hemoglobina glicada reflete a glicemia, no intervalo que compreende de 6 até 8 semanas antes da dosagem. É importante salientar que qualquer doença, a qual afete a vida dos eritrócitos, vai interferir no resultado deste exame. A interpretação do exame consiste em saber que 50% do valor da hemoglobina glicada expressarão os níveis glicêmicos dos últimos dias (último mês), 25% do penúltimo mês e 25% do antepenúltimo. É um exame muito útil para acompanhamento do paciente diabético, não sendo necessário para a identificação deste tipo de paciente, pois existem outros testes bem mais baratos e que cumprem a função satisfatoriamente. Não precisa estar em jejum para a coleta de sangue, cujo exame deve ser solicitado, ao menos três vezes ao ano, pelo profissional que acompanha o paciente diabético (Tabela 10). 69 BIOQUÍMICA CLÍNICA A1C (%) Glicose (mg/dL) 4 65 5 100 6 135 Normal 7 170 Desejável 8 205 9 240 10 275 11 310 12 345 Intervenção TABELA 10: VALORES DE REFERÊNCIA, HEMOGLOBINA GLICADA. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). 2.3.5 Tratamento do Diabetes Melito A) Tratamento não Medicamentoso Traçar metas é a recomendação primária para qualquer paciente, principalmente àqueles acometidos de doenças crônicas, automonitorização através da glicose capilar e HbA1c, ao menos três vezes ao ano. O objetivo do controle é buscar os índices de controle glicêmico e lipídico, além da pressão arterial. Atividade Física Regular Ao menos 150 minutos semanais de atividade física: melhoram o controle glicêmico (independente da perda de peso), reduzem o risco cardiovascular, diminuem o peso, ampliam a autoestima, melhoram o perfil lipídico com redução de LDL e aumento do 70 BIOQUÍMICA CLÍNICA HDL, restabelecem a sensibilidade à insulina, reduzem a circunferência abdominal e a gordura visceral. = > Orientação Nutricional Individualizada As regras abaixo seguem as diretrizes preconizadas pela Sociedade Brasileira de Diabetes, conforme descrito em seu Manual referente ao biênio 2016-2017. Os carboidratos sempre foram vistos como o grupo que mais afeta a glicemia, uma vez que quase 100% são convertidos em glicose, com uma variação de tempo entre 15 e 120 minutos. No entanto, os estudos mostram que os carboidratos simples não precisam sofrer com uma restrição radical, podendo fazer parte de uma ingestão total de carboidratos. Aqueles carboidratos não refinados, com fibra natural intacta, possuem vantagens distintas, quando comparados às versões altamente refinadas, em virtude dos seus outros benefícios, como, por exemplo, menor índice glicêmico, maior saciedade e as propriedades de ligação com o colesterol. Na década de 80, as Associações Americana e Britânica de Diabetes, finalmente abandonaram a estratégia de dietas, restritivas em carboidratos, para o tratamento dos pacientes diabéticos, com foco em uma dieta controlada em lipídios, porém mais rica em carboidratos complexos e fibras alimentares. Desta forma, quanto aos carboidratos, de todos os macronutrientes que são exatamente os maiores responsáveis pela glicemia pós-prandial, evidencia-se que a prioridade passa a ser a quantidade total de carboidrato, embora mais recentemente já se verifique um benefício modesto do uso de valores da carga glicêmica, o qual é mensurado da seguinte forma: índice glicêmico X quantidade de carboidratos/100. Vale destacar que os macronutrientes podem estar presentes, de maneira combinada, em um único alimento e/ou refeição, podendo, desta forma, alterar a resposta glicêmica. O método de contagem de carboidratos consiste em somar os gramas de carboidrato de cada alimento, por refeição, cujos dados poderão ser obtidos em tabelas e rótulos dos alimentos. Levando em conta a preferência do paciente, e com os carboidratos previamente definidos por refeição, utiliza-se qualquer alimento. É importante lembrar que o incentivo à alimentação saudável deve ser reforçado nas trocas de alimentos. Após a definição das necessidades nutricionais (valor energético total [VET]), calcula-se a quantidade de carboidratos, em gramas ou por número de substituições por refeição. Por exemplo, a Contagem de Carboidratos, em um paciente adulto com Diabetes Melito Tipo 2, calcula o VET de 1.800 kcal; considerando 60% de carboidratos, o que corresponde a 270 gramas a serem distribuídos no dia todo. Em seguida, com os dados 71 BIOQUÍMICA CLÍNICA obtidos em anamnese anterior, vai se definir a quantidade de carboidrato por refeição. Já para o paciente adulto, com Diabetes Tipo 1, calcula um VET de 2.500 kcal; considerando 60% de carboidratos, o que corresponde a 375 gramas, distribuídos ao longo de todo o dia. Contando-se com a anamnese, é definida a quantidade de carboidratos por refeição. B) Tratamento Medicamentoso = > Insulinoterapia No Diabetes Tipo 1, a insulinoterapia começa tão logo o paciente seja diagnosticado com a doença; no Diabetes Tipo 2, a insulinoterapia será necessária em falência pancreática e/ou falência do tratamento dos hipoglicemiantes orais. Para a insulinoterapia, existem vários tipos de insulina. Observe a Tabela 11: TIPO DE INSULINA INÍCIO DE AÇÃO DURAÇÃO Rápida Em 30 minutos 6 horas Ultrarrápida Em 5-15 minutos 4-5 horas Basal ou Intermediária Em 2-4 horas 10-16 horas Prolongada Em 1-2 horas 24 horas TABELA 11: TIPOS DE INSULINA. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). As insulinas de ação rápida são utilizadas para proporcionar efeito semelhante às descargas maiores de insulina, que ocorrem na fisiologia, necessárias principalmente às refeições. Já as injeções de insulina de ação intermediáriae lenta atuarão analogamente ao fornecimento basal, sendo administradas em uma ou duas aplicações diárias, podendo chegar até três vezes ao dia, a fim de proporcionar o componente “basal” da insulinização, isto é, simular uma “secreção” constante de insulina, permanecendo em níveis baixos no sangue, o tempo todo (IDF, 2019). É importantíssimo frisar que, para um tratamento seguro e eficaz com insulina, principalmente para minimizar o risco de hipoglicemias, devem-se usar várias aplicações diárias de insulina. 72 BIOQUÍMICA CLÍNICA Pacientes com diabetes Tipo 1, na maior parte das vezes, precisam de um programa terapêutico, o qual libere tanto a insulina basal quanto aquela que dispensa maiores quantidades na circulação. Assim sendo, o tratamento é feito de maneira intensiva, ou seja, envolve três ou mais aplicações diárias de insulina. O tratamento voltado ao Diabetes Tipo 2, dependerá do paciente, já que alguns só precisam da basal, uma vez que o pâncreas ainda fornece a insulina necessária para as refeições, costumando ser suficiente uma aplicação diária, antes de dormir. Em algumas situações, a insulinoterapia personalizada pode incluir mais de um tipo de insulina, utilizada em diferentes momentos do dia, na mesma hora, ou até na mesma aplicação. Para isso, o mercado disponibiliza algumas opções pré-misturadas de insulina, as quais possibilitam ao paciente administrar dois tipos de insulina em uma única aplicação, ou, em outros casos, o próprio indivíduo com diabetes vai preparar a combinação, ajustando as doses das insulinas de ação ultrarrápida, de acordo com a alimentação (quantidade de carboidratos), ou com a glicemia medida. = > Hipoglicemiantes Orais (Antidiabéticos Orais) Conforme Lamounier (2016), em geral, os medicamentos hipoglicemiantes orais causam uma redução adequada nos valores da glicemia, em pessoas com Diabetes Tipo 2. Entretanto, eles não têm eficácia no Diabetes Tipo 1. a) Classe: Biguanidas Agente: Metformina Reduz a produção de glicose hepática, pois diminui a glicogenólise no fígado, aumenta a captação de glicose no músculo e reduz a absorção de glicose pelo trato gastrointestinal. Independente do controle glicêmico, e sem contraindicação, pacientes obesos com Diabetes Tipo 2 têm melhor desfecho, se tratados com Metformina. São comprimidos de 500mg, 850mg e 1g, com dose máxima de 2550 mg, apresentando como efeitos colaterais: anorexia, flatulência, diarreia e náusea. b) Classe: Sulfanilureias Agentes: Glibenclamida, Glipizida, Gliclazida, Glimepirida 73 BIOQUÍMICA CLÍNICA Fazem parte dos secretagogos de insulina os agentes que aumentam a secreção de insulina. O mecanismo de ação é acarretar a despolarização da célula β-pancreática (promovendo o influxo de cálcio). Requer atenção, porque pode levar à hipoglicemia. c) Classe: Incretinas Agentes: Polipeptídeo Inibitório Gástrico (GIP) e Peptídeo 1 Tipo Glucagon (GLP-1) Agem, potencializando a secreção de insulina e aumentando a sensibilidade nos tecidos-alvos. Adicionalmente, e com foco em uma estratégia que favoreça o prolongamento dos efeitos das incretinas, têm sido desenvolvidas substâncias análogas ao GLP-1, as quais mimetizam sua ação, além de inibidores da enzima responsável pela degradação das incretinas. Estudos clínicos demonstram que a administração destes fármacos, em uma monoterapia, ou então associados a outros medicamentos anti- hiperglicêmicos, é eficaz no controle glicêmico e na redução de peso, em pacientes com Diabetes Melito Tipo 2. SUGESTÃO DE LEITURA LAMOUNIER, Rodrigo N. Manual Prático de Diabetes: Prevenção, Detecção e Tratamento. 5. ed. Guanabara Koogan, 2016, 372 p. ISBN 9788527730440. O Capítulo 3 trata especificamente do gerenciamento de peso do paciente com Diabetes Melito. É um foco muito impor- tante para o entendimento de toda fisiopatologia ligada a esta doença crônica, bem como uma mudança no estilo de vida, que também se aplica ao paciente com Síndrome Metabólica. 74 BIOQUÍMICA CLÍNICA 2.4 SÍNDROME METABÓLICA Esta condição patológica, conhecida como Síndrome da Resistência à Insulina, foi descoberta e caracterizada pela forte associação de uma série de doenças que, com frequência, estavam conectadas entre si, e presentes conjuntamente no mesmo indivíduo, tais como hipertensão, alteração no metabolismo do colesterol e no metabolismo da glicose, sendo que, na maioria das vezes, elas estavam relacionadas à obesidade e à resistência insulínica. Desta forma, a síndrome apresenta uma gama de fatores de risco metabólico, os quais se manifestarão nos pacientes, levando a desdobramentos prejudiciais à saúde humana, como diabetes, derrames, doenças cardíacas e outras. Pode-se observar que a síndrome se associa a uma mortalidade duas vezes maior do que na população sem a síndrome, e mortalidade três vezes maior, em relação a problemas cardiovasculares. Vários fatores contribuem para o aparecimento e desenvolvimento da síndrome nos indivíduos: os genéticos, o excesso de peso, com acúmulo na região abdominal, e a ausência de atividade física, com um característico comportamento sedentário (Figura 18). PARA REFLETIR Aprendemos bastante sobre Diabetes Tipo 2 e Síndrome Metabólica, mas é pre- ciso contextualizar a questão educacional, no que diz respeito à alimentação. Qual o seu papel na busca de uma alimentação saudável? E que tal ir além: qual a sua postura, com todos que o cercam, sobre a importância de se alimentar de forma saudável? 75 BIOQUÍMICA CLÍNICA FIGURA 18: FATORES LIGADOS À SÍNDROME METABÓLICA. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). Para definir-se quem tem a Síndrome Metabólica, dependerá de quais critérios serão adotados, a saber: a) National Cholesterol Education Program’s Adult Treatment Panel III (NCEP-ATP III) Apresentar três ou mais dos critérios que seguem: 1 – Glicemia de jejum ≥ 110mg/dL. 2 – Circunferência abdominal: Mulher > 80 cm (EUA = 88cm) Homem > 94 cm (EUA =102 cm). 3 – Triglicerídeos ≥ 150mg/dL. 4 – HDL – colesterol:e na pressão arterial. https://www.youtube.com/watch?v=nOVEWF8Kzhw 77 BIOQUÍMICA CLÍNICA B) Medicamentoso Administração indicada para cada problema ligado ao paciente: = > Antiobesidade: - Orlistat é indicado para o tratamento de paciente com obesidade, ou mesmo sobrepeso, mostrando bons resultados no controle do peso a longo prazo. - Sibutramina, usado para tratar a obesidade, já que rapidamente amplia a sensação de saciedade do indivíduo, aumenta a termogênese, o que auxilia a queima calórica. = > Antidiabéticos (hipoglicemiantes orais, ver tratamento de Diabetes Tipo 2): - Metformina. - Glitazonas. - Incretinomiméticos. = > Anti-hipertensivos (IECA, BRA): - Inibidores da Enzima Conversora de Angiotensina (IECA) - bloqueio da ação da enzima conversora de angiotensina (ECA), o que provoca a baixa produção de angiotensina II, poderoso vasoconstritor, também estimulante da aldosterona. Além disso, inibe a degradação da bradicinina, vasodilatador que passa a ter sua ação potencializada. - Bloqueadores do Receptor da Angiotensina II (BRA) - bloqueiam a ação da angiotensina II, com isso induzem o relaxamento dos vasos sanguíneos, diminuindo a pressão arterial. = > Antilipemiantes: - Estatinas (ver tratamento da hipercolesterolemia). - Fibratos: estimulam os receptores nucleares ativados de proliferação dos peroxissomas-alfa (PPAR-a), acarretando aumento na produção e na atividade da enzima lipase lipoproteica (ver quilomícrons e VLDL). - Ácido nicotínico (Niacina, Vitamina B3 ou Vitamina PP): sua ação é diminuir a esterificação dos triglicerídeos hepáticos, diminuir os níveis séricos de ApoB-100 (principal componente proteico de VLDL e LDL) e aumentar a ação da lipase lipoproteica. 78 BIOQUÍMICA CLÍNICA NA PRÁTICA - ESTUDO DE CASO Indivíduo, R.D.M., sexo masculino, 70 anos, com doença crônica Diabetes Tipo 2 e hipertensão leve. Em uma visita ambulatorial de rotina, levou seus exames para a consulta. Foram observados valores de colesterol total 265 mg/dl, triglicerídeos 173 mg/ dl, com colesterol HDL de 35 mg/dl. Os exames ligados à taxa de glicose chamaram atenção da equipe, pois a glicose de jejum apresentava valor de 162 mg/dl e a hemoglobina glicada (HbA1c) de 6%. Quais os riscos desta doença crônica? O que os exames do paciente lhe dizem? Qual poderia ser a terapêutica e a conduta? O que esperar dela? 79 BIOQUÍMICA CLÍNICA CONSIDERAÇÕES FINAIS Chegando ao final da Unidade 2, podemos dizer que fizemos um amplo levantamento do Diabetes Melito. Começamos o estudo com a molécula-chave para o entendimento: a insulina, focando no processamento e na estrutura molecular deste peptídeo hormonal, para fechar com o mecanismo que possibilita a sua excreção. Em seguida, trabalhamos as alterações metabólicas, tanto do Tipo 1 quanto do Tipo 2, separadamente. Passamos para o entendimento da fisiopatologia e do diagnóstico do diabetes, em cuja investigação tomamos conhecimento das diversas ferramentas que um laboratório de análises clínicas possui, a fim de auxiliar na busca, caracterização e monitoramento do paciente com diabetes. Especificamente sobre o tratamento, mantivemos o foco no não medicamentoso ( atividade física regular, orientação nutricional individualizada) e no medicamentoso (tratamento característico, tanto para o Tipo 1 quanto para o Tipo 2). Encerramos a segunda unidade, evidenciando a Síndrome Metabólica, sua caracterização, bem como o tratamento não medicamentoso e medicamentoso indicado. 80 BIOQUÍMICA CLÍNICA EXERCÍCIO FINAL 1. (CONHECIMENTO) - A insulina é um hormônio sintetizado nas células β do pâncreas (que compreendem 1% da massa do pâncreas). Ela necessita de processamento específico, por proteólise, durante a produção do hormônio funcional. Em função do conhecimento adquirido ao longo desta unidade, analise as afirmativas abaixo: I – A insulina é sintetizada como um peptídeo inativo (preproinsulina) que será proteolisado, durante sua migração pelos compartimentos celulares, onde segmentos serão removidos e uma cadeia será adicionada, até a obtenção da forma final de insulina. II - A preproinsulina é o produto da tradução de um único RNAm. III - As pontes dissulfetos são formadas pela enzima dissulfeto isomerase na molécula de proinsulina. IV - A insulina é um hormônio típico do jejum, que promove a formação de moléculas de estoque energético. Assinale a alternativa correta: a) São falsas somente as afirmativas I e IV. b) Todas as afirmativas são verdadeiras. c) Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras. d) Somente a afirmativa I é falsa. e) São verdadeiras somente as afirmativas I e III. 2. (CONHECIMENTO) - O Diabetes é o distúrbio endócrino mais observado na prática médica, que vai apresentar como definição uma síndrome, caracterizada pela hiperglicemia, devido à falta absoluta ou relativa de insulina e/ou resistência insulínica. Atualmente, classificamos as duas principais formas em: Diabetes Tipo 1 e Diabetes Tipo 2. 81 BIOQUÍMICA CLÍNICA Analise as afirmativas abaixo: I - Sobre o Diabetes Melito Tipo 1, podemos afirmar que se caracteriza por uma deficiência absoluta de insulina, causada por um grande ataque autoimune nas células beta-pancreáticas. II - A fisiopatologia do Diabetes Tipo 1 apresenta a presença de anticorpos: autoanticorpos para ilhotas (ICA), para insulina (AAI), para descarboxilase do ácido glutâmico (GAD) e para Tirosina Fosfatase IA-2 e IA-2B; III - No Diabetes Tipo 1, o panorama de insulina muito baixo ou ausente, e o glucagon em alta, faz com que tenhamos uma diminuição de glicogenólise. Com a proteólise tecidual, potencializa-se a gliconeogênese. IV - No Diabetes Tipo 2, os pacientes mantêm certa capacidade de secreção de insulina. Contudo, seus níveis insulínicos são baixos, em relação às suas concentrações de glicose. V - A análise da urina é um exame importante e conclusivo, para se detectar um paciente que está acometido pelo diabetes. VI - O exame de hemoglobina glicada é importante para monitorar o paciente com Diabetes Melito. Assinale a alternativa correta: a) São falsas somente as afirmativas II e III. b) Todas as afirmativas são verdadeiras. c) Somente as afirmativas I, II, IV e VI são verdadeiras. d) Somente a afirmativa III é falsa. e) São verdadeiras somente as afirmativas II e IV. 3. (CONHECIMENTO) - A Síndrome Metabólica, ou Síndrome da Resistência à Insulina, foi descoberta e caracterizada pela forte relação de uma série de doenças que, frequentemente, estavam associadas entre si, também presentes conjuntamente no mesmo indivíduo. Analise as afirmativas abaixo: I - O tratamento não medicamentoso vai focar na chamada Mudança do Estilo de Vida, ou MEV. II - A síndrome primeiramente apresenta o Diabetes Tipo 2 como fator de risco 82 BIOQUÍMICA CLÍNICA metabólico, o qual leva à Síndrome Metabólica que se manifestará nos pacientes. III - Nos critérios de definição desta síndrome pela OMS, como fator obrigatório deverá ter obesidade abdominal. IV - A administração de Orlistat faz parte do tratamento medicamentoso antidiabético para tratar a Síndrome Metabólica. Assinale a alternativa correta: a) São falsas somente as afirmativas II e III. b) Somente a afirmativa I é verdadeira. c) Todas as afirmativas são falsas. d) Somente a afirmativa IV é verdadeira. e) Todas as afirmativas são verdadeiras. 83 BIOQUÍMICA CLÍNICA REFERÊNCIAS AMERICAN DIABETES ASSOCIATION. Classification and diagnosis of diabetes: Standards of Medical Care in Diabetes—2019. Diabetes Care 2019; 42 (Suppl. 1): S13–S28. ANDREOLI, T.; CARPENTER, C.C.J.; LOSCALZO, J.; GRIGGS, R.C. Cecil - Medicina Interna Básica. 6 ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2005. BAYNES, J. W. Bioquímica Médica. 4. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2015. CHATTERJEE, S.; KHUNTI, K., DAVIES, M.J. Type 2 diabetes. Lancet Lond. Engl. 2017; 389 (10085): 2239–51. DEVLIN, T. M. Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas.7. ed. São Paulo: E. Blücher, 2011. GAW, A.; COWAN, R.A.; O’REILLY, D.J.; STEWART, M.J.; SHEPHERD, J. Bioquímica Clínica. 5. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2015. INTERNATIONAL DIABETES FEDERATION. IDF Diabetes Atlas, 9th ed. Brussels, Belgium: International Diabetes Federation; 2019. LAMOUNIER, R. N. Manual Prático de Diabetes: Prevenção, Detecção e Tratamento. 5. ed. Guanabara Koogan, 2016. MINISTÉRIO DA SAÚDE. Vigitel 2016. Disponível em https://www.endocrino.org.br/ media/uploads/PDFs/vigitel.pdf. Acesso em: 27 de agosto de 2020. PINTO, W.J. Bioquímica Clínica. 1. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. SOCIEDADE BRASILEIRA DE DIABETES. Diretrizes SBD 2019-2020. São Paulo, 2020. SOCIEDADE BRASILEIRA DE DIABETES. Manual de Contagem de Carboidratos. São Paulo, 2016-2017. UNITED NATIONS. World Population Prospects: The 2017 Revision. New York: United Nations. https://www.endocrino.org.br/media/uploads/PDFs/vigitel.pdf https://www.endocrino.org.br/media/uploads/PDFs/vigitel.pdf 84 BIOQUÍMICA CLÍNICA UNIDADE 3DISTÚRBIO DO METABOLISMO DE CARBOIDRATOS 2 E DISTÚRBIO DO METABOLISMO DE AMINOÁCIDOS3.1 INTRODUÇÃO À UNIDADE 86 BIOQUÍMICA CLÍNICA INTRODUÇÃO A UNIDADE Em nossa terceira unidade, estudaremos os carboidratos, os quais são também conhecidos como glicídios, sacarídeos ou hidratos de carbonila. Compostos aldeídicos ou cetônicos com muitas hidroxilas, destacam-se por se constituírem na maior parte da matéria orgânica do planeta, uma vez que possuem muitos papéis em todas as formas de vida (RODWELL, 2017). Estes compostos orgânicos funcionam como fontes e armazenamento de energia, formam parte do arcabouço estrutural de RNA e DNA (pentoses), sendo também elementos estruturais das paredes celulares de bactérias e vegetais. Compreenderemos, também, que os carboidratos possuem a propriedade de se unirem com muitas proteínas e lipídeos, desempenhando papel importante nas interações: célula-célula, e da célula com o restante do ambiente extracelular. Outra importante propriedade dos glicídios, em seu papel de mediadores das interações celulares, é a enorme diversidade estrutural possível dentro desta classe de moléculas. Será possível entender, no decorrer da Unidade 2, que, embora muitos monossacarídeos já tenham sido identificados na natureza e nos mamíferos, poucos agem como intermediários metabólicos ou componentes estruturais. A glicose é o glicídio mais abundantemente consumido pelos seres humanos, mas a frutose e a galactose também possuem seu destaque nas vias metabólicas de produção de energia. Para finalizar, conheceremos os aminoácidos, que são os componentes das proteínas, e apresentam como característica marcante o fato de possuírem um grupamento carboxílico, um grupamento amino, um hidrogênio e uma parte variável, ligados ao mesmo carbono, o chamado carbono alfa. São utilizados em diversas funções no nosso organismo, além de comporem as proteínas, como precursores de neurotransmissores, hormônios etc. No entanto, toda vez que os aminoácidos excedem as necessidades de síntese de proteínas e de formação de outros compostos, não podem ser armazenados (ao contrário dos ácidos graxos e glicose), nem são excretados, devendo ser, portanto, metabolizados. Conforme nos ensina Baynes (2015), no metabolismo do aminoácido, a amina α é removida e o esqueleto carbonado resultante é transformado em um intermediário das principais vias metabólicas. A maior parte das aminas dos aminoácidos, em excesso, é convertida em ureia, enquanto seus esqueletos carbonados são transformados em Acetil CoA, Acetoacetil CoA, piruvato, ou em um dos intermediários do Ciclo de Krebs. Portanto, podem se formar ácidos graxos, corpos cetônicos e glicose, a partir de aminoácidos. 87 BIOQUÍMICA CLÍNICA 3.2 METABOLISMO DA FRUTOSE Cerca de 15 a 20% das calorias que o ocidental consome chega na forma de frutose, sendo a principal fonte deste monossacarídeo a sacarose que, uma vez clivada, fornece concentrações equimoleculares da frutose e de glicose. A frutose também pode ser obtida, na forma livre, em frutas, vegetais e no mel, além de produtos industrializados, como nos cereais tradicionais, barra de cereais, mistura para bolos, suco de caixa etc. A frutose não depende da insulina para entrar na célula, sendo, inclusive, um estimulante muito fraco da secreção deste peptídeo hormonal. Sua absorção acontece nas células da mucosa intestinal e são transportadas pela família de transportadores GLUT 5. A maior parte da frutose é metabolizada no fígado (em torno de 78%) e, ao entrar nas células para a metabolização, seu primeiro passo, comum a muitos glicídios, é ser fosforilada. Esta fosforilação acontece por ação da enzima frutoquinase, uma vez que a hexoquinase tem maior afinidade com a glicose e, por isso, acaba não participando ativamente da fosforilação da frutose (HARVEY, 2012). Após a fosforilação (onde o ATP é o doador do P), será gerado o composto Frutose 1-Fosfato (F1P), o qual sofrerá ação da enzima Aldolase B, formando Gliceraldeído e Diidroxiacetona Fosfato (DHAP), como pode ser visto na Figura 19. O gliceraldeído ganhará um fosfato, produzindo Gliceraldeído 3-Fosfato que, juntamente com a Diidroxiacetona Fosfato, seguirá na glicólise, conforme já estudado na Bioquímica Básica. FIGURA 19: METABOLISMO DA FRUTOSE. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). 88 BIOQUÍMICA CLÍNICA 3.2.1 Distúrbios do Metabolismo da Frutose A) Dietas Ricas em Frutose As dietas ricas em sacarose, ou os xaropes ricos em frutose, muito utilizados na indústria alimentícia e na fabricação de bebidas, ocasionam a entrada de grandes quantidades de frutose via veia porta hepática. Ao entrar na célula, a frutose vai para a via Glicolítica e, como não enfrenta os mecanismos regulatórios que a glicose sofre (na hexoquinase e na fosfofrutoquinase 1), ela é rapidamente metabolizada. Isto, somado ao fato de estar em grande quantidade, acarreta o direcionamento do metabolismo para a formação e esterificação de ácidos graxos, com consequente formação de triglicerídeos. Com a alta nos triglicerídeos, o fígado vai embalar este conteúdo nas partículas de VLDL (ver Unidade 1), podendo levar a um aumento do triglicerídeo plasmático e, posteriormente, ao aumento de LDL (ver formação de LDL na Unidade 1), condições potencialmente aterogênicas (BAYNES, 2015). B) Doenças Genéticas do Metabolismo da Frutose Como descrito acima, existem duas enzimas fundamentais, pertencentes ao metabolismo da frutos: a Frutoquinase e a Aldolase B. Se o defeito for na Frutoquinase hepática, teremos a chamada Frutosúria Essencial; e se o defeito for na Aldolase B, teremos a Intolerância Hereditária à Frutose. = > Frutosúria Essencial A frutosúria essencial é uma condição benigna e assintomática, uma doença de herança autossômica recessiva, afetando o gene da frutoquinase, localizado no cromossomo 2, cromátide superior, região 23.3 (2q23.3). O nome se deve ao fato de o paciente apresentar alto índice de frutose na urina. = > Intolerância hereditária à Frutose Nesta patologia, temos o defeito na enzima Aldolase B, e o gene se localiza no 89 BIOQUÍMICA CLÍNICA cromossomo 9, cromátide inferior, região 22.3 (9q22.3), sendo a doença de herança autossômica recessiva. Na intolerância hereditária à frutose, temos o acúmulo de frutose 1-Fosfato, fazendo com que o fosfato fique “aprisionado” nesta forma do glicídio fosforilado que, com o tempo, prejudica a formação de ATP, pela diminuição de fosfato livre. O resultado é um acúmulo de ADP e AMP, que serão posteriormente metabolizados, podendo levar à hiperuricemia e até ao desenvolvimento da doença gota. Outro problema é que, pelo fato de muitos pacientes com essa forma da doença possuírem, também, uma baixa atividade da frutose 1,6 bifosfatase (enzima chave da gliconeogênese), como consequência, haverá o acúmulo de F 1P e F 1,6 P 2 , o que leva à inibição daGlicogênio Fosforilase (enzima chave na degradação do glicogênio), a qual ocasiona uma condição chamada de “hipoglicemia induzida pela frutose”, uma vez que prejudica a manutenção da glicemia, vinda da glicogenólise (BAYNES, 2015). Outras consequências da doença são: presença de vômito, icterícia e hemorragia. Os problemas se assemelham aos efeitos da Galactosemia Clássica, porém menos severos e mais restritos ao fígado. Nesta situação, as dietas pobres em frutose, sorbitol e sacarose são extremamente benéficas. 3.2.3 Conversão de Glicose à Frutose, pela via do Sorbitol Tópico muito importante para você, aluno! Ao entender este conceito, faça a associação com o que foi aprendido na Unidade 2, em Diabetes Melito, sobre os fatores que levam à hiperglicemia e suas consequências, refletindo sempre as razões de como é importante fazer o controle constante da glicemia! E, mais ainda, associe o que será descrito, como um dos fatores contribuintes para as comorbidades do diabetes. A maioria dos açúcares é rapidamente fosforilada após sua entrada nas células, no entanto um mecanismo alternativo para a metabolização de um monossacarídeo é a redução do seu grupo aldeído. Para Harvey (2012), nesta via, a glicose sofre uma redução por ação da enzima Aldose Redutase (com a presença de NADPH+H+), produzindo sorbitol. A aldose redutase é encontrada em muitos tecidos, como fígado, cristalino, retina, células de Schawn 90 BIOQUÍMICA CLÍNICA dos nervos periféricos, rim, placenta, hemácias e nas células dos ovários, espermas e vesículas seminais. Nas células do fígado, ovários e vesículas seminais existe, ainda, uma segunda enzima, a Sorbitol Desidrogenase, que oxida (com a presença de NADPH+H+) o sorbitol, formando frutose. A etapa de formação de frutose nas vesículas seminais se deve ao fato de as células espermáticas preferirem frutose para gerar energia. Já no fígado, é importante por fornecer um mecanismo de metabolização do sorbitol da dieta (Figura 20). FIGURA 20: VIA DO SORBITOL. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). A) Efeito da Hiperglicemia sobre o Metabolismo do Sorbitol Como a insulina não é necessária para a entrada de glicose nas células citadas acima, grandes quantidades de glicose podem entrar nelas, em algum momento de hiperglicemia, conforme se observa em certos pacientes com diabetes descontrolado. Muita glicose e uma quantidade de NADPH adequada fazem com que a aldose redutase produza quantidade significativa de sorbitol que fica dentro da célula, pois não atravessa eficientemente as membranas celulares, gerando seu armazenamento citoplasmático. De acordo com Harvey (2012), isso é um grande problema para as células que não possuem a enzima de metabolização do sorbitol (sorbitol desidrogenase), ou onde ela esteja em baixa concentração (como se observa no diabético), porque o sorbitol se acumula e provoca um desbalanceamento osmótico, tornando a célula hiperconcentrada, em relação ao meio extracelular. Muita água entra na célula, podendo levar à formação de edemas, os quais contribuem para as comorbidades que observamos no diabetes (nefropatia, neuropatia periférica, catarata, problemas vasculares etc.). 91 BIOQUÍMICA CLÍNICA 3.3 METABOLISMO DA GALACTOSE E DISTÚRBIOS A fonte dietética principal de galactose é a lactose, obtida de produtos lácteos. A digestão da lactose acontece nas células da membrana da mucosa intestinal, por ação de uma das dissacaridases intestinais, a Lactase (ou β-galactosidase), gerando concentrações equimoleculares de glicose e galactose. Outra fonte de galactose é a degradação lisossômica de glicoproteínas e glicolipídios. A galactose, assim como boa parte dos glicídios, ao entrar na célula para ser metabolizada, será fosforilada e, neste caso, a reação se cataliza pela Galactoquinase, que converte a galactose em galactose 1-Fosfato (Gal 1P). Para que esta Gal 1P seja metabolizada, ela vai formar um composto, chamado Uridina Difosfato Galactose (UDP- Gal), e a reação será catalisada pela enzima Galactose 1 Fosfato Uridiltransferase (GALT). Uma vez formado o UDP-Gal, o destino poderá ser: formar glicoproteínas, glicolipídios, aminoglicanos, ou servir como fonte da galactose, que se incorporará na formação da lactose (Figura 21). FIGURA 21: METABOLISMO DA GALACTOSE. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). 3.3.1 Distúrbios do Metabolismo da Galactose Quando a Galactose 1 Fosfato Uridil Transferase (GALT) está completamente deficiente, temos uma doença chamada Galactosemia Clássica. É uma doença de herança autossômica recessiva, e o gene se localiza no braço curto do cromossomo 9 (9p13). 92 BIOQUÍMICA CLÍNICA Nesta situação, a Gal 1-P se acumula, acarretando uma consequência bem semelhante à da frutose, porém com muitos tecidos sendo atingidos. Ou seja, o fosfato “aprisionado” na forma de Gal 1P gera acúmulo de ADP e AMP, que serão posteriormente metabolizados, podendo levar à hiperuricemia e até ao desenvolvimento da gota. Em adição, acontece um desvio maior da galactose, para formar o galactitol, normalmente formado em pequenas concentrações. Esta molécula, semelhante ao sorbitol, ao se acumular, gera um desbalanceamento osmótico que induzirá a formação de edema, além de consequências, como a catarata, por exemplo (HARVEY, 2012). Fazem parte das manifestações patológicas: a deficiência do crescimento (um sinal clássico da doença), lesão hepática grave, icterícia, letargia e atraso no desenvolvimento psicomotor, entre outras. Os sintomas surgem nos primeiros dias e semana de vida, sendo a taxa de óbito neonatal alta, em função da septicemia, causada pela E.coli, que inibe a atividade bactericida dos leucócitos. O atraso psicomotor, se não tratado, pode levar ao retardo mental (BAYNES, 2015). De acordo com Pinto (2017), diagnóstico laboratorial é feito através de teste enzimático da GALT, sendo que sua ausência ou redução de atividade caracterizam a doença. O diagnóstico pré-natal pode ser feito através de aminiocentese. O tratamento consiste na remoção de alimentos, contendo galactose e também lactose. O fato de a galactose fazer parte de importantes estruturas celulares, como glicoproteínas, glicolipídios e aminoglicanos não será comprometida, pois a célula pode obter esta galactose via glicose, em vias metabólicas alternativas. Existem outras formas de galactosemia, dependendo de quais enzimas, envolvidas no metabolismo da galactose, serão afetadas. 3.3.2 Metabolismo da Galactose na Formação da Lactose A lactose é um dissacarídeo que consiste em uma molécula de β-galactose, aderida por uma ligação β 1,4 com a glicose. Desta forma, a lactose é uma galactosil β-1,4-glicose, sendo esta lactose o carboidrato presente no leite e produzido pelas glândulas mamárias da maioria dos mamíferos. Como explica Harvey (2012), a lactose é sintetizada pela enzima lactose sintase (UDP-Galactose: Glicose Galactosil Transferase). Esta enzima é composta de duas 93 BIOQUÍMICA CLÍNICA proteínas: A e B. A proteína A é uma β-D-Galactosil Transferase, encontrada em uma série de tecidos corporais (que não a glândula mamária em lactação). A enzima transfere a galactose da molécula de UDP-Gal para o composto N-Acetil-D Glicosamina, formando um componente importante de glicoproteínas, que é o N-Acetil Lactosamina (Figura 22a). Já a proteína B, ao contrário da A, só é encontrada nas glândulas mamárias, em fase de lactação. A proteína B é uma α-Lactoalbumina, detectada em grande quantidade no leite. Durante a gestação, e fora dela, o hormônio esteroide progesterona inibe a transcrição correspondente da proteína B, porém, ao final da gestação, os níveis de progesterona caem significativamente, estimulando a síntese do hormônio prolactina, o qual estimula a transcrição e síntese da proteína B. Com as proteínas A e B presentes nas células das glândulas mamárias, elas formam um dímero (AB), e a proteína B muda a especificidadeda proteína A (que é uma transferase), fazendo com que a galactose da UDP-Gal seja transferida para uma glicose (ao invés da N-Acetil-D Glicosamina), formando lactose (Figura 22b). FIGURA 22: METABOLISMO DE LACTOSE. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). 94 BIOQUÍMICA CLÍNICA SUGESTÃO DE LEITURA HARVEY, Richard A., FERRIER, Denise R. Bio- química Ilustrada. 7ª ed. Porto Alegre: Artmed, 2019, 576 p. ISBN 9788582714850. Ótima oportunidade para se situar nas patologias ligadas ao metabolismo de carboidratos e fazer um estudo sobre metabolismo de galactose, lactose e frutose. Para isso, o Ca- pítulo 12 do livro traz complementações a este conteúdo, por meio de uma leitura técnica e de fácil entendimento. 3.4 DISTÚRBIOS DO METABOLISMO DO GLICOGÊNIO Em vários erros metabólicos ligados ao glicogênio, os substratos acumulados são depositados em quantidades anormais nas células. Nos casos específicos, envolvendo o glicogênio, este polissacarídeo se acumula nos músculos esqueléticos e cardíaco, ou no fígado, dependendo da patologia, e fica indisponível como fonte de glicose. Existem ao menos seis tipos diferentes de grupos patológicos, chamados de Glicogenoses, cada um com grau de heterogeneidade clínica, sendo todos de herança autossômica recessiva. 3.4.1 Doença de Von Gierke A doença de Von Gierke está enquadrada como Glicogenose Tipo I, sendo uma das doenças mais comuns ligadas ao glicogênio. Ela é causada pela deficiência parcial ou total da enzima Glicose 6 Fosfatase, enzima típica do fígado. Com esta deficiência, o fígado fica impossibilitado de manter a glicemia, pela quebra completa do glicogênio hepático. 95 BIOQUÍMICA CLÍNICA O corte histológico mostra hepatócitos, com citoplasma claro e vacuolado, aspecto em célula vegetal, pelo acúmulo de glicogênio. Manifesta-se em xantomas cutâneos, afetando gravemente o fígado (hipertrofia) e também o rim, por impossibilitar este último a completar a gliconeogênese. Leva ao aumento de triglicerídeos, o que é refletido na alta de VLDL (e posteriormente de LDL). O tratamento consiste em alimentações frequentes, a fim de se evitar o jejum, principalmente com alimentos que contenham carboidratos, assim mantendo a glicemia constante. Inclusive, não se descarta a alimentação intragástrica. Depois de um tempo, se toda a terapêutica não der o resultado esperado, a solução pode ser um transplante hepático. 3.4.2 Doença de Pompe A doença de Pompe está enquadrada como Glicogenose Tipo IIa, e o defeito enzimático envolve a α-1,4 Glicosidase ácida (GAA), que causa o acúmulo de glicogênio nos músculos voluntários esqueléticos e músculos cardíacos. Esta é uma enzima lisossômica, responsável pela metabolização de uma pequena porção do glicogênio muscular, sendo uma rota ainda desconhecida em detalhes (rota lisossômica). O mecanismo principal da doença é o acúmulo de glicogênio intralisossômico, resultando no acúmulo celular maciço. Com o avançar da doença, ocorre ruptura dos lisossomos e formação de “lagos de glicogênio”, estimulando a liberação de outras hidrolases, o que causa autofagia e morte celular. Existe a forma infantil clássica, a qual se caracteriza por aumento cardíaco, fraqueza muscular progressiva e morte, entre o primeiro e o segundo ano de vida. Existe, também, a forma juvenil ou adulta, na qual ocorre fraqueza muscular e, com o aumento de idade, insuficiência cardiorrespiratória, sem grande diminuição da sobrevida. O tratamento acontece através da Terapia de Reposição Enzimática (alfa-glicosidase recombinante humana), produzida por técnicas de DNA recombinante. Esta enzima se dirige aos lisossomos, onde degrada o glicogênio acumulado. Sua ação modifica o curso natural da doença, alterando a progressão dela e promovendo a melhora do quadro clínico. 96 BIOQUÍMICA CLÍNICA SAIBA MAIS Para entender melhor uma das doenças que tratamos aqui nesta unidade, vou sugerir um excelente filme: De- cisões Extremas, o qual é baseado em fatos reais, focando na Doença de Pompe. Você vai ter oportunidade de entender mais sobre a doença, além de questões éticas, pesquisa em biologia molecular, diagnóstico, testes laboratoriais e muito mais! 3.5 RELAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS COM O METABOLISMO CENTRAL Além de suas funções como unidades estruturais na síntese de peptídeos e proteínas, e como precursores de neurotransmissores e hormônios, os aminoácidos consistem em fonte de energia, proveniente da dieta durante o jejum (BAYNES, 2015). Ainda segundo o autor, os esqueletos de carbono de alguns aminoácidos podem ser usados para a produção de glicos e, através da gliconeogênese, fornecem um combustível metabólico para tecidos que necessitam de glicose ou têm preferência por ela. Os aminoácidos acima são conhecidos como glicogênicos. No entanto, os esqueletos de carbono também podem ser utilizados para produzir Acetil CoA ou Acetoacetato, sendo denominados de Cetogênicos. Com o consumo de quantidades adequadas de proteína, uma parcela significativa de aminoácidos também pode ser convertida em carboidrato (glicogênio) ou lipídios (triglicerídeo). Quando os aminoácidos são metabolizados, o excesso de nitrogênio resultante deve ser excretado. A forma primária, na qual se remove o nitrogênio dos aminoácidos, é a amônia. Devido ao fato de ser muito tóxica, em sua forma livre, os seres humanos e a maioria dos animais superiores a convertem em ureia. A ureia é neutra, menos tóxica que a amônia, muito solúvel, sendo facilmente filtrada, excretada na urina pelo sistema renal. Em geral, mais de 80% do nitrogênio excretado está na forma de ureia (25-30g/24 horas), e pequenas quantidades de nitrogênio também são excretadas na forma de ácido úrico, creatinina e íon amônio (BAYNES, 2015). 97 BIOQUÍMICA CLÍNICA 3.6. BIOSSÍNTESE DOS AMINOÁCIDOS Os seres humanos utilizam vinte aminoácidos que formam peptídeos e proteínas essenciais para as muitas funções da célula. A biossíntese dos aminoácidos consiste na síntese dos esqueletos de carbono para os α-cetoácidos correspondentes e, em seguida, a adição do grupo amino, por meio de transaminação. No entanto, os humanos são capazes de efetuar a biossíntese dos esqueletos carbonados de onze destes α-cetoácidos. O restante dos aminoácidos que o ser humano não consegue sintetizar são denominados aminoácidos essenciais, tornando-se necessária sua obtenção através da dieta (RODWELL, 2017). Apesar da distinção entre aminoácidos essenciais e não essenciais, alguns casos se apresentam no grupo de não essenciais, mas com a dependência de um aminoácido do grupo de essenciais para ser obtido (o que poderia explicar o porquê da diferença na lista, dependendo da fonte consultada). É o caso dos aminoácidos cisteína e tirosina. A cisteína deriva da serina (não essencial), mas precisa do enxofre, derivado da metionina (essencial), enquanto a tirosina é formada, a partir da hidroxilação da fenilalanina (essencial). Na Tabela 12, seguem os aminoácidos não essenciais, com seus respectivos precursores metabólicos. AMINOÁCIDO MEIO DE PRODUÇÃO Alanina Do piruvato por transaminação Aspartato Com intermediários do Ciclo de Krebs Asparagina Com intermediários do Ciclo de Krebs Arginina Com intermediários do Ciclo de Krebs Glutamato Com intermediários do Ciclo de Krebs Glutamina Com intermediários do Ciclo de Krebs Prolina Com intermediários do Ciclo de Krebs Serina Através de intermediários de 3-Fosfoglicerato da Glicólise Glicina Através da Serina Cisteína Através da Serina, com enxofre (S) da metionina Tirosina Através da Fenilalanina por hidroxilação TABELA 12: AMINOÁCIDOS NÃO ESSENCIAIS. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). 98 BIOQUÍMICA CLÍNICA 3.7 DISTÚRBIOS DO METABOLISMO DOS AMINOÁCIDOS 3.7.1 Fenilcetonúria (PKU) É o distúrbio do metabolismo de aminoácidos mais comum, na qual o bloqueio enzimático é causado pela falta da enzima Fenilalanina Hidroxilase (PAH). Atualmente, já foram descritas mais de1.5.1 Utilização de Corpos Cetônicos ........................................................................................................................39 1.5.2 Corpos Cetônicos e Diabetes Melito ............................................................................................................40 CONSIDERAÇÕES FINAIS ........................................................................................................................................42 EXERCÍCIO FINAL ....................................................................................................................................................... 43 REFERÊNCIAS ............................................................................................................................................................... 46 UNIDADE 2 - DISTÚRBIO DO METABOLISMO DE CARBOIDRATOS 1 .....................47 2.1 INTRODUÇÃO À UNIDADE ............................................................................................................................... 48 2.2 INSULINA ................................................................................................................................................................ 49 2.2.1 Secreção de Insulina ................................................................................................................................................50 2.2.2 EFEITOS METABÓLICOS DA INSULINA ................................................................................................ 53 2.3 DIABETES ................................................................................................................................................................ 54 2.3.1 Diabetes Melito Tipo 1 .............................................................................................................................................. 57 2.3.2 Diabetes Melito Tipo 2 ............................................................................................................................................59 2.3.3 Fisiopatologia do Diabetes Melito .................................................................................................................61 2.3.4 Diagnóstico do Diabetes Melito......................................................................................................................62 2.3.5 Tratamento do Diabetes Melito ....................................................................................................................... 67 2.4 SÍNDROME METABÓLICA ................................................................................................................................72 2.4.1 Tratamento .........................................................................................................................................................................74 CONSIDERAÇÕES FINAIS ........................................................................................................................................ 77 EXERCÍCIO FINAL ........................................................................................................................................................78 REFERÊNCIAS ................................................................................................................................................................ 81 UNIDADE 3 - DISTÚRBIO DO METABOLISMO DE CARBOIDRATOS 2 E DISTÚRBIO DO METABOLISMO DE AMINOÁCIDOS3.1 INTRODUÇÃO À UNIDADE ...............................................................................................................................................................................................83 INTRODUÇÃO A UNIDADE ...................................................................................................................................... 84 3.2 METABOLISMO DA FRUTOSE ....................................................................................................................... 85 3.2.1 Distúrbios do Metabolismo da Frutose ......................................................................................................86 3.2.3 Conversão de Glicose à Frutose, pela via do Sorbitol .................................................................. 87 3.3 METABOLISMO DA GALACTOSE E DISTÚRBIOS ................................................................................ 89 3.3.1 Distúrbios do Metabolismo da Galactose ................................................................................................89 3.3.2 Metabolismo da Galactose na Formação da Lactose ..................................................................90 3.4 DISTÚRBIOS DO METABOLISMO DO GLICOGÊNIO ............................................................................92 3.4.1 Doença de Von Gierke .............................................................................................................................................92 3.4.2 Doença de Pompe .....................................................................................................................................................93 3.5 RELAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS COM O METABOLISMO CENTRAL ............................................ 94 3.6. BIOSSÍNTESE DOS AMINOÁCIDOS ........................................................................................................... 95 3.7 DISTÚRBIOS DO METABOLISMO DOS AMINOÁCIDOS .................................................................... 96 3.7.1 Fenilcetonúria (PKU) ..................................................................................................................................................96 3.7.2 Alcaptonúria ....................................................................................................................................................................98 3.7.3 Doença da Urina em Xarope de Bordo (MSUD) ou Leucinose ...............................................99 3.8 DEFEITOS NO CICLO DA UREIA ...................................................................................................................101 3.8.1 Ureia e seu acúmulo (sem interrupção no seu ciclo) ................................................................... 101 3.8.2 Amônia e sua relação com a Ureia ............................................................................................................ 102 CONSIDERAÇÕES FINAIS ..................................................................................................................................... 106 EXERCÍCIO FINAL ...................................................................................................................................................... 107 REFERÊNCIAS ...............................................................................................................................................................110 UNIDADE 4 - EQUILÍBRIO ÁCIDO-BASE E SEUS DESEQUILÍBRIOS ..........................111 4.1. INTRODUÇÃO À UNIDADE .............................................................................................................................. 112 4.2 CONCENTRAÇÕES DE ÍONS HIDROGÊNIO ............................................................................................ 112 4.3 TAMPONAMENTO ...............................................................................................................................................113 4.3.1 Tampão ............................................................................................................................................................................... 114 4.4 EXCREÇÃO RENAL DO ÍON HIDROGÊNIO E PAPEL DO BICARBONATO .................................115 4.5 AVALIAÇÃO DO ESTADO ÁCIDO-BASE ..................................................................................................... 117 4.6 DISTÚRBIOS ACIDOBÁSICOS .......................................................................................................................119500 mutações diferentes no gene da PAH, localizado no cromossomo 12, braço longo, região 24.1 (12q24.1), como pode ser observado na Figura 23. FIGURA 23: FENILCETONÚRIA, METABOLISMO E GENÉTICA. Unaffected carrier = Portador não afetado; Affected = Afetado; Unaffected = Não afetado Autossomal Recessive Inheritance = Herança Autossômica Recessiva. Fonte: Shutterstock (2020). https://www.shutterstock.com/pt/image-illustration/ phenylketonuria-265140977 https://www.shutterstock.com/pt/image-illustration/phenylketonuria-265140977 https://www.shutterstock.com/pt/image-illustration/phenylketonuria-265140977 99 BIOQUÍMICA CLÍNICA Conforme descrito em Baynes (2015), no fígado, esta enzima converte a fenilalanina em tirosina. Na ausência da enzima, a fenilalanina acumula no sangue e é degradada por via secundária, em que compostos ácidos serão formados – como os ácidos fenilpirúvico, fenilático e fenilacético – que podem ser tóxicos ao se acumularem. Tal bloqueio enzimático também tem como consequência a deficiência de tirosina e a redução na formação de melanina, motivo que pode levar alguns dos indivíduos a terem olhos, cabelos e pele claros. As crianças fenilcetonúricas parecem normais ao nascerem, mas se tornam progressivamente retardadas, hiperativas, irritáveis e espásticas (com movimentos involuntários). Algumas são violentas, apresentando distúrbios de comportamento em nível psicótico. Elas podem ter convulsões, e sua urina possui forte odor de mofo, devido à excreção urinária de fenilcetonas. O mecanismo fisiológico, responsável pelo retardo mental, seria uma intervenção: a) no crescimento cerebral; b) no processo de mielinização e c) na síntese de neurotransmissores. O excesso de fenilalanina inibe competitivamente o transporte e captação neuronal de outros aminoácidos cerebrais, através da barreira hematoencefálica e da placenta. Com isso, há a diminuição da concentração cerebral intracelular de tirosina e de 5-hidroxitriptofano, diante da qual fica limitada a produção de serotonina, catecolaminas (dopamina, noradrenalina e adrenalina) e melatonina (hormônio indutor do sono). O tratamento deve ser iniciado o mais cedo possível, antes de ocorrerem danos cerebrais irreversíveis, de preferência até o décimo dia de vida. Uma dieta restrita no aminoácido é eficaz em reduzir os níveis sanguíneos de fenilalanina, melhorando o prognóstico neurológico. Já que não se pode cortar completamente este aminoácido da dieta, por sua importância, deve-se limitar a ingestão, exclusivamente para a síntese proteica, sem o risco de sobrar fenilalanina que precise ser metabolizada. No entanto, como uma parte da tirosina é obtida pela conversão da fenilalanina, esta dieta tem que ser suplementada com tirosina, a fim de evitar a maior parte dos casos de retardo mental. Alguns alimentos são inteiramente proibidos: carnes em geral, farináceos, legumes, leite, queijo e ovos, mas existem alimentos sintéticos que auxiliam pessoas portadoras da fenilcetonúria. É interessante perceber que o adoçante artificial aspartame é o N-aspartilfenilalanina metil éster que, quando ingerido, é metabolizado, produzindo fenilalanina como produto. É preciso muita atenção com mulheres fenilcetonúricas, quando engravidam, porque elevados níveis de fenilalanina no sangue materno podem prejudicar enormemente o feto (pelas razões explicadas acima). Os níveis elevados no sangue materno acabam acarretando aumento ainda maior de fenilalanina no sangue fetal 100 BIOQUÍMICA CLÍNICA (por conta do gradiente positivo placentário). Como o sistema hepático fetal não tem capacidade plena de metabolizar a fenilalanina, esta hiperfenilalaninemia fetal causa danos irreparáveis ao embrião (PINTO, 2017). A doença deve ser diagnosticada por teste laboratorial, uma vez que as manifestações clínicas são bem amplas, mas inespecíficas (lembre que a detecção está inclusa no teste do pezinho). Em geral, é feita cromatografia líquida/espectrometria e o valor de referência para fenilalanina pode variar de um laboratório para outro, embora siga uma proximidade com: Fenilcetonúria Clássica Superior a 20 mg/dL; Fenilcetonúria Leve entre 10-20 mg/dL; Hiperfenilalaninemia transitória ou permanente entre 4-9,9 mg/dL. Indivíduos normais apresentam valores entre 2,2 e 3,0 mg/dL. SAIBA MAIS Aprendemos sempre sobre doenças, suas formas de se manifestar, exames, sintomatologia e uma série dos mais variados conceitos, assim como está ocor- rendo, ao longo das nossas quatro unidade de estudo. Uma destas doenças é a fenilcetonúria, com todas as suas particularidades, e os cuidados que precisam ser tomados. Mas você já se perguntou: “Como vive uma pessoa com fenilcetonúria?”. Proponho que faça isso, assistindo ao vídeo, que também traz os conceitos técnicos pertinentes. Aproveite! Acesse o link e confira: https://www.youtube.com/watch?v=D6NKk8wyH0c 3.7.2 Alcaptonúria A alcaptonúria é uma doença hereditária rara, por deficiência da oxidase do ácido homogentísico (HAO, ou Homogentisato 1,2 dioxigenase, HGO). Esta deficiência é determinada por um gene autossômico recessivo, localizado no braço longo do cromossomo 3 (3q21-q23), estando a enzima presente no fígado e nos rins. Extremamente rara, de incidência populacional de 1:1.000.000 de nascidos, não https://www.youtube.com/watch?v=D6NKk8wyH0c 101 BIOQUÍMICA CLÍNICA apresenta predominância étnica nem sexual. A enzima participa da metabolização tanto da fenilalanina quanto da tirosina, e a ausência enzimática gerará o acúmulo de ácido homogentísico (pigmento ocronótico) em vários tecidos e órgãos. A urina do indivíduo se torna bem escura, em consequência do contato do ácido com o oxigênio dissolvido na urina. Além disso, temos a deposição do ácido em tecidos conjuntivos, como olhos, orelhas, pele, tendões, cartilagens intervertebrais, válvulas cardíacas e ossos. De fato, os portadores da doença podem apresentar endurecimento e coloração ocre do tecido cartilaginoso, bem como depósitos escuros em regiões oculares e no palato (PINTO, 2017). As manifestações iniciam precocemente, na infância, com formação de ocronose, pigmento polimérico de cor azulada, ocasionado pelo contato do ácido com o ar, ou com o oxigênio presente nos tecidos. Podem desenvolver artrite aguda e invalidez entre os 50 e os 70 anos de idade. A evolução clínica da alcaptonúria é menos grave que a da fenilcetonúria, sendo o tratamento focado em minimizar os sintomas artríticos, conseguido pela diminuição (ou isenção) na ingestão de fenilalanina e tirosina, que se demonstra eficaz em crianças, mas sem efetividade em adultos. Têm sido utilizadas altas doses de ácido ascórbico (vitamina C) em alguns pacientes, para retardar o depósito de pigmentos no colágeno, mas o progresso da doença não é afetado significativamente por esta estratégia. O diagnóstico laboratorial é feito, colocando-se cloreto férrico em contato com a urina. Caso a amostra se torne escura, coloração negra, será positivo para alcaptonúria. 3.7.3 Doença da Urina em Xarope de Bordo (MSUD) ou Leucinose O metabolismo normal de aminoácidos de cadeia ramificada – leucina, isoleucina e valina – apresenta as seguintes etapas: 1º) A perda do grupo α-amino. 2º) Migração dos α-cetoácidos resultantes para dentro da mitocôndria. 3º) Ação de um complexo, conhecido como Desidrogenase dos α-cetoácidos de cadeia ramificada. 4º) Em um dos passos de reação, acontece a falha, especificamente na etapa de descarboxilação, catalisada pela cetoácido descarboxilase de cadeia ramificada, 102 BIOQUÍMICA CLÍNICA uma porção do complexo citado e associado à membrana interna da mitocôndria. Um defeito nesta enzima leva ao acúmulo dos cetoácidos no sangue, os quais correspondem aos aminoácidos de cadeia ramificada. É uma doença de herança autossômica recessiva que apresenta uma incidência de 1:150.000 e 1:200, nos menonitas. A heterogeneidade genética, observadanos pacientes com MSUD, é consequência da complexidade estrutural deste aparato enzimático. Já foram identificadas mais de 60 mutações nas 4 subunidades envolvidas com a função catalítica do complexo. Os aminoácidos de cadeia ramificada compõem cerca de 40% dos chamados aminoácidos essenciais que estão presentes na musculatura esquelética. Neste tecido, assumem importante papel, por serem considerável fonte de carbono para gerar energia. Outros tecidos, como o renal, cerebral, muscular cardíaco e adiposo, também fazem uso de tais aminoácidos (BAYNES, 2015). Os primeiros sinais consistem em letargia e baixo interesse pela alimentação e, à medida que acontece a evolução da doença, os lactantes apresentam perda de peso, sendo a parte neurológica progressivamente afetada. O odor de xarope de bordo (comercialmente chamado de maple syrup) na urina já está presente. Caso a patologia não seja tratada corretamente, haverá uma piora do quadro para convulsões, e os pacientes poderão entrar em coma, ou vir a óbito. O diagnóstico pré-natal pode ser feito com amostras de vilosidade coriônica, medindo a descarboxilação da leucina. A dieta deve ser livre dos aminoácidos de cadeia ramificada, mantendo os níveis bem baixos no plasma. Ao mesmo tempo, deve-se objetivar aporte adequado de proteína e substratos energéticos que possibilitem o crescimento e o desenvolvimento. Também é necessário monitorar o metabolismo, para evitar o catabolismo proteico, focando na síntese proteica e prevenindo a falta de aminoácidos essenciais. Em alguns casos, tem sido útil a suplementação com altas doses de tiamina pirofosfato, um cofator para este complexo multienzimático (BAYNES, 2015). 103 BIOQUÍMICA CLÍNICA PARA REFLETIR Muitas das doenças que estamos vendo nesta unidade requerem cuidados especiais. Logo, seria perfeito refletirmos acerca do papel do Estado no auxílio de famílias que possuem algum indivíduo portador de tais patologias. Analisar estas questões é exercer a cidadania. 3.8 DEFEITOS NO CICLO DA UREIA O Ciclo da ureia apresenta uma série de reações que resultam na liberação da ureia, estando várias enzimas envolvidas neste processo, tais como: Carbamil-fosfato Sintetase (CPS), Ornitina-transcarbamilase (OTC), Arginino-succinato Sintetase (AS), Arginino- succinato Liase (AL), e Arginase. Pode-se constatar que quanto mais o defeito se localiza no início do ciclo, maior será a gravidade da forma patológica. 3.8.1 Ureia e seu acúmulo (sem interrupção no seu ciclo) O acúmulo de ureia leva à hiperuremia, ocasionando: acidemia, náuseas, vômitos recorrentes, que podem conduzir a situações mais graves, como torpor e coma. A dieta rica em proteínas, febre, estresse, último trimestre da gravidez são fatores que podem promover modificações na concentração da ureia. Podemos dividir a uremia, com base na etiologia, em: a) Pré-renal: é detectada pela ureia plasmática, sem a elevação da creatinina sanguínea. Na doença renal aguda, ou mesmo na crônica, existe o aumento da ureia no plasma, como consequência da menor excreção glomerular. b) Renal: resultado de lesões nas vascularizações renais, nos glomérulos, túbulos ou interstício. 104 BIOQUÍMICA CLÍNICA c) Pós-renal: é consequência de obstruções do trato urinário, com a reabsorção da ureia pela circulação. 3.8.2 Amônia e sua relação com a Ureia Todos os distúrbios da síntese da ureia causam intoxicação pela amônia. Embora a amônia esteja envolvida na formação de ureia no fígado, seu nível no sangue deve permanecer baixo, pois se torna tóxica para o SNC. Assim sendo, desenvolve-se um mecanismo de remoção do nitrogênio dos tecidos periféricos, levando-o até o fígado, para sua posterior eliminação na forma de ureia, a fim de se manterem níveis baixos de amônia plasmática. Para Harvey (2012), a amônia é produzida pelo metabolismo de uma série de compostos, nos quais os aminoácidos são quantitativamente os maiores contribuintes como fontes de amônia (via glutamato desidrogenase, conforme estudado na Bioquímica Básica). No entanto, além dos aminoácidos, a amônia pode ser obtida através dos mecanismos: a) Glutamina – os rins formam amônia, a partir da glutamina, pela ação da enzima glutaminase renal, sendo este um importante sistema de tamponamento renal. Pode-se obter, também, pela hidrólise da glutamina, através da enzima glutaminase intestinal. b) Ação bacteriana – no intestino, a degradação da ureia pelas bactérias gera amônia, a qual é absorvida e, através do sistema porta hepático, ela é removida para conversão em ureia. c) Aminas – as aminas obtidas na dieta e as monoaminas, que servem como hormônios ou neurotransmissores, originam amônia pela ação da amina oxidase. d) Purinas e pirimidinas – no catabolismo destas bases nitrogenadas, o grupo amino é liberado do anel como amônia. Embora a amônia seja constantemente produzida pelos tecidos, seus níveis permanecem baixos, pelo desenvolvimento de um mecanismo de rápida remoção da amônia, ou a não liberação do nitrogênio como amônia livre: a) Ureia – a via de formação da ureia no fígado é quantitativamente a via mais 105 BIOQUÍMICA CLÍNICA importante de eliminação da amônia, na qual a ureia se desloca pelo sangue, do fígado até os rins, onde sofre filtração glomerular. b) Glutamina – esta amida do ácido glutâmico fornece uma forma de armazenamento e transporte de amônia. A consequente formação de glutamina acontece no fígado e músculo, mas tem grande importância também no sistema nervoso, onde se torna o principal mecanismo de remoção de amônia do cérebro. A glutamina é captada pelos rins e desaminada, de acordo com a descrição anterior. Os sintomas clínicos comuns a todos os distúrbios do ciclo da ureia incluem: a) Vômitos, na infância; b) Repulsa aos alimentos ricos em proteínas; c) Ataxia intermitente (falta de coordenação dos movimentos); d) Irritabilidade; e) Letargia (perda temporária e completa da sensibilidade e do movimento); f) Retardo mental. Doença renal é frequentemente associada a uma elevação da ureia sanguínea, como explicamos acima. A ureia é relativamente atóxica, mas estando elevada no sangue, sugere doença renal, e a morbidade da doença renal é devido a um desequilíbrio ácido- base e eletrolítico. Já uma concentração sanguínea elevada de amônia ocorre em doença hepática grave. Um mecanismo postulado da toxidez da amônia no cérebro relaciona-se com um esgotamento dos intermediários do ciclo de Krebs, quando o α-cetoglutarato é transformado em glutamato, reação catalisada pela glutamato desidrogenase. A função do ciclo de Krebs e o metabolismo aeróbico são especialmente importantes no cérebro, e a toxidez da amônia conduz à encefalopatia, com confusão, torpor, ou mesmo coma e morte. Isso ocorre porque, com o “sequestro” do α-cetoglutarato para metabolizar a amônia, falta o metabólito para manter o fluxo do Ciclo de Krebs que é fundamental na produção energética do cérebro (Figura 24). FIGURA 24: FORMAÇÃO DE GLUTAMINA. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). 106 BIOQUÍMICA CLÍNICA Os aspectos clínicos e o tratamento de todos os distúrbios que afetam o Ciclo da Ureia são similares. A melhora significativa é obtida em uma dieta hipoproteica, o que evitará, em grande parte, a lesão cerebral, devendo a ingestão diária de alimento ser subdividida em pequenas refeições, para evitar aumentos súbitos da amônia sanguínea. As patologias que seguem podem ser localizadas e interpretadas, com o auxílio da Figura 25. FIGURA 25: CICLO DA UREIA. Mitochondria of liver cells = Mitocôndria das células hepáticas; Bloodstream = Corrente sanguínea; Kidneys = Rins. Fonte: Shutterstock (2020). https://www.shutterstock.com/pt/image-vector/urea-cycle-vector- illustration-labeled-educational-1603556050 a) Hiperamonemia do Tipo I: uma consequência da deficiência da carbamoil- fosfato sintetase I (responsável pela formação de carbamoil fosfato, a partir de glutamato).Esta condição, de pouca frequência (1: 62.000) é, provavelmente, uma doença familiar. b) Hiperamonemia do Tipo II: a deficiência de ornitina-transcarbamoilase (que https://www.shutterstock.com/pt/image-vector/urea-cycle-vector-illustration-labeled-educational-1603556050 https://www.shutterstock.com/pt/image-vector/urea-cycle-vector-illustration-labeled-educational-1603556050 107 BIOQUÍMICA CLÍNICA transforma ornitina em citrulina), produz esta anomalia, ligada a uma deficiência do cromossomo X. c) Citrulinemia: neste distúrbio, extremamente raro, grandes quantidades (1-2 g/dia) de citrulina são diariamente excretadas na urina, estando tanto o nível plasmático quanto o fluido cérebro espinhal muito elevados. d) Acidúria argininossuccínica: este distúrbio raro é caracterizado por níveis elevados de ácido argininossuccínico no sangue, fluido cérebro-espinhal e urina. Está frequentemente associado à ocorrência de cabelo friável e em tufos (tricorrexis nodosa). São conhecidos um tipo precoce e outro tardio da doença. O defeito metabólico é a ausência da argininosuccinase (que transforma arginonosuccinato em arginina, com liberação de fumarato). O diagnóstico de confirmação é feito pela medida, nas hemácias, dos níveis da enzima, cujo teste pode ser feito no sangue do cordão umbilical ou células do líquido aminiótico. e) Hiperargininemia: este defeito é caracterizado por níveis elevados no sangue e fluido cérebro-espinhal de arginina, níveis reduzidos de arginase nas hemácias (que transforma arginina em ornitina, com formação de ureia). NA PRÁTICA - ESTUDO DE CASO Uma criança, M.M.R, 1 ano, estava se desenvolvendo normalmente, até começar a transição do leite materno para alimentos infantis. A mãe relata que a criança começou a apresentar surtos constantes de vômitos, com dor intestinal, passando a dormir muito mal à noite. A criança foi levada ao consultório médico pela manhã, depois de apresentar 1 hora de reação intensa ao alimento, que era uma refeição simples, composta de purê de ve- getais e suco de uva. A glicemia da criança estava em 40 mg/dl, e o lactato sérico foi de 2mg/d (normal 4-7 mg/d). Ela estava letárgica, apresentando sudorese intensa, e havia evidências de icterícia leve e hepatomegalia. Que anormalidade metabólica poderia causar estes problemas? Que análises devem ser feitas para confirmar seu diagnóstico? 108 BIOQUÍMICA CLÍNICA CONSIDERAÇÕES FINAIS Nesta Unidade 3, compreendemos os distúrbios no metabolismo de carboidratos, começando com a frutose. Vimos o início do metabolismo desta hexose, os problemas causados com o seu consumo excessivo, além das doenças ligadas à frutose. Muito importante foi, também, trabalhar a via do sorbitol, porque nos permitiu fazer uma conexão com o assunto trabalhado na Unidade 2 (diabetes). Em seguida, focamos no metabolismo da galactose, com a patologia ligada a este carboidrato, a Galactosemia Clássica e, ainda relacionado com ele, foi possível entender o metabolismo da lactose. Além disso, o estudo sobre glicogênio nos permitiu evidenciar duas patologias, a Doença de Pompe e a Doença de Von Gierke que afetam este polissacarídeo, bem como as suas consequências. Na sequência da terceira unidade, analisamos os aminoácidos. Seus diversos conceitos foram expostos, a ligação dos aminoácidos com o metabolismo central, os aminoácidos essenciais e os não essenciais, com seus respectivos precursores. Conhecemos, também, as patologias ligadas ao metabolismo dos aminoácidos, com as respectivas caracterizações, testes e diagnóstico. Para finalizar, trabalhamos com a caracterização da ureia, da amônia e com os defeitos no Ciclo da Ureia. 109 BIOQUÍMICA CLÍNICA EXERCÍCIO FINAL 1. (CONHECIMENTO) - Muitos monossacarídeos já foram identificados na natureza, entretanto poucos fazem parte como intermediários metabólicos ou componentes estruturais nos mamíferos. A glicose é o glicídio mais abundantemente consumido pelos seres humanos, mas a frutose e a galactose (dois outros monosídeos) também possuem seu destaque nas vias metabólicas de produção de energia. Além disso, alguns monosídeos, como a galactose, são importantes componentes estruturais da célula. Em função do conhecimento adquirido ao longo desta unidade, analise as afirmativas abaixo: I - A frutose é um glicídio que não depende da insulina para entrar na célula. II - O metabolismo da frutose não passa pela etapa de regulação da Aldolase b e Frutose 1,6 Bifosfatase, observada na glicólise. III - A deficiência da Aldolase b leva à doença conhecida como frutosúria essencial, com graves consequências para o organismo humano. IV - Alto consumo de frutose pode levar ao aumento de VLDL e, consequentemente, de LDL plasmático. Marque a alternativa correta: a) São falsas somente as afirmativas II e III. b) Somente a afirmativa I é verdadeira. c) Todas as afirmativas são falsas. d) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. e) Somente a afirmativa IV é verdadeira. 2. (CONHECIMENTO) - Quando o foco é obter a galactose, a principal fonte dietética é a lactose, proveniente de produtos lácteos, e sua digestão acontece nas células da membrana da mucosa intestinal, por ação de uma das enzimas dissacaridases intestinais, a Lactase (ou β-galactosidase), gerando concentrações equimoleculares de glicose e galactose. 110 BIOQUÍMICA CLÍNICA Leia as afirmações abaixo: I - A enzima afetada que leva à Galactosemia Clássica é a Galactose 1 Fosfato Uridil Transferase. II - A Galactosemia Clássica é uma doença de herança autossômica dominante, e o gene se localiza no braço curto do cromossomo 9. III - A lactose é sintetizada pela enzima UDP-Galactose: Glicose Galactosil Transferase. IV - A proteína A que compõe a lactose sintase é encontrada em uma série de tecidos, além do tecido mamário. V - Apenas nas glândulas mamárias, em fase de lactação, existe uma proteína B, e esta proteína B é uma α-Lactoalbumina que se junta à proteína A para formar lactose. Assinale a opção correta: a) São falsas somente as afirmativas II e III. b) Somente a afirmativa I é falsa. c) Todas as afirmativas são verdadeiras. d) Somente a afirmativa II é falsa. e) São falsas somente as afirmativas II e IV. 3. (CONHECIMENTO) - Os aminoácidos desempenham inúmeras funções em nosso organismo, não somente como blocos construtores de proteínas, são também precursores de neurotransmissores, hormônios, entre outros. Na metabolização, os esqueletos de carbono de alguns aminoácidos podem ser usados para a produção de glicose, através da gliconeogênese, fornecendo, deste modo, um combustível metabólico para tecidos que necessitam de glicose ou a preferem. Existem inúmeras doenças ligadas ao metabolismo de aminoácidos, não só quanto ao metabolismo, mas envolvendo também o ciclo da ureia, que tem ligação com a metabolização do grupamento amino dos aminoácidos. Analise as afirmativas abaixo: 111 BIOQUÍMICA CLÍNICA I - Uma parte do tratamento da fenilcetonúria consiste em uma dieta restrita do aminoácido fenilalanina, eficaz em reduzir os seus níveis sanguíneos, melhorando o prognóstico neurológico, mas não se pode cortar este aminoácido da dieta, devido à sua importância, por isso a recomendação é limitar sua ingestão exclusivamente para a síntese proteica. II - Na alcaptonúria, a enzima HAO participa da metabolização tanto da fenilalanina quanto da tirosina, e a sua ausência vai gerar o acúmulo de ácido homogentísico (pigmento ocronótico) em vários tecidos e órgãos. III - A doença Urina em Xarope de Bordo afeta os aminoácidos hidrofóbicos e sua metabolização. IV - Todos os distúrbios da síntese da amônia causam intoxicação pela ureia. V - A Hiperamonemia do Tipo I se caracteriza pela deficiência de ornitina- transcarbamoilase (que transforma ornitina em citrulina), produzindo esta anomalia, ligada a uma deficiência do cromossomo X. VI - Os aspectos clínicos e o tratamento de todosos distúrbios que afetam o Ciclo da Ureia são similares: melhora significativa é obtida em uma dieta hipoproteica. Marque a alternativa correta: a) São falsas somente as afirmativas I, III e VI. b) Somente as afirmativa I e II são verdadeiras. c) São falsas somente as afirmativas III, IV e V. d) Somente a afirmativa II é falsa. e) Todas as afirmativas são falsas. 112 BIOQUÍMICA CLÍNICA REFERÊNCIAS BAYNES, J. W. Bioquímica Médica. 4. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2015. GAW, A.; COWAN, R.A.; O’REILLY, D.J.; STEWART, M.J.; SHEPHERD, J. Bioquímica Clínica. 5. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2015. HARVEY, Richard A., FERRIER, Denise R. Bioquímica Ilustrada. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2012. MURPHY, M.; SRIVASTAVA, R.; DEANS, K. Bioquímica Clínica 6. Ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2019. RODWELL, V. et al. Bioquímica Ilustrada de Harper. 30. ed. Porto Alegre: AMGH, 2017. UNIDADE 4EQUILÍBRIO ÁCIDO-BASE E SEUS DESEQUILÍBRIOS 114 BIOQUÍMICA CLÍNICA 4.1. INTRODUÇÃO À UNIDADE Chegamos à nossa última unidade de estudos, na qual abordaremos assuntos complementares aos conhecimentos já adquiridos. Inicialmente, compreenderemos o pH, que se refere à concentração de íon hidrogênio livre em soluções biológicas, isto é, o potencial hidrogeniônico. Etimologicamente, a letra p se refere à palavra de origem alemã “potenz”, significando poder de concentração, e o H alude à concentração do íon hidrogênio. O valor de pH determinará a acidez, neutralidade ou alcalinidade, dentro de uma escala que vai do zero até quatorze, sendo o valor de 7 definido como pH neutro. A determinação do pH de diversas soluções é verificada por um equipamento chamado pHmêtro, possuindo um eletrodo e o respectivo display de indicação dos valores medidos. A medição do pH também pode ser feita por fitas que mudam sua cor de referência, em função das propriedades físico-químicas, ou por meio de equipamentos mais sofisticados. Entenderemos, ainda, que cada compartimento apresenta valor de pH característico em nosso organismo: o sangue se aproxima da neutralidade, o gástrico possui um pH ácido, diferentemente do intestinal que tende a um pH alcalino. Desta forma, a manutenção do chamado pH ótimo é fundamental para tornar viável todo organismo vivo, incluindo, sem dúvida alguma, o ser humano. 4.2 CONCENTRAÇÕES DE ÍONS HIDROGÊNIO Para um ser humano sadio, a concentração de íon hidrogênio [H+] no sangue é mantida dentro de limites que admitem pouca variação. Os níveis normais se situam entre 35-45 nmol/l (corresponde a um pH de 7,45-7,35). Valores maiores que 120 nmol/l (pH ~6,85) ou menores que 20 nmol/l (pH ~7,70), geralmente são incompatíveis com a vida (GAW, 2015). A produção dos íons hidrogênio, no corpo humano, é resultado do metabolismo, particularmente, da oxidação dos aminoácidos positivos (arginina, histidina e lisina), e 115 BIOQUÍMICA CLÍNICA daqueles aminoácidos que contêm enxofre (metionina e cisteína), provindos da proteína ingerida como alimento. A quantidade total de íon hidrogênio produzido diariamente é de aproximadamente 60 mmoles. Se diluíssemos este valor em cerca de 14 litros, que é a quantidade de líquido extracelular, a concentração de H+ atingiria 4 mmol/l, ou seja, cem mil vezes (100.000) mais ácida que o corpo suportaria (ver valores citados). Como todos os íons hidrogênio produzidos são excretados eficientemente na urina, esta concentração não vai acontecer (GAW, 2015). Em destaque, também há a produção de dióxido de carbono pelo metabolismo aeróbico, sendo que, em solução, este gás forma um ácido fraco. Quantidades elevadas de CO 2 são produzidas diariamente pela atividade celular, cuja produção possui o potencial de desequilibrar o balanço acidobásico, porém, sob circunstâncias fisiológicas, todo o CO 2 é excretado via pulmões, após ser transportado pelo sangue. Deste modo, os problemas surgirão, caso a função respiratória esteja prejudicada. 4.3 TAMPONAMENTO Solução tamponante é uma solução do sal de um ácido fraco, capacitada para ligar íons hidrogênio. Porém, o tamponamento não faz a remoção definitiva dos íons hidrogênio do corpo. Estes sistemas inutilizam um excesso de íons hidrogênio produzido, da mesma maneira que um papel absorvente retém a água. A água permanece no papel e, a fim de que seja dispensada, o papel deverá ser comprimido em uma pia, para ela, então, escorrer pelo ralo. Assim sendo, o tamponamento é apenas a solução de curto prazo para o problema do excesso de íons hidrogênio e, em última análise, o corpo deverá se livrar dos íons hidrogênio, através da excreção renal. 116 BIOQUÍMICA CLÍNICA 4.3.1 Tampão As proteínas podem atuar como tampão tanto dentro da célula – como a hemoglobina dos eritrócitos, que possuem alta capacidade de ligação ao íon hidrogênio (ver transporte de CO 2 ) – e também fora da célula, como as proteínas plasmáticas. Há, ainda, o tampão fosfato, o qual funciona intra e extracelularmente, assumindo importante papel nos líquidos tubulares renais. Outro tampão importante no sistema renal é a amônia, que atua nos túbulos proximais, extracelularmente. Porém, no ser humano, o principal sistema de tamponamento é o tampão bicarbonato, que atua extracelularmente. Neste sistema tampão, o bicarbonato (HCO 3 -) vai se combinar com o íon hidrogênio e, consequentemente, terá a formação do ácido carbônico (H 2 CO 3 ). Este sistema tampão é único, porque o H 2 CO 3 pode dissociar-se em água (H 2 O) e dióxido de carbono (CO 2 ). Com o tempo, os chamados tampões simples se tornam ineficazes, à medida que acontece o equilíbrio de associação do íon hidrogênio e o ânion do ácido fraco. Porém, o sistema bicarbonato continua funcionando, pois o ácido carbônico é removido sob a forma de dióxido de carbono pelo sistema pulmonar. O limite para a eficácia do sistema do bicarbonato é a concentração inicial dele, e, somente quando todo o bicarbonato for consumido, este sistema de tamponamento perderá sua capacidade tamponante. A associação do íon hidrogênio com o bicarbonato acontece rapidamente (capacidade tamponante), mas a degradação do ácido carbônico em dióxido de carbono e água ocorre com relativa lentidão. Isto permitiria, então, que o ácido carbônico formado aumentasse a concentração de H+ livre no meio. Entretanto, nos eritrócitos e nos rins, existe a enzima anidrase carbônica, a qual é responsável por acelerar a reação de formação do CO 2 e H 2 O, a partir do ácido carbônico, ou mesmo a reação reversa. Logo, o tamponamento pelo sistema bicarbonato inativa eficazmente o íon hidrogênio do líquido extracelular, à custa de bicarbonato (GAW, 2015). 117 BIOQUÍMICA CLÍNICA 4.4 EXCREÇÃO RENAL DO ÍON HIDROGÊNIO E PAPEL DO BICARBONATO A maior parte da filtração do H+ no sistema renal não acontece por filtração glomerular, predominando a secreção nos túbulos renais, principalmente o proximal (revisar função renal na Fisiologia). Para que isto ocorra, existem dois mecanismos possíveis: 1) Entrada passiva do sódio filtrado para a célula, na troca: Na+/H+; 2) Processo ativo, com a participação da H+-ATPase. O total de H+ secretado varia, em função do segmento tubular, porém, como mencionado, a maior parte do H+ será secretado no túbulo proximal, cerca de 80 a 90%. Vários fatores podem influenciar este processo, como os níveis de potássio, hormônios adrenais e a pressão parcial de CO 2 . Embora algumas proteínas presentes nas células tubulares renais suportem um pH baixo (em torno de 4,5), o total de H+ excretado é suficiente para provocar um desequilíbrio no valor de pH, o que afetaria enormemente a camada epitelial, a qual recobre internamente os túbulos renais. Uma vez que o sistema renal apresenta dois mecanismos principais de tamponamento, que é o tampão potássio e o tampão amônia, isso acaba não ocorrendo, e a urina pode carrear uma grande quantidade de H+ livre. A) Tampão fosfato No lúmentubular, temos a presença do HPO 4 2- filtrado, o qual se combinará com o H+ livre, formando H 2 PO 4 1-. Em geral, no lúmen tubular, 80% está na forma capacitada para tamponamento (HPO 4 2-), o restante (20%) já está na forma diprótica (H 2 PO 4 1-). B) Tampão amônia (glutamina) No túbulo renal proximal, a glutamina será secretada para as células tubulares renais por transporte ativo, sofrendo uma desanimação e, como resultado, haverá a formação de duas moléculas NH 4 + e uma de α-cetoglutarato. O α-cetoglutarato é oxidado no Ciclo do Ácido Tricarboxílico (Ciclo de Krebs), levando ao consumo de dois íons H+ e gerando dois novos íons HCO 3 -. Estas duas moléculas vão atravessar a membrana basolateral da célula, em direção à corrente, compondo líquido extracelular. Já os íons NH 4 + serão secretados para o lúmen tubular 118 BIOQUÍMICA CLÍNICA renal, através de um cotransporte sódio dependente, sendo depois excretados. De acordo com o exposto por Pinto (2017), o sistema renal participa ativamente da filtração de bicarbonato, sendo 85% reabsorvido no túbulo renal proximal, e uma parte menor, em torno de 10%, na porção espessa da Alça de Henle. O bicarbonato (HCO 3 -), filtrado e presente no lúmen tubular, encontra e se liga ao H+ que foi secretado e lançado no mesmo compartimento, formando o ácido carbônico (H 2 CO 3 ). Em seguida, o ácido sofre ação da enzima anidrase carbônica, presente nas células renais, na borda em escova das porções onde o bicarbonato é reabsorvido, túbulo renal proximal e Alça de Henle, convertendo o H 2 CO 3 em CO 2 e água. O dióxido de carbono formado no lúmen vai se difundir para dentro da célula, onde também encontramos a anidrase carbônica. Pela ação desta enzima, o CO 2 é reidratado (CO 2 + H 2 O), formando ácido carbônico que se dissocia em bicarbonato e H+. O HCO 3 - deixa a célula, através da membrana basolateral, por meio de um cotransporte com o sódio no túbulo proximal. Caso seja na Alça de Henle, há uma troca por íons cloreto, uma forma em que o bicarbonato é reabsorvido e volta para a circulação, mantendo o nível de bicarbonato constante, processo conhecido como “Recuperação do Bicarbonato”. Ou seja, a secreção de íons hidrogênio pelas células tubulares serve, inicialmente, para recuperar o bicarbonato do filtrado glomerular, de tal forma que este não seja perdido pelo corpo (Figura 26). FIGURA 26: SISTEMA RENAL, NEFRON. Fonte: Adaptado de Pinto (2017). 119 BIOQUÍMICA CLÍNICA PARA REFLETIR Conforme vimos, a participação dos rins é fundamental para manutenção do equilíbrio ácido-base. Então, como você cuida dos seus rins? Usa muito sal? Muita verdura, legume e alimentos saudáveis? E a água, como está este consumo? Pelo menos 2 litros de água por dia? Tem feito isso, não é?! 4.5 AVALIAÇÃO DO ESTADO ÁCIDO-BASE Antes de iniciarmos, é necessário definir os valores de referência e os parâmetros analisados por uma gasometria, pois isto embasará toda a compreensão daqui em diante. Assim sendo, a consulta da Tabela 13 sempre é indicada, para traçar um paralelo da intensidade de mudança nos valores de referência. PARÂMETROS VALORES pH 7,35 a 7,45 pCO2 (pressão parcial de gás carbônico) 35 a 45 mmHg HCO3 - (bicarbonato) 21 a 28 mEq/L B.E. (excesso de base) -3,0 a +3,0 mmol/L pO2 (pressão parcial de oxigênio) 80 a 100 mmHg %SO2 (saturação de oxigênio) 95 a 99% AG (Ânion gap) 8 a 16 mEq/L TABELA 13: VALORES DE REFERÊNCIA DA GASOMETRIA. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). pH - É o que determina o estado do equilíbrio ácido-base do sangue. pCO 2 - O valor do pCO 2 fora dos valores indica algum distúrbio respiratório. HCO 3 - - O HCO 3 - permite detectar distúrbios metabólicos. B.E. - O excesso de bases (BE) é um parâmetro que vem em conjunto com o HCO 3 - e, 120 BIOQUÍMICA CLÍNICA juntamente com ele, indicará um distúrbio metabólico. pO 2 - A pO 2 dentro do seu valor 80 – 100 mmHg determina uma boa eficácia das trocas de oxigênio entre alvéolos e capilares pulmonares. %SO 2 - A saturação de oxigênio (SatO2) representa a quantidade de oxigênio que se liga com a hemoglobina. AG - Explicado mais adiante. Uma avaliação do estado acidobásico do paciente pode ser obtida, medindo-se os componentes do sistema tampão de bicarbonato. Em termos químicos, o sistema bicarbonato pode ser considerado da mesma forma que qualquer outra dissociação química. Observe a Figura 27: FIGURA 27: RELAÇÃO DOS VALORES ACIDOBÁSICOS. Fonte: Elaborado pelo autor (2020), baseado em Gaw (2015). O ácido carbônico se relaciona direto ao dióxido de carbono dissolvido (lembrando que o CO 2 dissolvido é analisado em função da pressão parcial do CO 2 ). Desta forma, na equação da ação de massas, pode haver a substituição da [H 2 CO 3 ] pela pressão do dióxido de carbono (pCO 2 ). Logo, é possível considerar a equação seguinte, para se ter um perfeito entendimento do papel do sistema de tamponamento que o bicarbonato exerce (Figura 28). FIGURA 28: PROPORCIONALIDADE DOS VALORES ACIDOBÁSICOS Fonte: Elaborado pelo autor (2020), a partir de Gaw (2015). 121 BIOQUÍMICA CLÍNICA PREZADO ALUNO, AGORA FAÇA UM RACIOCÍNIO MATEMÁTICO PARA COMPREENDER AS RELAÇÕES! Esta relação mostra que a concentração de íon hidrogênio na circulação vai variar, de acordo com a concentração de bicarbonato e com a mudança da pCO 2 . Assim sendo, uma vez que todos os demais elementos permanecem constantes, concluímos que (raciocínio matemático!): 1) Remover bicarbonato, ou aumentar a pCO 2 tem exatamente o mesmo efeito, isto é, aumentar a concentração do íon hidrogênio [H+] ⇒ DIMINUIÇÃO DO pH CORPÓREO. - Acompanhando: se o bicarbonato diminui por alguma perda, o tamponamento do H+ será deficiente, por exemplo, fazendo com que esteja em concentração relativa elevada; e se a [H+] aumenta, o pH corpóreo diminui. - Caso a pCO2 aumente, significa aumento de ácido carbônico e, consequentemente, aumento da [H+], com isso diminuindo o pH corpóreo. 2) Adicionar bicarbonato ou abaixar a pCO 2 , todos farão o decaimento da [H+] ⇒ AUMENTO DO pH CORPÓREO. - Acompanhando: caso o bicarbonato aumente (aumento relativo), por alguma perda excessiva de H+, por exemplo, a [H+] diminui, logo o pH corpóreo aumenta. - Se a pCO2 diminui, significa diminuição de ácido carbônico e, consequentemente, queda da [H+], assim o pH corpóreo aumenta. 4.6 DISTÚRBIOS ACIDOBÁSICOS Os chamados distúrbios acidobásicos METABÓLICOS são todos os que, de forma direta, ocasionam mudança na concentração do bicarbonato. Por exemplo, no diabetes melito Tipo 1, como visto anteriormente, havendo ausência de insulina, a mudança metabólica leva ao aumento na produção de corpos cetônicos, acetoacetato e β-hidroxibutírico, o que ocasiona a ionização destes compostos. Também pode ser citada como exemplo a perda de bicarbonato do líquido extracelular e outros. 122 BIOQUÍMICA CLÍNICA Já os chamados distúrbios acidobásicos RESPIRATÓRIOS provocarão mudanças diretas na pCO 2 . Toda vez que acontecer algum evento que prejudique a função respiratória, haverá um acúmulo de CO 2 no sangue, enquanto que, como efeito contrário, de forma menos comum, a hiperventilação acarretará a maior expulsão do CO 2 e, consequentemente, uma diminuição da pCO 2 . 4.6.1 Mecanismos de Compensação Segundo Gaw (2015), toda vez que acontecer algo que perturbe o equilíbrio ácido- base, nosso organismo vai lançar mão de mecanismos fisiológicos, para fazer com que o pH corpóreo retorne aos valores de normalidade, ou seja, tentar retornar ao normal uma [H+] desequilibrada. Estas relações envolvem uma atuação do sistema renal e do sistema respiratório. Assim sendo, quando temos o comprometimento das funções pulmonares, nosso organismo tenta aumentar a excreção de íons hidrogênio, através do sistema renal. A esta resposta se dá o nome de compensação renal para um distúrbio respiratório primário. É preciso frisar quea compensação renal ocorre lentamente. De maneira oposta, logo que acontecem os distúrbios metabólicos, é possível se obter uma compensação, através do sistema pulmonar, nomeada de compensação respiratória para um distúrbio metabólico primário, a qual ocorre rapidamente. Quando a compensação estiver completa, a concentração do íon hidrogênio retornará aos valores normais, embora se possa observar que a pCO 2 e a concentração de bicarbonato continuam explicitamente anormais. Nestas situações, define-se que o distúrbio acidobásico está plenamente compensado. A compensação também pode ser parcial, na qual os valores da concentração de íon hidrogênio não voltam aos valores de normalidade, e a verdadeira [H+] plasmática, com um distúrbio acidobásico, terá uma relação direta com a gravidade dos chamados distúrbios primários e, também, da intensidade de compensação que foi feita. Assim sendo, como descrito em Gaw (2015), temos que: 1) Distúrbios METABÓLICOS envolvem alterações na concentração de BICARBONATO: Se for acidose metabólica, o distúrbio primário é a diminuição da concentração de 123 BIOQUÍMICA CLÍNICA bicarbonato. Se for alcalose metabólica, o distúrbio primário é o aumento da concentração de bicarbonato. 2) Distúrbios RESPIRATÓRIOS envolvem alterações na pCO 2 : Se for acidose respiratória, o distúrbio primário é o aumento na pCO 2 . Se for alcalose respiratória, o distúrbio primário é a diminuição da pCO 2 . 4.6.2 Diagnóstico dos Desequilíbrios Acidobásicos A) Intervalo Aniônico Antes do início da discussão sobre diagnóstico e tratamento, é preciso definir que existe um equilíbrio entre os valores dos cátions (o principal é o sódio) e ânions (os principais são bicarbonato e cloro), ou seja, a soma das cargas negativas dos ânions deve ser igual à soma das cargas positivas dos cátions, valor este que será igual a zero. No plasma, há 154 mEq/L de cátions e, consequentemente, 154 mEq/L de ânions. No entanto, existem os ânions que não são detectados ou mensurados pelos exames plasmáticos. Então, forma-se o conceito de “Intervalo Aniônico” ou “Ânion gap”, que é justamente o valor dos ânions não mensuráveis (Figura 29). Assim, quando o ânion gap estiver elevado, pode demonstrar uma acidose, com aumento de ácido lático, acético e outros. Já quando os valores se apresentam diminuídos, denotam perda de bicarbonato, potássio e outros. FIGURA 29: INTERVALO ANIÔNICO. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). 124 BIOQUÍMICA CLÍNICA B) Gasometria A gasometria é a medida de gases sanguíneos, para uma investigação fundamental, realizada sempre que ocorrer a suspeita de alguma insuficiência respiratória e/ou de distúrbios acidobásicos, tornando-se uma diretriz importante para o tratamento destes distúrbios. As medidas são feitas por punção arterial, em geral na artéria radial, braquial ou femoral, sob condições assépticas. No entanto, nos casos onde o paciente se apresente com insuficiência circulatória, ou durante a reanimação cardiopulmonar, as medidas obtidas a partir do sangue venoso podem refletir mais precisamente condições teciduais e, assim, orientar melhor a administração de bicarbonato e a adequação da ventilação (PINTO, 2017). Nos exames de gasometria, os principais parâmetros analisados são pH, SatO 2 (saturação de oxigênio), pCO 2 (pressão parcial do gás carbônico), HCO 3 - (bicarbonato, que vai ser calculado) e Intervalo Aniônico (calculado também). Porém, outros parâmetros podem ser adicionados às análises, como, por exemplo, a dosagem de alguns eletrólitos: sódio, potássio, cálcio iônico e cloreto, valores que podem variar bastante em função do equipamento (gasômetro) utilizado. Os níveis de HCO 3 -, na gasometria, são calculados através da equação de Henderson- Hasselbalch (no pH plasmático, pH = 6,10 + log [HCO 3 -]/0,03 x pCO 2 ). Os valores obtidos de pCO 2 embasarão a análise para confirmar se os mecanismos respiratórios estão funcionando, ou se podem estar ocorrendo distúrbios mistos, ou outros problemas associados ao desequilíbrio. Para isso, utiliza-se a “Fórmula de Winter”, como segue na Figura 30: FIGURA 30: CÁLCULO DA pCO2 ESPERADA. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). 125 BIOQUÍMICA CLÍNICA 4.6.3 Acidose Metabólica De acordo com os ensinamentos de Gaw (2015), na acidose metabólica, o problema primário é a redução da concentração de bicarbonato do líquido extracelular, sendo as principais causas: * Produção aumentada de íons hidrogênio; * Ingestão de íons hidrogênio; * Ingestão de medicamentos que são metabolizados, produzindo ácidos; * Excreção prejudicada de íons hidrogênio pelos rins; * Perda de bicarbonato pelo trato gastrintestinal ou pela urina. Muitas são as situações que podem levar às causas observadas e citadas, por exemplo: 1) Doença renal Esta doença ocorre, quando a taxa de filtração glomerular atinge menos de 20% dos valores fisiológicos e, progressivamente, os íons hidrogênio serão retidos, junto com outros ânions, principalmente o sulfato e o fosfato. 2) Cetoacidose Diabética No diabetes Tipo 1, conforme já mencionado, o indivíduo tem uma falta ou deficiência grande na quantidade de insulina. Com o metabolismo alterado, a alta produção de ácidos graxos causa, também, elevada produção de corpos cetônicos hepáticos, como o acetoacetato e o β-hidroxibutirato. Estes compostos liberam íons hidrogênio para o meio, causando a queda do pH extracelular. 3) Acidose Láctica Esta situação pode ocorrer por várias causas, principalmente a anóxia (estado 126 BIOQUÍMICA CLÍNICA severo de privação de oxigênio, é mais grave que uma hipóxia) dos tecidos. Nos estados agudos, como se observa na insuficiência respiratória, ou na parada cardíaca, a acidose láctica se desenvolve em minutos, representando um grave risco à vida. Adicionalmente, a acidose láctica também pode ser causada por uma doença hepática, devido ao fato de ser o tecido hepático o responsável pela captação e metabolização deste composto, usando o metabólito na gliconeogênese e devolvendo para a circulação glicose (rever conceito na disciplina de Bioquímica Básica). Pacientes hospitalizados também podem apresentar aumento de lactato na circulação; se necessário for, a presença de acidose láctica pode ser confirmada pela dosagem da concentração de lactato no plasma. 4) Dose medicamentosa excessiva ou envenenamento O mecanismo comum para todos esses casos é uma alta produção de metabólitos ácidos. Como exemplo clássico, pode ser citada a dose excessiva da classe medicamentosa dos salicilato. Depois de absorvido, o ácido acetilsalicílico será hidrolisado em ácido salicílico (salicilato) e distribuído para os tecidos corpóreos; o composto, em níveis terapêuticos, apresenta 90% dos saliciltatos ligados às proteínas séricas. Conforme as concentrações de salicilato aumentam, e se tornam saturadas, os locais de ligação às proteínas, as concentrações livres (não ligadas às proteínas) de salicilato, aumentam. O salicilato sofre metabolismo hepático, em uma reação de glicinação que transforma a medicação em ácido salicilúrico. Além disso, a alta dose pode levar à inibição da gliconeogênese hepática, o que impede a utilização do lactato que é gerado, ocasionando o problema citado anteriormente. Acontece, também, o envenenamento com metanol e com etilenoglicol, os quais são dois compostos de grande utilização na indústria química, encontrados em altas concentrações em soluções automotivas de refrigeração, nos solventes, produtos de limpeza, combustíveis e outros produtos industriais. Caso sejam metabolizados pelo nosso organismo, causam grande toxicidade. O Metanol, ao ser metabolizado, acaba se transformando em formaldeído, já o etilenoglicol, em glicolato, glioxilato e oxalato. Todos estes compostos, quando se apresentam em níveis plasmáticos elevados, podem causar danos aos tecidos-alvo. Com isso, desenvolve-se uma grave acidose metabólica,o que aumenta ainda mais a penetração dos metabólitos tóxicos nas células do sistema nervoso central, causando elevação concomitante dos seus subprodutos. A ingestão oral ocasiona o envenenamento 127 BIOQUÍMICA CLÍNICA mais grave. A produção dos compostos tóxicos terá início pela ação da enzima álcool desidrogenase (ADH), sendo uma das abordagens terapêuticas usar inibidores desta enzima-chave. A) Efeitos Clínicos da Acidose Metabólica A acidemia mais grave, com um valor de pH menor que 7,1 pode levar a náuseas, vômitos e mal-estar. O sinal mais característico é a hiperpnéia, padrão respiratório profundo, rápido e entrecortado, conhecido como respiração de Kussmaul. A [H+] aumentada ocasiona uma elevação da irritabilidade neuromuscular, e existe o perigo de arritmias progredirem para uma parada cardíaca, o que se torna mais provável acompanhado de hipercalemia (aumento de potássio), em geral, uma consequência que acompanha a acidose. Quando o quadro é de acidemia aguda e grave, favorece a predisposição para esta disfunção cardíaca, com hipotensão e choque, arritmias ventriculares e coma. Esta diminuição da consciência pode progredir para óbito, se não for revertida. Outro problema grave é que uma acidemia crônica pode causar as doenças relacionadas à desmineralização óssea, como raquitismo, osteomalácia, osteopenia. Como já discutido, quando possível, ocorrerá uma resposta compensatória, na tentativa de trazer o valor de pH para os níveis de referência. Neste caso em particular, a resposta compensadora para a acidose metabólica é a hiperventilação, uma vez que o aumento na [H+] age como um potente estimulante do centro respiratório, e ela aumenta a eliminação do CO 2 (relembrar a equação demonstrada). B) Diagnóstico e Tratamento da Acidose Metabólica Na análise da gasometria, o paciente em geral vai apresentar pH abaixo do valor de referência, que é entre 7,35 e 7,45, a pCO 2 normal (entre 35 e 45 mmHg) e bicarbonato baixo (valor de referência 21 a 28 mEq/L). Segundo o Manual MSD (2020), a determinação da causa da acidose metabólica começará pela análise do intervalo aniônico, cujo aumento poderá ser evidenciado por situações marcantes, como choque hipovolêmico, hemodiálise não realizada, entre outros. Porém, se não for evidente, além da gasometria, outros parâmetros serão avaliados: glicose, creatinina, lactato e possíveis agentes tóxicos. 128 BIOQUÍMICA CLÍNICA A maioria dos laboratórios pode quantificar as concentrações de salicilatos, mas no caso do metanol e do etilenoglicol, geralmente não. Sua presença acaba sendo sugerida, através de uma diferença osmolar (que é calculada). Após este cálculo, osmolaridade plasmática calculada, subtraída da osmolaridade medida, resultando a diferença maior que 10, significa a presença de compostos osmoticamente ativos que, na acidose, são metanol ou etilenoglicol. A avaliação de glicose se apresenta pela possibilidade de ligação do desequilíbrio acidobásico, com casos de diabetes Tipo 1, e o lactato tem relação com a anoxia. A dosagem de creatinina é um parâmetro fundamental de avaliação da função renal. Na continuidade de análise, os eletrólitos urinários são quantificados, e o intervalo aniônico será calculado, utilizando-se a fórmula [sódio] + [potássio] - [cloreto]. Na urina, o intervalo aniônico varia de 30-50 mEq/L, cujo aumento pode indicar a perda renal de [HCO 3 -] (MANUAL MSD, 2020). Outro parâmetro importante de análise, para avaliação da resposta compensatória, é o cálculo da pCO 2 , através da “Fórmula de Winter” (ver explicação anterior). Se a pCO 2 estiver dentro dos valores de referência, significa que a compensação está ocorrendo, e o indivíduo apresenta uma acidose metabólica compensada. Em contrapartida, se o valor estiver abaixo do valor mínimo esperado, indica que está acontecendo uma hiperventilação, que é maior do que deveria ser, apontando para um problema misto, com uma alcalose respiratória associada (ver distúrbios mistos mais adiante). Por fim, se o valor observado estiver acima da faixa do esperado, o paciente não está hiperventilando como deveria e, assim, temos um distúrbio misto com uma acidose respiratória. Quando se tem um quadro de insuficiência renal, é necessária a hemodiálise, a qual também se faz necessária, em alguns casos, como intoxicação por etilenoglicol, metanol e no envenenamento por salicilato. Utilizar bicarbonato de sódio (NaHCO 3 ) para tratamento da acidemia só está claramente indicado em algumas situações, podendo mesmo ser deletério em outras. Caso a acidose metabólica resulte de uma perda do bicarbonato, ou no caso do acúmulo de ácidos inorgânicos (ou seja, acidose com intervalo aniônico normal), o tratamento com o bicarbonato, em geral, é seguro e indicado. Entretanto, resultando a acidose do acúmulo de ácidos orgânicos (o que leva a uma acidose com intervalo aniônico aumentado), o tratamento com bicarbonato é muito questionado, por não diminuir claramente a mortalidade, e por existirem vários riscos possíveis (MANUAL MSD, 2020). Com o tratamento das condições subjacentes, o lactato e os cetoácidos serão metabolizados, voltando a HCO 3 -, podendo a carga exógena de bicarbonato ocasionar uma situação de alcalose metabólica “rebote”. 129 BIOQUÍMICA CLÍNICA Se utilizado, o bicarbonato de cálcio também pode causar, no caso de qualquer doença, sobrecarga de sódio e de volume, uma hipocalemia e, inibindo o estímulo respiratório, levar a uma hipercapnia (aumento excessivo de CO 2 ). Apesar de todas as ponderações e questionamentos no meio médico, a maioria dos especialistas ainda recomenda a administração de bicarbonato venoso na acidose metabólica grave (pHque levam à alcalose metabólica, via de regra, podem ser identificadas e caracterizadas pela história e pelo exame físico. Desta forma, geralmente é evidenciado por um histórico de vômitos ou pela prescrição de terapia diurética, conforme já citamos. Em algumas situações, a alcalose metabólica não tem nenhuma causa evidente e, neste contexto, o diagnóstico mais provável é chamado vômito sub-reptício, que pode ser provocado por distúrbio alimentar, ou uma das causas de excesso de mineralocorticoides, como no aldosteronismo primário. O primeiro fator induz uma depleção de volume efetiva, já o hiperaldosteronismo primário, em geral, está associado a uma discreta expansão de volume, resultante do efeito estimulador da aldosterona sobre a reabsorção renal de sódio (MANUAL MSD, 2020). A alcalose metabólica é sugerida, quando se quantifica o bicarbonato maior que 28 mEq/L. A pCO 2 vai fazer a compensação, elevando em torno de 0,6 a 0,75 mmHg para cada aumento de 1 mEq/L, no bicarbonato (até cerca de 55 mmHg). Aumentos maiores implicam acidose respiratória concomitante; e aumentos menores, alcalose respiratória (MANUAL MSD, 2020). Caso a história do indivíduo com a respectiva anamnese não revelar a causa, e a 131 BIOQUÍMICA CLÍNICA função renal estiver normal, deve-se partir para aferição das concentrações urinárias de cloro (Cl-) e potássio (K+). Requerem atenção especial os tratamentos para correção da hipovolemia e hipocalemia. Os pacientes com alcalose metabólica, que apresentam resposta ao cloro, receberão soro fisiológico a 0,9% intravenoso, com uma velocidade de infusão típica de 50 a 100 mL/h, acima de quaisquer causas de perda de líquido, urinárias, bem como sensíveis ou insensíveis, até que se obtenha um valor de cloro urinário > 25 mEq/L, e o pH urinário se normalize, após o aumento inicial do bicarbonato urinário (bicarbonatúria). Já os pacientes com alcalose metabólica grave, com pH > 7,6, necessitarão de correção mais urgente do pH plasmático. Então, nesta situação, a hemofiltração e hemodiálise são opções viáveis, em particular se houver sobrecarga de volume e disfunção renal. A acetazolamida, na dose de 250 a 375 mg via oral ou intravenosa, uma vez/dia ou de 12/12 h, aumenta a excreção do bicarbonato, porém pode também acelerar as perdas urinárias de K+ e fosfato (PO 4 −). Os pacientes com sobrecarga de volume e alcalose metabólica induzida por diuréticos, além daqueles com alcalose metabólica pós-hipercapnia (excesso de CO 2 no plasma) podem se beneficiar especialmente dessa conduta. Em contrapartida, os pacientes que também apresentam alcalose metabólica grave e insuficiência renal não podem, ou não devem, ser submetidos à dialise, sendo a administração de ácido hidroclorídrico, em solução a 0,1 a 0,2 normal intravenoso, segura e eficaz, com dose de 0,1 a 0,2 mmol/kg/h. Monitoramento frequente da gasometria e eletrólitos é necessário (MANUAL MSD, 2020). 4.6.5 Acidose Respiratória A acidose respiratória pode ser aguda ou crônica. Como toda condição aguda, que ocorre dentro de minutos ou horas, não é compensada. A compensação renal não possui tempo adequado para promover esta compensação, já que os mecanismos, os quais ajustarão a reabsorção de bicarbonato, levam de 48 a 72 horas para se tornarem plenamente eficazes (Gaw, 2015). O problema primário na acidose respiratória aguda é uma hipoventilação alveolar. Se o fluxo de ar estiver reduzido, completa ou parcialmente, a pCO 2 do sangue aumentará 132 BIOQUÍMICA CLÍNICA de imediato, e a [H+] aumentará rapidamente. O quadro de uma pO 2 baixa e a pCO 2 alta pode levar o indivíduo ao coma. Desta forma, não ocorrendo rápida correção, o resultado será o óbito do indivíduo. Como exemplos de um evento agudo, o qual leva à acidose, temos a diminuição da função da musculatura respiratória, ocasionando o enfraquecimento muscular ou paralisia, observados: na miastenia grave, em uma paralisia periódica, na síndrome de Guillain-Barré, no botulismo, na hipocalemia severa e em uma hipofosfatemia severa. Também nos distúrbios que afetam as trocas gasosas pulmonares, como na Síndrome do sofrimento respiratório agudo, no edema pulmonar agudo, na asma ou pneumonia severa e no pneumotórax ou hemotórax. Já nos processos crônicos, como descrito em Gaw (2015), a acidose respiratória tem relação com uma condição, há muito tempo já instalada no indivíduo, estando acompanhada de compensação renal máxima. Da mesma forma, em uma acidose respiratória crônica, o problema primário é geralmente uma ventilação alveolar prejudicada, mas a compensação renal contribui notavelmente para o cenário ácido- base. Nestas situações, a compensação pode ser parcial ou completa. Exemplos de distúrbios respiratórios crônicos: - Diminuição da função da musculatura respiratória, levando ao enfraquecimento muscular, como na poliomielite, esclerose lateral amiotrófica e mixedema. - Nos distúrbios que afetam as trocas gasosas pulmonares, como nas doenças pulmonares obstrutivas, por exemplo, o enfisema pulmonar. Outros exemplos que levam a uma acidose respiratória: - Supressão do centro respiratório medular, que ocorre nas medicações sedativas, administração de oxigênio na doença pulmonar crônica, apneia do sono (também causada pela obesidade extrema) e na parada cardiopulmonar. - Obstrução das vias aéreas superiores, observada na aspiração de corpo estranho ou vômito, obstrução na apneia do sono e laringoespasmo. A) Efeitos Clínicos da Acidose Respiratória Na acidose respiratória, tanto os sinais quanto os sintomas, dependerão da velocidade e do grau de aumento da pCO 2 . Uma característica marcante do CO 2 é a rapidez com que ele se difunde através da barreira hematoencefálica, por isso os sinais e sintomas serão resultado do aumento das concentrações de CO 2 e do baixo pH no sistema nervoso central, além de qualquer hipoxemia concomitante. Acidose respiratória aguda deverá causar: cefaleia, confusão, ansiedade, tontura e 133 BIOQUÍMICA CLÍNICA estupor (narcose por CO 2 ). Caso ela seja severa, poderá produzir uma grande variedade de anormalidades neurológicas. Naquela acidose respiratória, com quadro de desenvolvimento lento e estável (como na Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica, DPOC), apesar de mostrar que pode ser bem tolerada, os pacientes apresentam quadro de perda de memória, distúrbios do sono, sonolência excessiva durante o dia e, até mesmo, alterações de personalidade. Os sinais incluem distúrbios da marcha, tremores, diminuição dos reflexos tendinosos profundos, abalos mioclônicos, asteríxis (lapsos irregulares de postura em várias partes do corpo) e papiledema. B) Diagnóstico e Tratamento da Acidose Respiratória Em geral, a insuficiência respiratória causa acidose respiratória aguda. Desta forma, como o sistema renal não terá tempo para se ajustar, o tratamento, com intervenção médica, costuma ser indicado, e o paciente pode necessitar, inclusive, de ventilação mecânica. Em contrapartida, o tratamento da alcalose respiratória é geralmente dispensável, e a avaliação será direcionada ao diagnóstico e à correção do distúrbio subjacente. O reconhecimento e a caracterização da acidose respiratória com a compensação renal indicam a realização de gasometria arterial, bem como a dosagem dos eletrólitos séricos. Em geral, as causas costumam ser evidentes, a partir de história pregressa e exames. O que pode ajudar a diferenciar a presença de doenças pulmonares das extrapulmonares é o cálculo do gradiente alveolar-arterial de oxigênio, no qual um gradiente normal essencialmente exclui doenças pulmonares. O rim aumenta a excreção de íon hidrogênio, e os níveis de bicarbonato do líquido extracelular aumentam, assim a [H+] do sangue tende a retornar ao normal. O sistema renal precisará do tempo de ajuste, até que os rins respondam à pCO 2 alta e à [H+] alta, por isso a compensação somenteserá máxima, alguns dias após o início do problema clínico. Em muitos pacientes com condições respiratórias crônicas, a compensação renal ampla manterá a [H+] próxima do normal, ainda que com uma ventilação prejudicada, podendo ser evidenciada, inclusive, visualmente (MANUAL MSD, 2020). Nos distúrbios respiratórios, a avaliação evidencia a identificação do distúrbio como crônico ou agudo, através do observado na resposta compensatória. Nos distúrbios crônicos, notamos maior elevação de bicarbonato. Utiliza-se, então, a correlação de um acréscimo de 4 mEq/L no HCO 3 -, para cada elevação de 10 mmHg da pCO 2 acima de 40 mmHg, nos casos crônicos. O tratamento da forma aguda consiste no fornecimento de ventilação adequada 134 BIOQUÍMICA CLÍNICA por intubação endotraqueal ou ventilação com pressão positiva não invasiva. O foco na ventilação adequada é o mais importante para corrigir a acidose respiratória, ainda que a hipercapnia crônica (aumento excessivo de CO 2 ), em geral, necessite ser corrigida lentamente, pois existe risco (se a redução for demasiadamente rápida) de a pCO 2 causar uma alcalose por hipercapnia de “rebote. Da mesma forma, a consequente elevação abrupta do pH no sistema nervoso central (SNC) pode causar convulsão e morte. Quaisquer déficits de potássio e cloreto deverão ser corrigidos (MANUAL MSD, 2020). Nessas situações, a administração de bicarbonato é quase sempre contraindicado, já que pode causar um potencial de acidose paradoxal no SNC. Uma exceção ocorre nos casos de broncoespasmo grave, nos quais o bicabornato pode melhorar a resposta da musculatura lisa dos brônquios aos agonistas beta. 4.6.6 Alcalose Respiratória A alcalose respiratória é a diminuição primária da pCO 2 (hipocapnia), consequência do aumento da frequência e/ou do volume respiratório (uma hiperventilação). Este aumento da ventilação ocorre, na maior parte das vezes, como uma resposta fisiológica à hipóxia, (por exemplo, quando o indivíduo se encontra em alta altitude), aumento de demandas metabólicas (como em um processo febril), sendo assim observada em várias condições graves. Algumas patologias ligadas ao sistema nervoso central, como acidente vascular encefálico ou convulsões podem aumentar a respiração, sem nenhuma necessidade fisiológica. O indivíduo estará hiperventilando e, consequentemente, expulsando o CO 2 . A resposta compensatória nesta situação é renal, com excreção de bicarbonato. Da mesma forma do quadro apresentado na acidose respiratória, aqui também precisa ser avaliado se o distúrbio é agudo ou crônico. Para isso, em geral, utilizam-se as relações: nos casos AGUDOS, um decréscimo de 2 mEq/L no HCO 3 - para cada redução de 10 mmHg da pCO 2 abaixo de 40 mmHg e, nos casos CRÔNICOS, um decréscimo de 5 mEq/L no HCO 3 - para cada redução de 10mm Hg na pCO 2 abaixo de 40 mmHg. São exemplos de alcalose respiratória, causando estimulação direta do centro respiratório medular: * Síndrome da hiperventilação; 135 BIOQUÍMICA CLÍNICA * Encefalopatia hepática; * Sepse ou febre; * Subsequente à correção rápida da acidose metabólica; * Distúrbios neurológicos (acidente vascular cerebral, tumores da ponte). A) Efeitos Clínicos da Alcalose Respiratória A manifestação e intensidade dos sinais e sintomas vão depender da velocidade e do grau de queda da pCO 2 . A alcalose respiratória aguda causará: tontura, confusão, parestesias periféricas e periorais, cãibras e síncope. É provável que o mecanismo seja a mudança do fluxo sanguíneo cerebral e do pH. A Taquipneia ou hiperpneia são, em geral, os únicos sinais, podendo ocorrer, nos casos graves, em consequência dos níveis mais altos de cálcio ionizado no sangue (direcionado para dentro das células, como uma troca por íon de oxigênio). A alcalose respiratória crônica costuma ser assintomática e não apresenta sinais diferenciais. B) Diagnóstico e Tratamento da Alcalose Respiratória A caracterização da alcalose respiratória, com a respectiva compensação renal, necessitará de medidas de gasometria arterial e quantificação de eletrólitos séricos. Ela apresenta hipofosfatemia leve e hipocalemia, decorrente dos desvios intracelulares e da queda do cálcio ionizado, devido ao aumento da ligação de proteínas (visto anteriormente). É necessária uma investigação da causa na ocorrência de hipóxia ou no aumento do gradiente de oxigênio alveolar. Normalmente, quando se apresentam outras causas, estas costumam ser aparentes e de identificação relativamente simples, com a anamnese e os achados no exame físico. No entanto, como a embolia pulmonar costuma se manifestar sem hipóxia, é preciso considerar a embolia uma forte hipótese para os pacientes hiperventilando, antes de atribuir a causa apenas à ansiedade. O tratamento precisa ser focado na doença subjacente. Como a alcalose respiratória não causa risco à vida, em geral, não são necessárias intervenções para reduzir o pH. Quanto a aumentar o dióxido de carbono, inspirado por reinalação, conforme popularmente observamos no ato de respirar em um saco de papel, trata-se de uma prática comum, mas que é perigosa, ao menos para alguns pacientes com doença do sistema nervoso central, cujo pH do líquido cefalorraquidiano (LCR) pode já estar abaixo do normal. 136 BIOQUÍMICA CLÍNICA 4.6.7 Distúrbios Mistos Estes distúrbios envolverão mais de um processo primário. Neles, os valores podem passar uma impressão de normalidade. É fundamental, portanto, nos distúrbios mistos, determinar se as mudanças na pCO 2 e no HCO 3 - mostram a compensação que se espera. Caso não mostrem, é primordial levantar suspeita de um segundo processo primário estar causando a compensação anormal. Para esta interpretação, é preciso considerar as condições clínicas, por exemplo, a presença de estados patológicos, como na doença pulmonar crônica, insuficiência renal, uma overdose de drogas e outras. Quando as duas condições acidobásicas forem antagonistas, na forma como afetam a [H+], um dos distúrbios reproduz a resposta compensatória. Um paciente pode apresentar-se com acidose metabólica e uma alcalose respiratória simultânea, como ocorre frequentemente em casos de dose excessiva de salicilato. Porém, neste caso, o distúrbio respiratório pode parecer simplesmente uma resposta compensatória. Distúrbios acidobásicos mistos de maior observação na rotina médica: 1) Paciente com doença crônica de obstrução das vias aéreas fazendo uso de tiazida (grupo de fármacos diuréticos): a 1a situação leva à acidose respiratória, somada à 2a situação que causa a depleção de potássio, induzida pelo medicamento e, em consequência, uma alcalose metabólica. 2) Uma hiperventilação que vai levar a uma alcalose respiratória, e o paciente com sucção nasogástrica prolongada: este 2o fator levará a uma alcalose metabólica. 3) Indivíduo que se envenenou com a classe dos salicilatos: esta situação leva a uma alcalose respiratória, como consequência da estimulação do centro respiratório, ao mesmo tempo acontece uma acidose metabólica, em função dos efeitos do deletérios da alta dose no metabolismo. Na Figura 31, podemos visualizar, de forma esquemática, um resumo de avaliação: 137 BIOQUÍMICA CLÍNICA FIGURA 31: RESUMINDO. Fonte: Elaborado pelo autor (2020), a partir de GAW (2015). 138 BIOQUÍMICA CLÍNICA NA PRÁTICA - ESTUDO DE CASO Uma mulher, R.S.N, 30 anos, deu entrada no hospital da capital com crise asmática. O pico da taxa de fluxo expiratório foi medido em 75%. Foi encaminhada para a gasometria e, após a liberação do laudo, a equipe passou a analisar o exame, que apre- sentava pO2 de 9,3 kPa (72 mmHg) e pCO2 de 4,0 kPa (31 mmHg), com pH de 7,51 (concentração de íon hidrogênio de 44 mmol/L). A paciente foi nebulizada com salbutamol, um estimulante β-adrenérgico que é um medicamento broncodilatador, apresentando boa recuperação. Comen- te sobre o resultado da gasometria e diga qual o problema dapaciente. Analise o procedimento que foi feito e alguns afeitos do problema que você identificou. 4.7 AVALIAÇÃO CLÍNICO-LABORATORIAL DE IMPORTÂNCIA Para os profissionais da área da saúde, os exames laboratoriais assumem papel importantíssimo como ferramenta diagnóstica, também de grande valor clínico. Cabe salientar que os exames laboratoriais não podem, e não devem, ser analisados de forma isolada. Os laboratórios de análises clínicas buscam constantemente reduzir as variáveis, as quais podem interferir nos resultados dos exames. Para tanto, muitas instituições buscam as certificações que conferem credibilidade e confiabilidade aos mesmos. SUGESTÃO DE LEITURA PINTO, W.J. Bioquímica Clínica. 1. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017, 624 p. ISBN 9788527730921 O Capítulo 33 trata dos principais exames básicos de Bioquímica Clínica. Seria ótico reforçar o entendimento dos exames lipídicos, o lipidograma. 139 BIOQUÍMICA CLÍNICA 4.7.1 Hemograma (Tabela 14) Este é um dos exames mais solicitados na prática clínica, devido ao alto poder informativo que um hemograma tem como valor agregado, envolvendo parâmetros qualitativos e quantitativos, que são obtidos dos tipos celulares presentes no sangue, ao fornecer informações bioquímicas e morfológicas, a fim de haver maior precisão do diagnóstico e prognóstico de uma variedade de condições clínicas (PINTO, 2017). O termo hemograma engloba: a) Contagem de eritrócitos; b) Dosagem de hemoglobina; c) Determinação do hematócrito; d) Cálculo dos índices hematimétricos; e) Contagem global de leucócitos e o seu diferencial; f) Contagem de plaquetas. No entanto, para cerca de 90% dos clínicos, na rotina laboratorial, apenas quatro parâmetros são verdadeiramente úteis em um hemograma: (I) dosagem de hemoglobina; (II) hematócrito; (III) contagem de plaquetas e (IV) contagem de leucócitos. A) Eritrograma Avalia as alterações quantitativas (hematócrito e hemoglobinometria) e qualitativas (índices hematimétricos e hematocospia). É o estudo da série vermelha do sangue, englobando, também, a morfometria eritrocitária. O estudo morfométrico dos eritrócitos pode ser realizado em microscópio óptico, preparando-se um esfregaço sanguíneo da amostra. B) Hematócrito É a proporção de sangue ocupada pelos eritrócitos, mergulhados em 55% do volume sanguíneo total. O hematócrito depende do número de eritrócitos, embora o tamanho das células possa afetar, em grau discreto, os valores do hematócrito. 140 BIOQUÍMICA CLÍNICA Níveis baixos de hematócrito e hemoglobina, normalmente indicam a diminuição da eritropoiese ou aumento do seu catabolismo. O hematócrito pode se encontrar aumentado em patologias que causam elevação dos eritrócitos, como na policitemia vera, sendo acompanhada por aumento da hemoglobina. Esta situação pode ser decorrente de aumento de aritropoetina no plasma, ou de processos tumorais medulares, conforme se observa nas leucemias. Como a policitemia vera é rara, o aumento do hematócrito, que se verifica na rotina laboratorial, deve-se à policitemia secundária (aumento das hemácias circulantes). As causas mais comuns de policitemia secundária são: 1) Hipóxia, tabagismo, doença pulmonar obstrutiva crônica e altas atitudes - condições que se caracterizam pelo déficit de oxigênio nos tecidos, levando à hipóxia, com consequente estímulo para a produção de eritropenia (deficiência no número de eritrócitos). 2) Desidratação, diarreias e queimaduras - todas causam perda de água do organismo, o que leva à hemoconcentração, que acaba refletindo como falso aumento do hematócrito, já que não houve um aumento de eritrócitos, mas sim diminuição da volemia. 3) Anemias - as anemias (falciformes, ferropriva, talassêmica etc.) causam a maior taxa de hemólise, paralelamente à maior atividade de hemocaterese (sequestro eritrocitário pela baço), e, consequentemente, redução no hematócrito. 4) Distúrbios de medula óssea - a disfunção da medula óssea resulta na formação de eritrócitos com formas anormais. 5) Hipofunção tireoidiana - os hormônios tireoidianos modulam as taxas metabólicas e a hipofunção glandular conduz a queda na taxa metabólica, que se reflete na redução da atividade de renovação eritrocitária, levando ao aumento do hematócrito. C) Volume Corpuscular Médio (VCM) Índice que avalia o volume eritrocitário e, consequentemente, o seu tamanho, cuja medida será em fentolitros (fl = 10-15 litros). As células poderão ser classificadas como microcíticas ( valor de referência) ou normocíticas (dentro dos valores de referência). O VCM se correlaciona inversamente com a contagem de eritrócitos, por isso, em geral, hemograma que apresenta alta contagem de eritrócito terá valores baixos de VCM. 141 BIOQUÍMICA CLÍNICA D) Hemoglobina Corpuscular Médio (HCM) Corresponde à média de hemoglobina por eritrócito, o que é refletido em sua coloração. Valores abaixo dos valores de referência indicarão hipocromia e, superiores, hipercromia. O valor é expresso em pictogramas (pg = 10-12 gramas). E) Concentração de Hemoglobina Corpuscular Média (CHCM) Refere-se à concentração de hemoglobina, encontrada em um volume de 100 ml de sangue. Mede o grau de saturação de hemoglobina nos eritrócitos. F) Amplitude de Distribuição Eritrocitária (RDW) É um índice que vai indicar anisocitose (variação no tamanho do eritrócito). Medida eletrônica dos volumes dos eritrócitos que representa a porcentagem de variação dos volumes obtidos. Os valores, na faixa da normalidade, indicam homogeneidade de tamanho das células, enquanto valores elevados sinalizam eritrócitos heterogêneos em tamanho para mais, o que sugere anormalidades. PARÂMETROS/GÊNERO HOMEM MULHER Hemoglobina (g/dL) 15,7 ± 1,7 13,8 ± 1,5 Hematócrito (%) 46,4 ± 4,0 40,0 ± 4,0 Hematimetria (milhões/microlitro) 5,2 ± 0,7 4,6 ± 0,5 Reticulócitos (%) 1,6 ± 0,5 1,4 ± 0,5 Volume Corpuscular Médio (VCM) (fentolitros) 88,0 ± 8,0 88,0 ± 8,0 Hemoglobina Corpuscular Média (HCM) (pictogramas) 30,4 ± 2,8 30,4 ± 2,8 Concentração de Hemoglobina Corpuscular Média (g/dL de hemácia) 34,4 ± 1,1 34,4 ± 1,1 Índice de Anisocitose (RDW) 13,1 ± 1,4 13,1 ± 1,4 TABELA 14: VALORES DE REFERÊNCIA EM UM HEMOGRAMA. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). 142 BIOQUÍMICA CLÍNICA 4.7.2 Enzimologia Clínica Em geral, a atividade enzimática se destaca no meio intracelular, podendo aumentar no plasma, em decorrência de alguma patologia ou lesão tecidual. As enzimas, a princípio compartimentalizadas no meio intracelular, ganharão a região plasmática por causa da lise celular, ou mesmo do aumento da permeabilidade da célula. Outro fator que pode acarretar um aumento plasmático das enzimas é a síntese elevada nas células, com consequentemente exportação do excesso enzimático para a circulação. Desta forma, a quantificação enzimática se torna ferramenta importante na prática clínica e diagnóstica, ao auxiliar o embasamento prognóstico e o acompanhamento terapêutico em diversas morbidades, principalmente nas hepáticas, cardiovasculares, ósseas, pancreáticas e musculares. Possibilita, também, conhecer a extensão e a gravidade de um processo patológico e, inclusive, o diagnóstico diferencial entre duas morbidades, auxiliando e guiando a eficácia do tratamento. Pinto (2017), discorre que existem diferenças marcantes em certas enzimas que se localizam em diferentes tecidos e órgãos, podendo ser observadas na Creatina Quinase (CPK), ocorrida principalmente no tecido muscular esquelético, e na Alanina- Transaminase (AST) que está sobretudo no fígado. Já a Lactato-Desidrogenase (LDH) apresenta uma ampla distribuição entre os tecidos, sendo, portanto, de baixa especificidade. Existem, ainda, enzimas com funções idênticas, mas que apresentam pequenas diferenças estruturais: as isoenzimas, as quais são mais específicas para tecidos, órgãos e organelas. Como exemplo, podemos citar a Creatina4.6.1 Mecanismos de Compensação ...................................................................................................................... 120 4.6.2 Diagnóstico dos Desequilíbrios Acidobásicos .................................................................................. 121 4.6.3 Acidose Metabólica ................................................................................................................................................ 123 4.6.4 Alcalose Metabólica ................................................................................................................................................127 4.6.5 Acidose Respiratória .............................................................................................................................................. 129 4.6.6 Alcalose Respiratória ............................................................................................................................................ 132 4.6.7 Distúrbios Mistos ...................................................................................................................................................... 134 4.7 AVALIAÇÃO CLÍNICO-LABORATORIAL DE IMPORTÂNCIA .............................................................136 4.7.1 Hemograma (Tabela 14)..........................................................................................................................................137 4.7.2 Enzimologia Clínica .................................................................................................................................................140 4.7.3 Marcadores do Infarto do Miocárdio .........................................................................................................148 4.7.4 Marcadores Renais ..................................................................................................................................................149 CONSIDERAÇÕES FINAIS ......................................................................................................................................152 EXERCÍCIO FINAL ......................................................................................................................................................153 REFERÊNCIAS ..............................................................................................................................................................156 1 UNIDADE DISTÚRBIOS DO METABOLISMO LIPÍDICO 14 BIOQUÍMICA CLÍNICA INTRODUÇÃO À UNIDADE Prezados alunos, sejam muito bem-vindos à primeira unidade da disciplina de Bioquímica Clínica, na qual trabalharemos o metabolismo de lipídios e seu complexo sistema de transporte, bem como os desdobramentos que acontecem, quando seus componentes se apresentam com valores alterados. Ter o entendimento da caracterização das patologias, sua sintomatologia, testes laboratoriais e monitoramento do paciente fazem parte de toda uma conduta, fundamental a qualquer profissional da área da saúde. Os lipídeos estão presentes em vários tecidos do corpo humano. Sendo obtidos através da alimentação, atuam com inúmeras funções, dentre elas: como precursores hormonais e na reserva energética; são essenciais, enquanto componentes funcionais e estruturais; são importantes para evitar a perda de calor do corpo, além de servirem como isolante térmico. O grupo molecular dos lipídios é extremamente diversificado e apresenta como característica marcante o fato de grande parte deles ser insolúvel em solução aquosa. Um dos mais importantes é o ácido graxo (AG), moléculas de cadeia longa, contendo de doze a vinte e seis átomos de carbono em sua estrutura. A molécula precursora na formação dos ácidos graxos é o Acetil CoA, razão pela qual boa parcela dos AG possui número par de átomos de carbono. São oxidados pela via da beta-oxidação, um processo catabólico em que se removem dois átomos de carbono por vez, na forma de Acetil CoA, com liberação de coenzimas reduzidas em cada ciclo. Já os triglicerídeos (TG) são gliceróis esterificados com três moléculas de ácido graxo, uma em cada carbono da molécula de glicerol. São encontrados principalmente nas células da mucosa intestinal, tecido hepático e no tecido adiposo, sendo a sua degradação iniciada pela família enzimática das lipases. Os fosfolipídios são moléculas de glicerol (três carbonos) com dois ácidos graxos esterificados no carbono 1 (C1) e no carbono 2 (C2), a partir de ligação fosfodiester; já no carbono 3 (C3), encontramos um grupamento fosfato. Desta forma, os fosfolipídios podem ser tanto hidrofóbicos, por causa dos ácidos graxos, quanto hidrofílicos, devido ao grupo fosfato com glicerol, sendo o principal constituinte da dupla camada das membranas celulares, onde a face polar de uma camada aponta para o meio extracelular, e a outra, para o citoplasma da célula, ambos com predomínio de solução aquosa. Entenderemos, na sequência, que o grupo dos esteróis tem no colesterol seu maior representante. A molécula apresenta o ciclopentanoperidrofenantreno (Figura 1), 15 BIOQUÍMICA CLÍNICA estrutura em quatro anéis, com uma cadeia de hidrocarboneto e uma hidroxila junto a esta estrutura complexa, sendo o principal esteroide encontrado no ser humano. Pode ser apresentado em duas formas: (I) livre, que compõe membranas celulares, ou como (II) éster de Colesterila (EC), em que um ácido graxo é adicionado à hidroxila 3 (da estrutura de 4 anéis), com cuja esterificação se armazena a molécula no interior das células ou no interior das lipoproteínas, pois se torna ainda mais hidrofóbica. Compreenderemos, ainda, outro grupo molecular de grande importância metabólica, ainda mais no chamado jejum prolongado, que são os compostos, caracterizados como corpos cetônicos: o acetoacetato, o beta-hidroxibutirato e a acetona, sendo transportados livremente no sangue para os tecidos periféricos, nos quais podem ser reconvertidos a Acetil CoA e oxidados pelo Ciclo de Krebs, gerando energia aos tecidos extra-hepáticos. 1.2 COLESTEROL O colesterol é uma molécula sintetizada por praticamente todos os tecidos do ser humano, porém alguns tecidos fazem uma contribuição maior nesta produção corpórea, destacando-se o fígado, o córtex da adrenal, o intestino e os tecidos reprodutivos. Ele é o esterol mais abundante no ser humano, apresentando importantes funções em nosso organismo, como, por exemplo, (I) precursor de ácidos biliares; (II) precursor dos hormônios esteroides e (III) componente de todas as membranas celulares (RODWELL, 2017). Diante de seu importante papel, é fundamental que as células dos principais tecidos corpóreos recebam um suprimento adequado de colesterol, desenvolvendo-se um mecanismo de transporte, síntese e regulação da molécula deste esterol. A estrutura do colesterol apresenta 27 carbonos, sendo que: 17 deles estão presentes nos quatro anéis fusionados, conhecidos como ciclopentanoperidrofenantreno; dois são dos grupos metila, entre os anéis AB e CD; e os oito carbonos restantes formam a cadeia lateral periférica. A molécula apresenta, ainda, uma hidroxila ligada ao carbono 3 do anel A. É uma molécula quase totalmente saturada, com uma única dupla ligação entre os carbonos 5 e 6. (Figura 1) 16 BIOQUÍMICA CLÍNICA FIGURA 1: COLESTEROL Fonte: Shutterstock (2020). https://www.shutterstock.com/pt/image-vector/cholesterol-chemical- formula-vector-icon-on-1401506966 1.2.1 Síntese do Colesterol Segundo Baynes (2015), a síntese de colesterol envolve um maquinário enzimático, presente no citoplasma e no retículo endoplasmático da célula, onde todos os átomos do colesterol são fornecidos pelo acetato, com um aporte elevado de poder redutor que chega através do NADPH, bem como o gasto de uma grande quantidade energética. O início da síntese requer a condensação de 2 moléculas de Acetil CoA, reação catalisada pela tiolase, com formaçãoQuinase (CPK) que possui três isoformas: MM (específica na musculatura esquelética), MB (específica no coração) e BB (específica do tecido nervoso). As análises enzimáticas podem medir a atividade de uma enzima, com base apenas no ponto inicial e final da reação, não considerando o que acontece durante a reação, sendo, por esta razão, um método menos preciso. Já no método cinético, será considerada a reação enzimática em vários pontos do processo, sendo muito mais preciso. Outro fator relevante diz respeito aos Valores de Referência. Você mesmo poderá fazer uma rápida pesquisa, percebendo que os valores podem ser bem diferentes de um laboratório para outro. Isso se deve a alguns fatores, por exemplo, as metodologias empregadas para a determinação das atividades enzimáticas. Como exemplos, temos: 143 BIOQUÍMICA CLÍNICA - Métodos que analisam o consumo de substrato. - Métodos que analisam o produto formado. * Métodos em que o produto formado precisa ser transformado em composto corado. - Métodos que analisam a variação de absorção de coenzima que participa da reação enzimática. - Métodos otimizados. Deve-se considerar, ainda, o equipamento utilizado e a técnica de revelação dos resultados. Desta forma, sempre que houver variação considerável nos valores, os mesmos não serão mencionados; caso sejam, podem apresentar variações de laboratório para laboratório. SAIBA MAIS A importância da dosagem de enzimas, para aferir patologias em curso, ou eventos agudos que se manifestam é inquestionável. Veja o exemplo em alguns vídeos que abrem o conhecimento do uso combinado de enzimas com exames adicionais. Vale toda a sua atenção! Acesse o link e confira: https://www.youtube.com/watch?v=xSylDYKYDww A) Fosfatase Alcalina (ALP) (Tabela 15) Compreende um grupo de enzimas, as quais apresentam atividade em pH alcalino, localizadas principalmente em superfícies de troca (epitélio intestinal, túbulos renais, barreira hematoencefálica e placenta), além de estarem intimamente relacionadas com a mineralização óssea. Como cada tecido apresenta uma isoenzima, a fosfatase alcalina dosada no plasma é resultado da presença das diferentes isoformas, originadas em diferentes órgãos, com predomínio das frações ósseas (ALP2) e hepáticas (ALP1). O estudo das frações desta enzima é importante ferramenta no diagnóstico diferencial de morbidades que envolvem o tecido ósseo, relacionando-se com o fígado. Desta forma, qualquer alteração que envolva o metabolismo destes dois tecidos refletirá um aumento plasmático da fosfatase alcalina. https://www.youtube.com/watch?v=xSylDYKYDww 144 BIOQUÍMICA CLÍNICA Em condições fisiológicas, a enzima também pode ser observada aumentada, como no terceiro trimestre de gestação (pela produção placentária), na adolescência (aumento do metabolismo ósseo) e na menopausa. Os recém-nascidos também tendem a apresentar valores mais altos de ALP, em razão do crescimento ósseo. Nas hepatopatias, principalmente as que envolvem obstrução do trato biliar (litíase), carcinoma da cabeça do pâncreas, atrapalhando o fluxo biliar, refletirão no aumento dos níveis plasmáticos de ALP. As morbidades envolvendo o tecido ósseo também podem ser rastreadas por meio do exame de fosfatase alcalina plasmática. Dependendo da patologia, os níveis podem aumentar de 10 até 25 vezes além do normal, como na doença de Paget; já níveis moderadamente elevados podem ser encontrados na osteomalacia, bem como nos tumores ósseos e nos hiperparatireoidismos primários e secundários. As fraturas levam a um aumento transitório e, na osteoporose, os valores são normais. Nas neoplasias, os níveis são úteis para avaliar a presença de metástases, envolvendo o fígado e ossos, valores muito elevados são vistos em pacientes com lesões osteoblásticas, como as encontradas no carcinoma de próstata com metástase óssea. Já níveis reduzidos podem ser observados no hipotireoidismo, na anemia perniciosa, na desnutrição, na doença celíaca e na hipofosfatemia. FAIXA ETÁRIA VALOR DE REFERÊNCIA (U/L) no tecido hepático, também nos rins (de forma moderada) e nos músculos esqueléticos e cardíacos (em menores quantidades). Em geral, as maiores elevações de ALT serão observadas nas lesões hepáticas e, por estar em alta concentração neste tecido, confere elevada especificidade para as lesões e patologias hepáticas. Porém, lesões de musculaturas cardíaca e esquelética, bem como renal, podem desencadear a liberação de grandes quantidades de ALT para o plasma. Os maiores aumentos são observados na hepatite, cirrose, tumor hepático, icterícia 147 BIOQUÍMICA CLÍNICA obstrutiva, hepatotoxicidade etc. Na hepatite de origem viral, os valores séricos de ALT e de AST são bem semelhantes, já nos casos de cirrose em indivíduo alcoolista, tumor metastático hepático, os níveis de ALT são menores que os apresentados para AST. Algumas vezes, utiliza-se o índice DeRitis (relação AST/ALT), para auxiliar no diagnóstico diferencial de hepatopatias (PINTO, 2017). GÊNERO VALOR DE REFERÊNCIA (U/L) Homens Até 41 Mulheres Até 31 TABELA 19: VALOR DE REFERÊNCIA – ALT. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). E) Aspartato Amino Transferase (AST) (Tabela 20) Enzima encontrada em grande quantidade no músculo cardíaco, músculo esquelético e fígado e, em menor quantidade, nos rins e eritrócitos. É um importante marcador enzimático nas lesões hepáticas em processos agudos, pois, em torno de 8 horas após a lesão hepática aguda, a AST vai aumentando e apresenta seu pico entre 24 a 36 horas depois do início do processo, com tendência de retorno à normalidade, passados de 3 a 6 dias. As hepatites virais desencadearão aumentos séricos de até dez vezes mais que os valores de referência, e elas retornam aos valores fisiológicos após uma ou duas semanas. Estes aumentos da ordem de 10 a 20 vezes são utilizados no diagnóstico diferencial de hepatites e lesões hepáticas de outras fontes (PINTO, 2017). Na hepatite viral crônica, os níveis de AST se apresentarão moderadamente elevados, e várias outras morbidades provocarão o aumento dos valores séricos da enzima, tais como: infarto agudo do miocárdio, hepatites medicamentosas, lesão aguda do tecido muscular esquelético, pancreatite aguda etc. A relação AST/ALT é sempre maior que 1,0 nos portadores de cirrose alcoólica, nas hepatites crônicas, no tumor metastático do fígado. Já quando o valor estiver menor que 1,0, existe uma relação com hepatite viral aguda e com a mononucleose infecciosa. Esta enzima também é utilizada junto com a dosagem de outras enzimas, a fim de atestar lesão de tecido muscular cardíaco, porém é de baixa especificidade, em relação às outras que serão detectadas. 148 BIOQUÍMICA CLÍNICA GÊNERO VALOR DE REFERÊNCIA (U/L) Homens Até 37 Mulheres Até 31 TABELA 20: VALOR DE REFERÊNCIA – AST. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). F) Creatinina Quinase (CK) (Tabela 21) Enzima encontrada na musculatura cardíaca, esquelética e no tecido cerebral, permitindo que as lesões nestes tecidos sejam detectadas com o aumento nas dosagens da CK. É um excelente marcador de lesão muscular e não está aumentada nas lesões hepáticas, o que auxilia na especificidade do exame. Como nos ensina Pinto (2017), esta enzima apresentará 3 isoformas, sendo elas a CK-BB (CK1), CK-MB (CK2) e CK MM (CK3). CK-BB (CK1) Presente, principalmente nos pulmões e no cérebro, apresentando seus níveis elevados apenas em situações particulares, como na pós-embolia pulmonar e em alguns pacientes com carcinoma pulmonar. CK-MB (CK2) Forma que apresenta as duas cadeias, M e B, com predominância na musculatura cardíaca. As lesões do miocárdio, observadas na isquemia cardíaca e na miocardite, apresentam uma alta nos níveis de CK-MB, tornando esta dosagem bem específica para as condições citadas. Inclusive, seus níveis podem estar aumentados no plasma em 60 a 100% dos indivíduos que sofrem infarto. O aumento vai acontecer entre 3 a 6 horas após o evento, com seu pico máximo, no intervalo de 12 a 24 horas, retornando aos valores de referência dentro de 24 a 48 horas. Não se associa a extensão do infarto com o grau de elevação plasmática da enzima. CK-MM (CK3) Encontra-se em alta concentração na musculatura esquelética e também no coração. 149 BIOQUÍMICA CLÍNICA Quando se apresentam aumentadas, levam à indicação de lesão muscular esquelética, uma vez que a massa deste tipo muscular é muito maior que a da musculatura cardíaca. Também é um indicativo de lesão dos miofilamentos, sarcolema e toda a estrutura celular muscular. Outras condições que podem levar ao seu aumento, além da lesão, são: a hipóxia, durante exercício físico intenso; as convulsões; os traumatismos musculares; as inflamações, nas distrofias musculares, como na de Duchene. GÊNERO VALOR DE REFERÊNCIA (U/L) Homens 32 a 294 Mulheres 33 a 211 TABELA 21: VALOR DE REFERÊNCIA – CK. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). G) Desidrogenase Láctica (LDH) (Tabela 22) Formam um grupo de isoenzimas que está presente em uma grande variedade de tecidos, tais como coração, rins, eritrócitos, pulmões e, devido à sua ampla distribuição, a especificidade é baixa, apresentando-se elevada em uma grande variedade de processos patológicos (PINTO, 2017). Apesar de ter um valor individual indicativo baixo, em função da ampla distribuição tecidual, utiliza-se esta dosagem enzimática, em conjunto com outras enzimas, ou na forma fracionada, dosando suas isoformas, as quais apresentam distribuição mais específica: - LDH1 no coração, eritrócitos e rins; - LDH2 no coração e sistema reticuloendotelial; - LDH3 nos pulmões e outros tecidos; - LDH4 na placenta e pâncreas; - LDH5 no fígado e músculo esquelético. A separação pode ser feita por eletroforese ou pelo teste de desnaturação por calor e, dependendo do teste, obtêm-se as frações das isoformas. Vários cuidados precisam ser observados após a separação. A utilização das isoformas pode auxiliar na detecção de infarto agudo do miocárdio, uma vez que nesta condição acontece a elevação de LDH1 e aumento discreto de LDH2, nas primeiras horas após o evento patológico, atingindo seu ápice, no intervalo de 42 a 72 150 BIOQUÍMICA CLÍNICA horas, e retornando ao valor de referência em torno de 10 a 14 dias. Outro panorama é um aumento discreto na fração LDH4 e pronunciado na fração LDH5 nas doenças hepáticas, tais como a cirrose, hepatites agudas e icterícias. Quando se estabelece uma patologia relacionada ao sistema nervoso, como meningites e tumores malignos, o perfil é de aumento das isoformas LDH2 e LDH3. Já na anemia megaloblástica, acontece um aumento exclusivo das isoformas LDH1, diferentemente da anemia aplástica onde todas as isoformas se apresentam aumentadas no plasma, por se localizarem nos eritrócitos e nos leucócitos. FASE VALOR DE REFERÊNCIA (U/L) Adulto 120 a 246 TABELA 22: VALOR DE REFERÊNCIA – LDH. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). 4.7.3 Marcadores do Infarto do Miocárdio Antes de continuarmos, é necessário salientar que os parâmetros descritos a seguir, somam-se aos descritos anteriormente. A) Mioglobina (Tabela 23) Proteína globular, principal carregador de oxigênio nos tecidos musculares, assemelha-se bastante à hemoglobina. A lesão nas células musculares, tanto esqueléticas quanto cardíacas, acaba promovendo o extravasamento da mioglobina para o plasma. Apesar de ser um parâmetro sensível na detecção do infarto agudo do miocárdio, não tem a especificidade, visto que se apresenta, também, na musculatura esquelética. Porém, este marcador é observado mais precocemente que as CK, inclusive a isoforma CK-MB, em torno de 1 a 3 horas após o evento. Conforme já exposto, o diagnóstico é um conjunto de análises e dosagens, por isso a importância deste e de outros parâmetros na definição de um infarto agudo do miocárdio. 151 BIOQUÍMICA CLÍNICA VALOR DE REFERÊNCIA (ng/ml) VALOR DE REFERÊNCIA (ng/ml) Inferior ou igual a 110,0 TABELA 23: VALOR DE REFERÊNCIA– MIOGLOBINA. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). B) Troponina (Tabela 24) As troponinas formam um complexo cálcio dependente, o qual participará ativamente da contração muscular, como foi estudado na Fisiologia e na Biologia. A troponina I cardíaca apresenta alta especificidade para o tecido miocárdico, não sendo detectado no plasma de indivíduos sadios e, nos casos do infarto agudo do miocárdio, mostra um aumento proporcionalmente bem maior do que os valores de referência, podendo permanecer elevada por 7 a 10 dias após o episódio agudo. Os primeiros sinais de elevação deste marcador no infarto agudo do miocárdio já ocorrem após três horas e meia do acontecimento do episódio (PINTO, 2017). TIPO VALOR DE REFERÊNCIA (ng/ml) Troponina T 0,0 a 0,04 Troponina I 0,0 a 0,1 TABELA 24: VALOR DE REFERÊNCIA – TROPONINA. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). 4.7.4 Marcadores Renais A) Ureia (recordando) (Tabela 25 e Tabela 26) A ureia está presente, principalmente como consequência do metabolismo das proteínas, em específico dos aminoácidos, de acordo com o que estudamos na unidade que trata das alterações do metabolismo de aminoácidos. 152 BIOQUÍMICA CLÍNICA Na etiologia da uremia pré-renal, a hiperuremia será detectada, através do aumento plasmático da ureia, sem a elevação da creatinina no sangue. Na doença renal aguda ou crônica, acontece o aumento da ureia plasmática, como consequência da menor excreção glomerular devido à insuficiência renal. Na etiologia da hiperuremia pós-renal, acontece a obstrução do trato urinário, com a reabsorção da ureia pela circulação. Outra situação que pode levar à hiperuremia é quando o paciente apresenta hepatopatia grave, uma vez que o fígado se torna incapaz de sintetizar ureia a partir da amônia, resultando no quadro de aumento da ureia plasmática, que, caso persista, poderá desencadear a encefalopatia grave. Valores de Referência Ureia (U/l) 46 a 120 U/l TABELA 25: VALOR DE REFERÊNCIA – UREIA. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). TIPO VALOR DE REFERÊNCIA (mg/dL) Crianças até 1 ano 9 a 40 Crianças acima de 1 ano 11 a 38 Adultos 13 a 43 TABELA 26: VALOR DE REFERÊNCIA POR IDADE – UREIA (outra unidade). Fonte: Elaborado pelo autor (2020). B) Creatinina (Tabela 27) É produzida, como resultado da desidratação não enzimática da creatinina muscular. É sintetizada no fígado, nos rins e no pâncreas, sendo transportada para o músculo e para o cérebro, ao se converter à creatinina fosfato (reservatório energético). Como descrito em Pinto (2017), existe uma reabsorção tubular da creatinina, mas esta reabsorção é compensada por uma forte secreção tubular. Quando se tem um comprometimento da filtração renal, acarreta alteração nos níveis plasmáticos de creatinina, sendo um indicador da função renal, que pode ter causas pré-renais, renais ou pós-renais. a) Nas causas pré-renais, existem, em paralelo, aumentos significativos na necrose muscular esquelética, ou atrofia, e ainda podem ser observados: insuficiência cardíaca 153 BIOQUÍMICA CLÍNICA congestiva, depleção de sais e água associada ao vômito, diarreia, diabetes não controlado etc. b) Nas causas renais, observam-se lesões glomerulares, nos túbulos, nos vasos sanguíneos ou no tecido intersticial renal. c) Nas causas pós-renais, são frequentes na hipertrofia prostática, nas compressões extrínsecas dos ureteres, nos cálculos renais etc. Outra importante função do monitoramento de creatinina sérica é relacionada ao transplante renal, já que um aumento da mesma, ainda que pequeno, pode ser indicativo de rejeição do órgão. Para sua dosagem, evita-se a prática de exercício físico, em um período de 8 horas antes da dosagem, e também a ingestão de carne vermelha em excesso, 24 horas antes. Gênero Valores de Referência Creatinina (mg/dL) Homens 0,7 a 1,3 Mulheres 0,6 a 1,1 TABELA 27: VALOR DE REFERÊNCIA – CREATININA. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). 154 BIOQUÍMICA CLÍNICA CONSIDERAÇÕES FINAIS Nesta quarta unidade, iniciamos nosso estudo na concentração de íon hidrogênio, na importância da manutenção do pH corpóreo e na definição de tamponamento e solução tampão. Em seguida, foi vista a excreção do íon hidrogênio pelo sistema renal, e o papel do bicarbonato neste sistema de tamponamento, bem como outros tampões intra e extracelulares. Na sequência do aprendizado, foi descrita a avaliação do estado acidobásico, para depois trabalharmos os desequilíbrios neste sistema de manutenção de pH corpóreo, entendendo-se a gasometria e o intervalo aniônico. Todos os desequilíbrios foram caracterizados e abordados, com foco nos efeitos clínicos e diagnóstico, fazendo com que as variáveis fossem analisadas e interpretadas para cada desequilíbrio. Encerramos a Unidade 4, analisando os principais testes laboratoriais utilizados nas rotinas da área da saúde, como o hemograma, além de termos caracterizado muitas enzimas e outros marcadores, os quais são utilizados com fins diagnóstico. Assim, espera- se que o conhecimento aqui adquirido possa auxiliá-lo(a) a se tornar um(a) excelente profissional desta área. 155 BIOQUÍMICA CLÍNICA EXERCÍCIO FINAL 1. (CONHECIMENTO) - Com o objetivo de manter a homeostasia corpórea, o pH do sangue deve se manter levemente alcalino, porque desvios para mais ou para menos podem afetar o funcionamento de muitos órgãos e, por isso, nosso corpo tem mecanismos que ajudam a regulação dos níveis de pH. Em função do conhecimento adquirido ao longo desta unidade, analise as afirmativas abaixo: I – A ação da glutaminase muscular permite o tamponamento deste tecido com o H+ excretado. II - Um tampão é uma solução do sal de um ácido fraco que é capaz de ligar íons hidrogênio. III - Os distúrbios acidobásicos “respiratórios” afetam diretamente a pCO 2 . A função respiratória prejudicada provoca um acúmulo de CO 2 no sangue, enquanto, de forma menos comum, a hiperventilação pode provocar uma diminuição da pCO 2 ; IV - A associação do íon hidrogênio com o bicarbonato ocorre de maneira lenta, porém a degradação do ácido carbônico em dióxido de carbono e água ocorre rapidamente. Assinale a opção correta: a) São falsas somente as afirmativas III e IV. b) Somente as afirmativa II e III são verdadeiras. c) São falsas somente as afirmativas I e III. d) Somente a afirmativa I é falsa. e) Todas as afirmativas são falsas. 2. (CONHECIMENTO) - O principal sistema de tamponamento no ser humano é o tampão bicarbonato, que terá uma atuação extracelular. Neste sistema tampão, o bicarbonato (HCO3 -) vai se combinar com o íon hidrogênio e consequente formação do ácido carbônico (H2CO3). Este sistema tampão é único, porque o H2CO3 pode dissociar-se em água (H2O) e dióxido de carbono (CO2). 156 BIOQUÍMICA CLÍNICA Leia as afirmativas abaixo: I - A reação catalisada pela anidrase carbônica consiste na hidratação do CO 2 , originando o ácido carbônico. II – Enquanto os tampões simples rapidamente se tornam ineficazes, à medida que a associação do íon hidrogênio e o ânion do ácido fraco atingem o equilíbrio, o sistema bicarbonato continua funcionando, porque o ácido carbônico é removido sob a forma de ácido carbônico. III - O sistema renal participa ativamente da filtração de bicarbonato, sendo 85% reabsorvido no túbulo renal proximal e, uma parte menor, em torno de 10%, no túbulo renal distal. IV - Na acidose metabólica, o distúrbio primário é o aumento da concentração bicarbonato. V - A gasometria é a medida de gases sanguíneos para uma investigação fundamental, realizada sempre que ocorrer a suspeita de alguma insuficiência respiratória e/ou de distúrbios acidobásicos, que acabam se tornando uma diretriz importante para o tratamento destes distúrbios. Assinale a alternativa correta: a) São falsas somente as afirmativas III e IV. b) Somente as afirmativa II e III são verdadeiras. c) São falsas somente as afirmativas I e III. d) Somente a afirmativa I é verdadeira.e) São falsas somente as afirmativas I, III e V. 3. (CONHECIMENTO) - Os exames bioquímicos são fundamentais para estabelecer diagnóstico, permitindo que o profissional direcione a terapêutica e monitore a evolução clínica do paciente. Analise as afirmativas abaixo: I - O hematócrito é a proporção de sangue ocupado pelos eritrócitos, mergulhados em 55% do volume sanguíneo total. II - A dosagem de ALP é importante na suspeita de tumores ósseos. III - O índice DeRitis (relação AST/ALP) é utilizado para auxiliar no diagnóstico diferencial de hepatopatias. IV - A troponina I cardíaca apresenta alta especificidade para o tecido miocárdico, sendo detectado no plasma de indivíduos sadios em níveis moderados. 157 BIOQUÍMICA CLÍNICA V - A creatinina é um indicador da função renal. Assinale a alternativa correta: a) São falsas somente as afirmativas III e V. b) Somente as afirmativa I e IV são verdadeiras. c) Somente a afirmativa I é verdadeira. d) São falsas somente as afirmativas III e IV. e) São falsas somente as afirmativas I e III. 158 BIOQUÍMICA CLÍNICA REFERÊNCIAS BAYNES, J. W. Bioquímica Médica. 4. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2015. DEVLIN, T. M. Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas. 7. ed. São Paulo: E. Blücher, 2011. MANUAL MSD (Minimum Set of Data). Disponível em: https://www.msdmanuals.com/ pt-br/casa. Acesso em: 15 de agosto de 2020. MURPHY, M.; SRIVASTAVA, R.; DEANS, K. Bioquímica Clínica 6. Ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2019. PINTO, W.J. Bioquímica Clínica. 1. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. https://www.msdmanuals.com/pt-br/casa https://www.msdmanuals.com/pt-br/casa 160 XXXX uniavan.edu.br 161 BIOQUÍMICA CLÍNICA 162 BIOQUÍMICA CLÍNICA 163 BIOQUÍMICA CLÍNICA 164 BIOQUÍMICA CLÍNICA 165 BIOQUÍMICA CLÍNICA unidade REFERÊNCIAS EXERCÍCIO FINAL CONSIDERAÇÕES FINAIS 1.4 DISLIPIDEMIAS 1.4.1 Tipo I 1.4.2 Tipo IIa (Hipercolesterolemia Familiar) 1.4.3 Tipo IIb (Hipercolesterolemia Familiar Combinada) 1.4.4 Tipo III 1.4.5 Tipo IV 1.4.6 Tipo V 1.4.7 Abordagem Clínica do Paciente com Dislipidemia 1.3 LIPOPROTEÍNAS PLASMÁTICAS 1.3.1 Metabolismo dos Quilomícrons (QM) 1.3.2 Metabolismo das Lipoproteínas de Densidade Muito Baixa (VLDL) 1.3.3 Metabolismo das Lipoproteínas de Baixa Densidade (LDL) 1.3.4 Metabolismo das Lipoproteínas de Alta Densidade (HDL) 1.2 COLESTEROL 1.2.1 Síntese do Colesterol 1.2.2 Regulação da Síntese do Colesterol 1.2.3 Degradação do Colesterol 1.2.4 Ester de Colesterila (Colesterol Ester, EC) INTRODUÇÃO À UNIDADE 1.5 CORPOS CETÔNICOS 1.5.1 Utilização de Corpos Cetônicos 1.5.2 Corpos Cetônicos e Diabetes Melito unidade REFERÊNCIAS EXERCÍCIO FINAL CONSIDERAÇÕES FINAIS 2.4 SÍNDROME METABÓLICA 2.4.1 Tratamento 2.3 DIABETES 2.3.1 Diabetes Melito Tipo 1 2.3.2 Diabetes Melito Tipo 2 2.3.3 Fisiopatologia do Diabetes Melito 2.3.4 Diagnóstico do Diabetes Melito 2.3.5 Tratamento do Diabetes Melito 2.2.2 Efeitos Metabólicos da Insulina 2.2 INSULINA 2.2.1 Secreção de Insulina 2.1 INTRODUÇÃO À UNIDADE unidade REFERÊNCIAS EXERCÍCIO FINAL CONSIDERAÇÕES FINAIS 3.8 DEFEITOS NO CICLO DA UREIA 3.8.1 Ureia e seu acúmulo (sem interrupção no seu ciclo) 3.8.2 Amônia e sua relação com a Ureia 3.7 DISTÚRBIOS DO METABOLISMO DOS AMINOÁCIDOS 3.7.1 Fenilcetonúria (PKU) 3.7.2 Alcaptonúria 3.7.3 Doença da Urina em Xarope de Bordo (MSUD) ou Leucinose 3.6. BIOSSÍNTESE DOS AMINOÁCIDOS 3.5 RELAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS COM O METABOLISMO CENTRAL 3.4 DISTÚRBIOS DO METABOLISMO DO GLICOGÊNIO 3.4.1 Doença de Von Gierke 3.4.2 Doença de Pompe 3.3 METABOLISMO DA GALACTOSE E DISTÚRBIOS 3.3.1 Distúrbios do Metabolismo da Galactose 3.3.2 Metabolismo da Galactose na Formação da Lactose 3.2 METABOLISMO DA FRUTOSE 3.2.1 Distúrbios do Metabolismo da Frutose 3.2.3 Conversão de Glicose à Frutose, pela via do Sorbitol Introdução a unidade unidade REFERÊNCIAS EXERCÍCIO FINAL CONSIDERAÇÕES FINAIS 4.7 AVALIAÇÃO CLÍNICO-LABORATORIAL DE IMPORTÂNCIA 4.7.1 Hemograma (Tabela 14) 4.7.2 Enzimologia Clínica 4.7.3 Marcadores do Infarto do Miocárdio 4.7.4 Marcadores Renais 4.6 DISTÚRBIOS ACIDOBÁSICOS 4.6.1 Mecanismos de Compensação 4.6.2 Diagnóstico dos Desequilíbrios Acidobásicos 4.6.3 Acidose Metabólica 4.6.4 Alcalose Metabólica 4.6.5 Acidose Respiratória 4.6.6 Alcalose Respiratória 4.6.7 Distúrbios Mistos 4.5 AVALIAÇÃO DO ESTADO ÁCIDO-BASE 4.4 EXCREÇÃO RENAL DO ÍON HIDROGÊNIO E PAPEL DO BICARBONATO 4.3 TAMPONAMENTO 4.3.1 Tampão 4.2 CONCENTRAÇÕES DE ÍONS HIDROGÊNIO 4.1. INTRODUÇÃO À UNIDADEdo Acetoacetil CoA. Na reação seguinte, temos a ação da HMG CoA-Sintase, na qual o novo Acetil CoA é unido à molécula citada, formando o 3-Hidroxi-3-Metilglutaril CoA (HMG-CoA), sendo estas etapas também observadas na síntese de corpos cetônicos (Figura 2). https://www.shutterstock.com/pt/image-vector/cholesterol-chemical-formula-vector-icon-on-1401506966 https://www.shutterstock.com/pt/image-vector/cholesterol-chemical-formula-vector-icon-on-1401506966 17 BIOQUÍMICA CLÍNICA FIGURA 2: SÍNTESE DE HMG-CoA. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). O próximo passo é definido como etapa limitante de velocidade de síntese, já que é o ponto de regulação, na produção desta molécula, e será a base para o entendimento de parte do tratamento medicamentoso da hipercolesterolemia. Aqui, o HMG-CoA sofre ação da enzima HMG-CoA Redutase, a qual o converte em ácido mevalônico. Este passo acontece no retículo endoplasmático e é uma etapa irreversível do processo (Figura 3). 3-Hidroxi-3-metilglutaril CoA (HMG-CoA) 2NADPH 2NADP+ HMG-CoA Redutase Ácido Mevalônico CoA FIGURA 3: Síntese de Ácido Mevalônico. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). O ácido mevalônico sofre uma série de reações, com formação de muitos intermediários e várias enzimas, tendo como produto final o colesterol. São muitas reações para formar a estrutura de 4 anéis do ciclopentanoperidrofenantreno, nas quais se gasta bastante energia, bem como se necessita de alto poder redutor com consumo de NADPH + H+, coenzima reduzida, proveniente da via das pentoses fosfato. 18 BIOQUÍMICA CLÍNICA 1.2.2 Regulação da Síntese do Colesterol Lembra a etapa limitante e a enzima do metabolismo de colesterol que é regulada? Acompanhe a linha de raciocínio abaixo. A enzima HMG-CoA Redutase é uma proteína intrínseca de membrana, a qual está presente no retículo endoplasmático da célula, e tem seu sítio ativo voltado para o citoplasma celular, estando submetida a diferentes tipos de mecanismos reguladores (HARVEY, 2012). A) Inibição Retroativa O colesterol é um inibidor retroativo da HMG-CoA Redutase e, desta forma, a síntese é freada, quando este começa a se acumular. B) Regulação Hormonal A atividade da enzima é controlada, negativamente, pela presença do glucagon que ocasiona a fosforilação e consequente inibição da enzima. Já a insulina ocasiona a desfosforilação da enzima e, consequentemente, a ativação da mesma, exercendo um controle positivo da síntese de colesterol. C) Regulação da Transcrição da Enzima O colesterol, que é internalizado (via LDL) pelas células, promove uma regulação da transcrição do gene da enzima de forma negativa, impedindo que mais colesterol seja sintetizado pela célula, não se tornando necessária a produção interna, já que ocorreu um aporte externo da molécula. D) Inibição Medicamentosa As estatinas pertencem à classe medicamentosa dos inibidores reversíveis competitivos da HMG-CoA Redutase, logo são utilizadas com o objetivo de diminuição nos níveis de colesterol dos pacientes com hipercolesterolemia. 19 BIOQUÍMICA CLÍNICA Vimos, até aqui, como a molécula de colesterol é sintetizada e como será regulada em sua produção. O próximo passo será entender o reverso, isto é, como esta molécula será degradada, uma vez que não é tão simples para o nosso organismo trabalhar a estrutura complexa dos quatro anéis do colesterol. 1.2.3 Degradação do Colesterol Uma vez que, nos seres humanos, a estrutura dos quatro anéis da molécula não é metabolizada, ela será eliminada intacta do corpo por: (I) secreção, na bile, sendo posteriormente lançado no duodeno e (II) conversão em ácidos biliares, que se transformarão em sais biliares (BAYNES, 2015). A) Ácidos e Sais Biliares Estas estruturas são formadas por muitas enzimas hepáticas, presentes em diversos compartimentos celulares. Os ácidos biliares mais comuns são o cólico e o deoxicólico, os quais possuem uma face polar e outra apolar, permitindo-se sua ação como potentes detergentes na emulsificação lipídica. Antes dos ácidos biliares deixarem o fígado, serão conjugados com os aminoácidos glicina e taurina, formando quatro sais biliares: glicocólico, taurocólico, glicoquenodeoxicólico e tauroquenodeoxicólico, que possuem uma capacidade detergente ainda maior, quando comparados aos ácidos biliares, embora apenas estes sejam armazenados na bile. No entanto, ao serem lançados no intestino, algumas bactérias convertem os sais biliares novamente em ácidos biliares. B) Circulação Entero-hepática Prezado(a) aluno, tenha muita atenção neste tópico, uma vez que, mais adiante, 20 BIOQUÍMICA CLÍNICA um dos tratamentos para diminuição do colesterol plasmático focará no bloqueio desta circulação entero-hepática! É o processo contínuo de secreção dos sais biliares (via bile) no duodeno, a reabsorção de ácidos e sais biliares, com posterior reendereçamento para o fígado. A mistura de ácidos e sais biliares é absorvida, em sua maioria, no íleo, através de transporte ativo. No fígado, os ácidos serão novamente convertidos em sais biliares, para estoque na bile. 1.2.4 Ester de Colesterila (Colesterol Ester, EC) A maior parte do colesterol estocado está em forma esterificada, ou seja, com um ácido graxo ligado ao carbono 3 (que contém a hidroxila), o qual torna a estrutura ainda mais hidrofóbica. Você deve se perguntar: como gravar o nome da enzima responsável por essa esterificação? Vamos raciocinar juntos: a enzima transfere uma molécula de ácido graxo da fosfatidilcolina (lecitina) para o colesterol; a fosfatidilcolina sem o ácido graxo se torna lisolecitina, e o nome da enzima? Fosfatidilcolina Acil Transferase (ou Lecitina: colesterol aciltransferase), ou seja, basta ver a ação da enzima e concluir a relação com o nome. Mas por que formar esta estrutura? Porque, ao formar uma estrutura ainda mais hidrofóbica, o colesterol fica aprisionado na célula, servindo de fonte precursora de moléculas que possuem colesterol como um de seus substratos. Outra forma do EC sair é na troca HDL x VLD, conforme será visto mais adiante. 1.3 LIPOPROTEÍNAS PLASMÁTICAS As lipoproteínas plasmáticas são os complexos de lipídios e proteínas, denominadas apolipoproteínas (apoproteínas ou Apo), estando em constante mudança de síntese, degradação e remoção plasmática. As lipoproteínas plasmáticas incluem: os quilomícrons (QM), lipoproteínas 21 BIOQUÍMICA CLÍNICA de densidade muito baixa (VLDL), lipoproteínas de densidade intermediária (IDL), lipoproteínas de densidade baixa (LDL) e lipoproteína de alta densidade (HDL). Elas são estruturas responsáveis por possibilitar o transporte lipídico no plasma e fornecer um mecanismo eficiente de entrega deste conteúdo lipídico aos tecidos. Nos seres humanos, pode-se observar uma série de problemas relacionados ao sistema de entrega, promovendo deposições graduais de lipídios nos tecidos, principalmente relacionados ao colesterol. Estas deposições representam um grave risco à saúde, já que ocasionam um estreitamento dos vasos sanguíneos (HARVEY, 2012). As lipoproteínas são compostas de um centro lipídico neutro e uma parte periférica com fosfolipídios, apoproteínas e colesterol, bem semelhante a uma estrutura membranar, porém de camada única (Figura 4). FIGURA 4: ESTRUTURA DAS LIPOPROTEÍNAS. Fonte: Shutterstock (2020). https://www.shutterstock.com/pt/image-illustration/lipoproteins-blood-ldl- hdl-115340299 Os QM são os de menor densidade e maior tamanho, contendo maior quantidade de lipídio e menor de apoproteínas; as VLDL e LDL são as mais densas, sucessivamente, com maior conteúdo proteico e menor de lipídios; já as HDL são as menores, mais densas https://www.shutterstock.com/pt/image-illustration/lipoproteins-blood-ldl-hdl-115340299 https://www.shutterstock.com/pt/image-illustration/lipoproteins-blood-ldl-hdl-115340299 22 BIOQUÍMICA CLÍNICA entre todas, com maior conteúdo de apoproteína e menor de lipídios. As apoproteínassão sintetizadas no retículo endoplasmático rugoso (RER) e, à medida que se transportam do retículo endoplasmático (RE) e Complexo de Golgi (CG), elas são glicosiladas. Estas apoproteínas que compõem as lipoproteínas plasmáticas possuem importantes funções: (I) componentes estruturais; (II) sítios de reconhecimento para receptores membranares das células e (III) ativadores ou coenzimas para enzimas, as quais estão envolvidas na metabolização das lipoproteínas plasmáticas. As apoproteínas, bem como os principais lipídios transportados, variam de uma lipoproteína plasmática para outra, distribuindo-se, conforme observamos na Tabela 1: LIPOPROTEÍNA LÍPIDIO PRINCIPAL APOPROTEÍNAS (Apo) Quilomícron Triglicerídeo B-48, A, C e E Muito Baixa Densidade (VLDL) Triglicerídeo B-100, A, C e E Baixa Densidade (LDL) Colesterol B-100 Alta Densidade (HDL) Éster de Colesterila A-I, A-II, C e E TABELA 1: CONTEÚDOS DAS LIPOPROTEÍNAS. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). 1.3.1 Metabolismo dos Quilomícrons (QM) Os quilomícrons são formados nas células da mucosa intestinal, e transportam os triglicerídeos, colesterol, éster de colesterila e lipídeos adicionais para os tecidos periféricos. Como são formados nas células da mucosa intestinal, os QM transportarão principalmente os lipídeos da dieta. Muita atenção aqui! A informação, de onde a estrutura é formada, torna-se muito importante para você diferenciar o significado de triglicerídeo aumentado, analisando o QM e o VLDL, pois o QM reflete diretamente o lipídio obtido do trato digestivo, em sua maior parte. Essas estruturas são montadas durante a transição do retículo endoplasmático para o Complexo de Golgi, onde acontece o encaixe das apoproteínas, dos fosfolipídios e a embalagem dos lipídios que serão transportados no centro da estrutura. A estrutura sai das células por exocitose para o sistema linfático. Nesta fase, a estrutura é chamada 23 BIOQUÍMICA CLÍNICA de quilomícron nascente, e tem como principal apoproteína a ApoB-48. Quando atinge o plasma, o quilomícron nascente é modificado, recebendo de HDL circulante a Apo-E e apoproteínas C (destaque para a Apo-CII). Depois, a estrutura é chamada apenas de quilomícron (HARVEY, 2012). O QM vai distribuir seu conteúdo de triglicerídeos (TG) aos tecidos, lembrando que a entrega jamais será da molécula íntegra de TG, ou seja, deverá ocorrer o desmonte desta estrutura durante a entrega. Desta forma, a Apo-CII do QM vai ativar uma enzima extracelular, a qual se localiza nas paredes dos capilares da maioria dos tecidos, principalmente no tecido adiposo, musculatura esquelética e cardíaca, que se chama Lipase Lipoproteica (LPL) e é responsável pela hidrólise do TG do QM, gerando monoglicerídeo, ácidos graxos livres e glicerol (Figura 5). FIGURA 5: METABOLISMO DOS QUILOMÍCRONS. QM = Quilomícron; HDL = Lipoproteína de Alta Densidade; TG = Triglicerídeo; AG = Ácido Graxo Fonte: Elaborado pelo autor (2020). 24 BIOQUÍMICA CLÍNICA À medida que os quilomícrons circulam, e cedem seus triglicerídeos, eles diminuem de tamanho. Assim que boa parte de seu conteúdo tiver sido degradada, devolvem- se as apoproteínas C para o HDL, sendo chamados, a partir de então, de quilomícrons remanescentes (Figura 5). Nos seres humanos, os quilomícrons remanescentes são removidos pelo fígado, que reconhece o conjunto ApoB-48 e Apo-E, sendo absorvidos por endocitose pelos hepatócitos, degradados, liberando o conteúdo de aminoácidos (pela degradação das apoproteínas) e lipídios (colesterol livre e ácidos graxos) nas células do tecido hepático. Este colesterol livre regulará a síntese hepática de colesterol, pois inibe a transcrição do gene da HMG-CoA Redutase (como já foi visto anteriormente). 1.3.2 Metabolismo das Lipoproteínas de Densidade Muito Baixa (VLDL) A VLDL, composta basicamente de triglicerídeos, é sintetizada no fígado, possuindo como função principal o transporte dos TGs para tecidos periféricos. Quando estas estruturas são liberadas do fígado, chamam-se partículas nascentes de VLDL, tendo como principais apoproteínas a ApoB-100 e a ApoA-I. Na circulação, recebem Apo-E e apolipoproteínas C (destaque para Apo-CII) do HDL circulante, sendo denominadas apenas de VLDL. A cessão do conteúdo de TG segue a mesma dinâmica vista nos quilomícrons, com ativação da lipase lipoproteica pela Apo-CII e degradação da molécula lipídica (rever o sistema na Figura 5). Uma vez que cede seu conteúdo de triglicerídeo, diminui de tamanho e fica mais densa, por isso alguns autores consideram que, neste momento, elas são chamadas de IDL, podendo uma parte ser captada por endocitose por alguns tecidos, e depois degradadas. Porém, boa parte de VLDL devolve para HDL as apoproteínas C e a Apo-E, mantendo apenas a ApoB-100 e, posteriormente, uma troca lipídica de fundamental importância entre o HDL e o VLDL (ou IDL) ocorrerá, a qual será intermediada por uma proteína, chamada Proteína de Transferência do Colesterol Esterificado (CETP, Cholesterylester Transfer Protein). A troca consiste na transferência dos ésteres de colesterila do HDL para VLDL (ou IDL) com concomitante de TG e fosfolipídio para HDL. Finalizada a troca lipídica, o VLDL foi convertido em LDL (Figura 6). 25 BIOQUÍMICA CLÍNICA Essa troca foi mencionada anteriormente, mas caso deseje relembrar, bastar retornar ao subitem 1.2.4). FIGURA 6: TROCA LIPÍDICA VLDL x HDL. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). 1.3.3 Metabolismo das Lipoproteínas de Baixa Densidade (LDL) As partículas de LDL recém-formadas apresentam uma única apoproteína, a ApoB-100, e uma quantidade bem reduzida de triglicerídeos, com elevada concentração de colesterol. As partículas de LDL possuem como principal função o fornecimento de colesterol para os tecidos periféricos. A entrega deste colesterol só é possível nas células que possuem, em sua membrana plasmática, o receptor para LDL, o qual possui especificidade para se ligar com a ApoB- 100 desta lipoproteína plasmática. ATENÇÃO! Fique atento a este receptor de LDL. Em breve, ele estará associado a uma das formas de dislipidemia que abordaremos em nossos estudos. 26 BIOQUÍMICA CLÍNICA Após a ligação do receptor com a ApoB-100, a partícula é internalizada por endocitose, formando vesículas de revestimento (alguns autores tratam como endossomo primário). Os receptores são liberados para voltarem à membrana, e se forma o endossomo secundário (partícula endocitada fusionada com o lisossomo), permitindo que enzimas hidrolíticas degradem o LDL, liberando para a célula aminoácidos (degradação das apoproteínas), colesterol, ácidos graxos e fosfolipídios (Figura 7). FIGURA 7: INTERNALIZAÇÃO DE LDL. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). A) Captação de LDL Modificado Os receptores scavenger estão presentes na membrana de células fagocitárias (como os macrófagos), com uma ampla especificidade, podendo se ligar às partículas de LDL que tenham sido quimicamente modificadas. Tais modificações, como acetilação ou oxidação, atingem a ApoB-100 e fazem surgir o LDL quimicamente modificado, o qual é reconhecido pelos receptores scavenger, permitindo a endocitose desta lipoproteína, com destruição e liberação do colesterol no interior do macrófago. Quando a captação de LDL modificado acontece em grande quantidade, gera uma 27 BIOQUÍMICA CLÍNICA mudança morfológica no macrófago, já que esta célula não possui via de metabolização do colesterol. Os macrófagos assumem uma morfologia descrita como “espumosa”, acumulam- se, liberando fatores de crescimento e estimulando a proliferação da musculatura lisa, com calcificação de uma placa aterosclerótica que vai se formar (HARVEY, 2012). A etapa inicial de modificação desta apoproteína se relaciona à peroxidação dos ácidos graxos poli-insaturados presentes no LDL, podendo ser inibida através de agentes antioxidantes, como a vitamina E. SAIBA MAIS Prezado aluno, o que acha de aprendermais com este recurso visual que aborda a formação da placa aterosclerótica, aproveitando para rever conceitos já trabalhados em outras disciplinas! Acesse o link e confira: https://www.youtube.com/watch?v=r40aYz4ndZI 1.3.4 Metabolismo das Lipoproteínas de Alta Densidade (HDL) As lipoproteínas de alta densidade são sintetizadas no fígado, sendo liberadas por exocitose para a circulação, caracterizando-se por serem discoides e pobres em lipídios. No entanto, esta partícula exerce funções muito importantes, como: (I) reservatório de apoproteínas que serão transferidas ao QM e ao VLDL; (II) transferência de éster de colesterila à VLDL e LDL; (III) transporte de ésteres de colesterila até o fígado e (IV) remoção do colesterol livre, com esterificação do mesmo (HARVEY, 2012). À proporção que circula no plasma, o HDL capta o colesterol livre (chamado de transporte reverso do colesterol) e, através da sua ApoA-I, ativa a enzima plasmática Fosfatidil Colina Acil Transferase (LCAT), e esta adiciona um ácido graxo ao colesterol, esterificando-o e permitindo que o éster de colesterila fique aprisionado no interior da partícula do HDL (Figura 8). Já falamos sobre esta enzima, quando trabalhamos a esterificação do colesterol. https://www.youtube.com/watch?v=r40aYz4ndZI 28 BIOQUÍMICA CLÍNICA FIGURA 8: AÇÃO DE HDL. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). SUGESTÃO DE LEITURA BAYNES, John W. (Coord.). Bioquímica Médica. 4. ed. Elsevier, 2015, 664 p. ISBN 9788535279030 O Capítulo 18 trata especificamente de lipoproteínas plas- máticas e aterogênese, tornando-se importante estudo para se aprofundar na temática trabalhada nesta Unidade 1. 29 BIOQUÍMICA CLÍNICA 1.4 DISLIPIDEMIAS Conforme descreve Kumar (2018), as dislipidemias são alterações do metabolismo lipídico que ocorrem em qualquer fase do metabolismo deste grupo molecular, refletindo nos níveis séricos das lipoproteínas plasmáticas, ou na remoção reduzida destas estruturas ou na maior produção dos lipídios. Em sua etiologia, podem ser: a) Primárias - origem genética, sendo que algumas só se manifestam com influência ambiental. b) Secundárias - consequências de doenças e/ou uso medicamentoso. Podemos dividir as dislipidemias, segundo a classificação de Fredrickson, apresentada na Tabela 2: FENÓTIPO ALTERAÇÕES LIPÍDICAS NO PLASMA ALTERAÇÃO I Grande aumento de TG, colesterol normal ou pouco aumentado QM IIa Aumento do colesterol total e TG normal LDL IIb Grande aumento de colesterol e aumento moderado de TG LDL e VLDL III Aumento de colesterol e TG IDL IV Grande aumento de TG, colesterol total normal ou pouco aumen- tado VLDL V Grande aumento de TG e colesterol total moderadamente aumentado VLDL e QM TABELA 2: CLASSIFICAÇÃO DE FREDRICKSON. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). A classificação de Fredrickson prioriza os achados dos valores de concentração lipídica e das lipoproteínas plasmáticas, sendo o ponto de partida para o diagnóstico das dislipidemias. 30 BIOQUÍMICA CLÍNICA Antes de partir para a caracterização das dislipidemias, faz-se necessário expor os valores de referência, adultos acima de 20 anos, para interpretação de exames laboratoriais (Tabela 3 e Tabela 4). Essas tabelas guiarão você, aluno, quando entrarmos nos valores referenciados nas diversas patologias descritas. Você poderá consultá-las, sempre que necessário. SITUAÇÃO COLESTEROL TOTAL (mg/dL) LDL (mg/dL) HDL (mg/dL) Ideal Menor que 200 Menor que 100 Menor que 50 Superior Entre 200 e 240 Entre 100 e 160 Entre 35 e 49 Indesejável Maior que 240 Maior que 160 Menor que 35 TABELA 3: VALORES DE REFERÊNCIA – COLESTEROL. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). SITUAÇÃO VALOR (mg/dL) Desejável Menor que 150 Limítrofe Entre 150 e 199 Alto Entre 200 e 499 Muito Alto Igual ou acima de 500 TABELA 4: VALORES DE REFERÊNCIA – TRIGLICERÍDEO. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). 1.4.1 Tipo I É uma desordem rara, ocasionada por defeito na remoção de quilomícrons da circulação, e consequente aumento de triglicerídeos exógenos. A remoção prejudicial dos quilomícrons se deve à ausência da ApoC-II, responsável pela ativação da lipase lipoproteica. Em geral, o diagnóstico é feito antes dos 10 anos de idade, apresentando níveis de triglicerídeos entre 1.500 até 5.000 mg/dL, com aparência do plasma ou soro de sobrenadante cremoso. 31 BIOQUÍMICA CLÍNICA Em sua sintomatologia, o mais frequente é a dor abdominal, acompanhada por hepatomegalia ou esplenomegalia, além de xantoma eruptivo (pápulas amareladas e elevadas), que aparecem comumente nas nádegas e nas porções proximais das extremidades, quando os níveis de triglicerídeos excedem 1000 mg/dL. O tratamento libera o consumo de triglicerídeos de cadeia média que entram no sistema portal venoso diretamente, sem a formação prévia de quilomícron. Ingestão de gordura total deve ser em torno de 0,5 mg/kg. Se o caso for de um ataque de manifestação aguda, é necessário investir em uma dieta desprovida de gorduras, e também deve haver o fornecimento de um suporte parenteral ao paciente nas primeiras 12-24 horas. Nas situações citadas, a busca por um profissional que oriente estas questões se torna fundamental. Prezado aluno, você pode estar se perguntando o porquê deste foco na dieta dos pacientes com a dislipidemia. Lembre-se de que, quando abordamos os quilomícrons, foi enfatizado que eles refletem, principalmente, o conteúdo lipídico da dieta! 1.4.2 Tipo IIa (Hipercolesterolemia Familiar) Chamada de hipercolesterolemia familiar, de herança autossômica dominante, é causada por mutações no gene do receptor de LDL, o que impede ou prejudica a internalização destas partículas pelas células. Lembra quando chamei atenção sobre os receptores de LDL e sua ligação com processos patológicos? É exatamente nesta situação que a observação se encaixa! Vamos continuar asso- ciando conceitos, não perca o foco! O Tipo IIa caracteriza-se por deposição de colesterol, na forma de xantomas e arcos corneais, extremamente grave nos homozigotos, com desenvolvimento de sintomas de doença arterial coronariana, entre os 5 e os 30 anos. No heterozigoto, a doença se manifesta mais tardiamente. Em geral, apresenta níveis de triglicerídeos normais, mas 32 BIOQUÍMICA CLÍNICA colesterol total maior de 240 mg/dL, plasma ou soro de aparência transparente. Quando se tem um paciente com a forma IIa homozigoto, o tratamento se torna uma condição praticamente imutável, pois nem mesmo os regimes dietéticos muito rígidos são suficientes. Passam a ser alternativa de tratamento as abordagens mais severas, até com casos cirúrgicos: (I) shunt porto-cava (fluxo sanguíneo da veia porta é desviado para a veia cava inferior, para reduzir a hipertensão portal e melhorar as funções hepáticas); (II) aférese de lipoproteínas (filtrar excesso de LDL do sangue); (III) o transplante total do fígado (resulta em significativa redução dos níveis de LDL) e (IV) terapia gênica (introdução de genes que codificam receptores funcionais de LDL no fígado do paciente – utilização de vetores virais). Já o tratamento da forma IIa do paciente heterozigoto pode visar à restrição dietética, à prática de atividade física e às drogas da classe das estatinas e bloqueadores de circulação entero-hepática (para forçar o uso de colesterol, formando novos sais biliares), a fim de se atingirem os níveis adequados de LDL. Entretanto, poucos conseguem atingir os níveis normais; a forma heterozigótica consegue diminuir os níveis de colesterol em 15%, e a utilização das estatinas reduz o LDL, em torno de 30 a 40%. 1.4.3 Tipo IIb (Hipercolesterolemia Familiar Combinada) Caracteriza-se por hipercolesterolemia e hipertrigliceridemia, com elevação dos níveis de LDL e VLDL. Superprodução de ApoB, sua concentração plasmática está elevada (maior que 120 mg/dL), sendo sua dosagem importante, pois pode indicar o número total de partículas potencialmente aterogênicas. São observadosdiferentes perfis lipídicos na mesma família, origem poligênica sem diagnóstico genético, histórico familiar de doenças cardiovasculares prematuras. Apresenta colesterol total entre 240-500 mg/dL, triglicerídeo entre 200-500 mg/ dL, e plasma ou soro de aparência turva. A terapêutica envolve administração de estatinas e fibratos (medicamentos usados para tratamento de hipertrigliceridemia), associados a uma alteração da dieta e atividade física regular. 33 BIOQUÍMICA CLÍNICA 1.4.4 Tipo III Caracteriza-se por uma hipercolesterolemia combinada com hipertrigliceridemia. O catabolismo de IDL acontece, através da interação entre receptores hepáticos que dependem de isoformas específicas de ApoE para ligação e posterior endocitose da partícula de IDL. Nos seres humanos, o gene da ApoE é polimorfo, e a isoforma ApoE2 é incapaz de se ligar aos receptores de lipoproteínas, por alterar a conformação molecular local. Esta dislipidemia é diagnosticada pela confirmação, através das isoformas da ApoE. Apresenta colesterol total entre 300-600 mg/dL, triglicerídeo entre 300-600 mg/ dL, e plasma ou soro de aparência turva. Possui uma sintomatologia típica, com xantomas nas palmas das mãos, e os xantomas tuberosos ou tuberoeruptivos nas nádegas e nas superfícies extensoras dos membros. Constata-se a presença de hipotireoidismo e obesidade. O tratamento terá como foco o controle das doenças de base: é estabelecida uma dieta de restrição na ingestão calórica e no consumo de colesterol, de gorduras saturadas e de bebidas alcoólicas. No tratamento medicamentoso, utilizar-se-á a medicação padrão, sequestradores dos ácidos biliares, fibratos (gemfibrozil, fenofibrato), ácido nicotínico e estatinas. É possível diagnosticar essas alterações e verificar as concentrações aumentadas de colesterol total, em relação aos triglicerídeos, na fração de VLDL. As razões colesterol total/triglicerídeo em VLDL acima de 0,42, ou colesterol total em VDLD/Triglicerídeo total acima de 0,25 podem ser válidas na diferenciação entre as hiperlipoproteinemias Tipo IIb, III (confirmado através do estudo de isoformas de Apo-E) e IV. Os homozigotos para o alelo E2 apresentam alteração na remoção de lipoproteínas pós-prandiais no fígado, o que provoca aumento dos níveis plasmáticos de quilomícrons remanescentes, IDL e aterosclerose prematura. 34 BIOQUÍMICA CLÍNICA 1.4.5 Tipo IV Aumentos médios e moderados dos níveis de triglicerídeos, seja por superprodução ou remoção lenta, apresentando níveis aumentados de VLDL circulantes e risco aumentado de aterosclerose. Doenças como intolerância à glicose, hiperuricemia, hipertensão, doença coronária prematura estão associadas às hiperlipoproteinemias Tipo IV, tanto primária quanto secundária, além de muitos pacientes serem obesos. Apresenta colesterol total menor que 240 mg/dL, triglicerídeo entre 300-1000 mg/dL, e plasma ou soro de aparência turva. Presença de lesões na pele, xantomas, hipotireoidismo e obesidade. O tratamento dietético envolve a redução da ingestão calórica total, focada na busca do peso ideal, restrição grande em alimentos ricos em sacarose (ver metabolismo de frutose, mais adiante), redução moderada da gordura saturada e substituição desta pela gordura poli-insaturada, com restrição moderada da ingestão de colesterol. O consumo de álcool deve ser reduzido, porém é extremamente aconselhável sua eliminação. Cabe destacar que o aumento de VLDL é normalmente secundário a uma série de doenças (intolerância à glicose, hiperuricemia, hipertensão), de drogas e de intolerâncias dietéticas. 1.4.6 Tipo V Níveis moderados e elevados de triglicerídeos, devido ao aumento de quilomícrons e VLDL, e os níveis de colesterol total podem estar leve e moderadamente elevados. Níveis de LDL e HDL estão, geralmente, normais ou reduzidos. Nesta forma, são detectados alguns pacientes com redução dos níveis de lipase lipoproteica, secreção ou remoção de VLDL alteradas e até ausência de ApoC-II. Alto risco para aterosclerose, e mais de 50% dos pacientes possuem diabetes melito. Apresenta colesterol total entre 160-400 mg/dL, triglicerídeos entre 1.500-5.000 mg/dL, e plasma ou soro de aparência cremosa, na camada superior, e turva na camada inferior. O tratamento consiste na manutenção do peso, uma dieta restritiva para lipídeos 35 BIOQUÍMICA CLÍNICA e colesterol, atenção com a ingestão de álcool que pode converter um paciente do tipo IV para o tipo V, bem como facilitar o desenvolvimento de uma pancreatite. 1.4.7 Abordagem Clínica do Paciente com Dislipidemia ALUNO, MUITO FOCO NESTA REGRA!! Preste bastante atenção e reflita o quanto os valores sociais podem influenciar o que vai ser tratado nos itens A e B. Entenda que a empatia e a conexão com o paciente são fundamentais para se chegar ao objetivo ideal. Fazer-se entender não é só uma questão técnica, colocar-se no lugar do outro, para compreender a dinâmica que lhe permita atingir o objetivo, fará toda a diferença na busca da qualidade de vida do paciente! E esta observação valerá SEMPRE que abordarmos estas questões, ao longo de todo nosso Caderno de Estudos! A) Anamnese A anamnese é um dos procedimentos mais importantes na prática da saúde: a coleta de informações. Ela permite a identificação de antecedentes familiares, fornecimento de indicativas para o diagnóstico etiológico das dislipidemias, bem como para a prevenção de risco de doença cardiovascular. Desta forma, a abordagem dos pacientes inicia com a investigação da causa da dislipidemia, avaliando: a) Idade e sexo; b) Estilo de vida (dieta, atividade física, tabagismo e etilismo). A observação da presença de doenças agudas, como síndromes febris, cirurgias de grande porte e infarto agudo do miocárdio (IAM) é importante. Por exemplo, após 24 horas do IAM, o colesterol total pode ter uma queda de aproximadamente 77,0 mg/dl e, em geral, só vai se normalizar após três meses. Então, nestas situações, para se traçar o perfil lipídico, precisa ser nas primeiras 24 horas ou após três meses do IAM. Fazer o levantamento da história de patologias crônicas, como hipertensão arterial sistêmica (HAS), diabetes melito, doença arterial coronariana ou outras doenças vasculares, insuficiência renal ou hepática e disfunção tireoidiana, também estará 36 BIOQUÍMICA CLÍNICA incluso na investigação durante a anamnese. Não só a história individual do paciente é importante, mas também a história familiar se faz necessária, para ajudar a identificar hiperlipidemias genéticas ou fatores associados à ligação genética. Além disso, a investigação sobre o uso dos mais diversos medicamentos faz parte do processo, uma vez que o uso de drogas pode levar à dislipidemia. Um dos focos mais importantes é a pesquisa de hábitos alimentares, o ponto de especial atenção no procedimento de anamnese, a qual pode ser realizada, através de registros alimentares de 24 horas. Na área da saúde, existem inúmeros questionários elaborados, os quais auxiliam e norteiam o profissional não especializado a conhecer os possíveis alimentos que contribuem com a manutenção e acentuação da hiperlipidemia. Os questionários também são importantes para conhecer os hábitos alimentares do paciente, como alimentos da preferência, com foco nos que são redutores de colesterol, como aqueles ricos em fibras e antioxidantes, que serão posteriormente reforçados na dieta do tratamento. Sem essa investigação, conhecimento e construção dos hábitos alimentares do paciente, dificilmente o tratamento terá sucesso, já que a adesão à dieta será mais eficaz, quanto maior a similaridade com os hábitos rotineiros do paciente. É fundamental entender que a dieta não é prescrita por curto espaço de tempo, devendo ser encarada mais como uma mudança de hábito alimentar do que como um tratamento, por isso não se descarta um auxílio adicional de profissional, para trabalhar as questões psicossociaisde cada paciente. B) Exame Físico Os pacientes com dislipidemias apresentam poucos sinais visíveis, no momento da realização do exame físico, porque, em geral, eles ocorrem na pele, tendões ou vísceras, inclusive, não estando presente em todos os pacientes. No entanto, alguns achados têm grande importância clínica e são avaliados de forma simples: a) Índice de massa corpórea (IMC = peso em kg/altura em m2). b) Presença de hepatomegalia e/ou esplenomegalia. c) Busca de marcas físicas características: • O arco córneo lipídico é um halo de cor branca que surge na córnea, exibindo aspecto semelhante ao encontrado em idosos. Quando é identificado em crianças e adolescentes (antes dos 50 anos de idade), passa a ser forte indicativo da existência de hipercolesterolemia familiar. 37 BIOQUÍMICA CLÍNICA • Os xantelasmas são placas amareladas em região periorbital, ou nas palmas das mãos e dedos, os chamados xantomas palmares, mais comuns nas dislipidemias dos tipos II e III. Estes xantomas são lesões cutâneas decorrentes da deposição lipídica na pele. Em analogia, são semelhantes aos ateromas nas paredes arteriais. Vale ressaltar que não é sempre que os xantomas são sinais de dislipidemia, podendo aparecer em pacientes com concentração de lipídeos normais, apenas por alterações cutâneas. • Os xantomas tendinosos, em geral, relacionam-se com a hipercolesterolemia familiar. Consistem em nódulos, às vezes de tamanho pequeno, ou espessamento dos tendões. São mais comuns nas regiões extensoras das mãos, no tendão de Aquiles, e na região patelar e de cotovelos. É comum serem observados nas dislipidemias do tipo II. • Os xantomas tuberosos são nódulos raros, em geral na face de extensão das articulações, principalmente do cotovelo, e podem estar associados às dislipidemias do tipo II e III. • Xantomas eruptivos são pápulas amareladas e elevadas, mais frequentes nos braços e nádegas. Ocorrem na hipertrigliceridemia severa, sendo observados nas dislipidemias do tipo I, IV e V. C) Exame Laboratorial Como já mencionamos, o diagnóstico das dislipidemias vai se basear na anamnese, no exame físico e nos exames laboratoriais, com as medições dos níveis plasmáticos de colesterol total, LDL, HDL e triglicérides. O exame mais comum na determinação das dislipidemias é o perfil lipídico, o qual consiste na dosagem do colesterol total, de suas frações, LDL e HDL, e dos triglicerídeos plasmáticos. Para o colesterol LDL, será utilizada a fórmula de Friedewald: LDL = CT – (HDL + Triglicerídeo/5) Esta fórmula não é aplicável a indivíduos com níveis de triglicerídeos maiores que 400 mg/dL, embora o uso da fórmula seja adequado à maioria dos pacientes. Por ter um custo muito menor, seu uso é considerado como padrão. As condutas padronizadas para realização dos exames laboratoriais seguem em (I) jejum de 12 a 14 horas (para colesterol e HDL não é necessário), isto nos indivíduos com dieta habitual, um estado metabólico e peso corpóreo estáveis por, ao menos, duas semanas antes da realização do exame; (II) evitar a ingestão de álcool por 72 horas 38 BIOQUÍMICA CLÍNICA antecedentes, bem como (III) atividade física vigorosa nas 24 horas que antecedem a coleta; (IV) descontinuar medicações que afetem o metabolismo lipídico, pelo menos três semanas antes da coleta (se possível) e (V) repetir a coleta 8 a 15 dias depois, caso haja resultados anormais ou discordantes. Após os exames, caso se observe nos resultados dos dois exames feitos (conduta V acima), uma diferença grande, como mais de 5% do colesterol total, 10% do HDL e 20% dos triglicerídeos, deve-se realizar nova dosagem, a terceira, devendo ser considerada a média aritmética dos dois valores mais próximos. Como conduta de monitoramento, a recomendação é a determinação do perfil lipídico em todos os adultos, acima de 20 anos de idade, e repeti-la a cada cinco ou 6 anos, caso os níveis se mantenham dentro dos valores de referência, já descritos anteriormente. Maior atenção vai ser requerida para crianças ou adolescentes, com histórico de familiares de primeiro grau que apresentem dislipidemias ou doença aterosclerótica prematura, quando há obesidade, pancreatite aguda, xantomatose ou outros fatores de risco para doenças cardiovasculares. A eletroforese de lipoproteínas plasmáticas, atualmente, só se justifica em casos especiais, como na constatação de ausência de lipoproteínas, sendo importante para o diagnóstico de dislipidemias do tipo III, pois a fração de IDL não é diferenciada de LDL no perfil lipídico. Nos demais casos, a eletroforese de lipoproteínas não auxilia na tomada de decisões clínicas. Importantes também são as dosagens de apoproteínas. Dosagens de ApoA-I e ApoB-100 são fundamentais, quando o perfil lipídico deixa dúvidas no diagnóstico. Em relação às Apos AI e B, o elevado custo e a ausência de informação adicional clinicamente relevante, na maioria dos indivíduos, limitam a utilização de suas determinações na prática clínica. Portanto, como rotina, as determinações das Apos B e AI não são indicadas para avaliação ou estratificação do risco cardiovascular. PARA REFLETIR Diante de todas as patologias e desequilíbrios no metabolismo lipídico, a refle- xão será bem simples: com que frequência você mantém os exames e checkups em dia? Acha que está monitorando sua saúde como deveria? 39 BIOQUÍMICA CLÍNICA 1.5 CORPOS CETÔNICOS Os corpos cetônicos são considerados entidades lipídicas, extremamente solúveis em solução aquosa, os quais são produzidos no fígado, toda vez que houver uma produção elevada de Acetil CoA no hepatócito. Em geral, as situações que levam ao aumento na produção de corpos cetônicos são o catabolismo de aminoácidos, oxidação de ácidos graxos e da glicólise, que permitem às mitocôndrias hepáticas desviarem parte do excesso de Acetil CoA gerado para a formação dos corpos cetônicos (HARVEY, 2012). Os compostos caracterizados como corpos cetônicos são: acetoacetato, beta- hidroxibutirato e a acetona (Figura 2). Uma vez produzidos, estes compostos se difundem para o plasma e vão aos tecidos periféricos, onde serão reconvertidos a Acetil CoA e oxidados pelo Ciclo de Krebs, com geração de energia, principalmente nos músculos esquelético, cardíaco e córtex renal. Vale frisar que, por serem extremamente solúveis em solução aquosa, não precisam de transportadores como lipoproteínas plasmáticas ou albumina. O cérebro pode utilizar corpos cetônicos para gerar energia, porém o fará, quando a concentração destes tiver se elevado, o que geralmente se aproxima do momento de pequena queda, observada na gliconeogênese, e de fundamental importância no chamado jejum prolongado (HARVEY, 2012). O primeiro passo na síntese de corpos cetônicos pode ser por dois processos: uma degradação incompleta de ácidos graxos, até a estrutura de 4 carbonos (Acetoacetil CoA), ou a reação (que foi vista na síntese de colesterol), sendo mediada pela enzima tiolase. O próximo passo será também o mesmo, que consiste na conversão do Acetoacetil CoA em HMG-CoA (Figura 9). O HMG CoA formado será clivado pela enzima HMG-CoA Liase, gerando acetoacetato (que já é um corpo cetônico) e Acetil CoA. Posteriormente, uma parte deste acetoacetato será convertida em beta-hidroxibutirato (outro corpo cetônico), ou por descarboxilação formará acetona (Figura 10). 40 BIOQUÍMICA CLÍNICA C C O SCoA Acetil CoA 2 Acetoacetil CoA C C O C C O CoA Tiolase 3-Hidroxi-3-metilglutaril CoA (HMG-CoA) HMG-CoA Sintase CoA AcetilCoA CoA FIGURA 9: FORMAÇÃO DE HMG-CoA. Fonte: Elaborado pelo autor (2020). FIGURA 10: CORPOS CETÔNICOS. Ketosis compounds = Corpos Cetônicos; 2-Hydroxybutyric acid = Beta-Hidroxibutirato. Fonte: Shutterstock (2020). https://www.shutterstock.com/pt/image-vector/ketone-bodies-biological- marker-diabetic-disease-470307563 https://www.shutterstock.com/pt/image-vector/ketone-bodies-biological-marker-diabetic-disease-470307563https://www.shutterstock.com/pt/image-vector/ketone-bodies-biological-marker-diabetic-disease-470307563 41 BIOQUÍMICA CLÍNICA O fígado produz corpos cetônicos, mas não os pode utilizar para gerar energia, visto que o tecido hepático não possui a enzima, a qual iniciará a metabolização dos corpos cetônicos, visando à formação de Acetoacetil CoA, e o mesmo vale para as células sem mitocôndria. 1.5.1 Utilização de Corpos Cetônicos Se o tecido extra-hepático absorve o beta-hidroxibutirato, é essencial convertê-lo em seu precursor, o acetoacetato. Caso a absorção seja deste último, o próximo passo é converter o acetoacetato em Acetoacetil CoA. Na reação, o doador do radical de CoA é o succinil CoA, intermediário do Ciclo de Krebs, sendo uma das razões por que células sem mitocôndria não metabolizam corpos cetônicos. A importante reação é mediada pela enzima tioforase, a qual não está presente no fígado, estando este tecido impedido de metabolizar os corpos cetônicos. Uma vez formado Acetoacetil CoA, ele é quebrado por ação da enzima tiolase, originando duas moléculas de Acetil CoA, que entram no Ciclo de Krebs, e gerando energia para os tecidos (Figura 11). 42 BIOQUÍMICA CLÍNICA FIGURA 11: UTILIZAÇÃO DE CORPOS CETÔNICOS. Fonte: Elaborado pelo autor (2020), baseado em HARVEY (2012). 1.5.2 Corpos Cetônicos e Diabetes Melito O aumento na produção de corpos cetônicos pelo fígado é marcante na inanição e no diabetes melito tipo 1, o que conduz a um estado chamado de cetose. Estas moléculas são ácidos que, ao serem produzidos em excesso, por período prolongado, levam a uma condição conhecida como cetoacidose, a qual pode ser fatal ao indivíduo, caso não seja revertida (BAYNES, 2015). Tal situação ocorre, quando a velocidade de formação dos corpos cetônicos acaba sendo maior que sua utilização. Ao causar o aumento significativo na circulação (cetonemia), leva à acidemia, já que cada molécula perde um próton (H+), à medida que 43 BIOQUÍMICA CLÍNICA circula no sangue, diminuindo o pH corporal (BAYNES, 2015). Isso se torna grave no diabetes descontrolado, uma vez que, ao apresentar algum pico hiperglicêmico, a glicose será excretada na urina. No entanto, para que a eliminação aconteça, muita água será carreada junto, o que diminui o volume plasmático, fazendo com que tenhamos uma potencialização da acidemia, por diminuição de volume. NA PRÁTICA - ESTUDO DE CASO J.O.M., sexo masculino, 38 anos, tabagista desde os 14 anos de idade, foi à emergência hospitalar, relatando uma dor súbita que comprime seu tórax. Diante deste quadro, decidiram pela internação, para observação e exames bioquímicos e eletrocar- diograma (ECG). Com o resultado do ECG, atestaram o infarto do miocárdio, confirmado pela alta concentração de troponina cardíaca no plasma. O exame físico mostrou a presença de xantomas nos tendões das mãos e um espessamento pronunciado dos tendões de Aquiles. Os exames bioquímicos revelaram níveis de colesterol total de 390 mg/dL, triglicerídeos de 182 mg/dL e o colesterol HDL de 38 mg/dL. A entrevista do paciente revelou histórico familiar marcante de problema cardíaco, seu pai havia feito cirurgia para colocação de pontes de safena, aos 42 anos, e o avô havia falecido de infarto do miocárdio, aos 48 anos. Neste caso clínico, você consegue identificar a patologia relacionada? Qual poderia ser a terapêutica? O que esperar dela? 44 BIOQUÍMICA CLÍNICA CONSIDERAÇÕES FINAIS Chegamos ao final da Unidade 1, na qual trabalhamos o colesterol, em termos estruturais, bem como o seu metabolismo de síntese, degradação e a sua regulação, com destaque para a etapa limitante no metabolismo do colesterol. Em seguida, passamos para um dos assuntos mais importantes, as lipoproteínas plasmáticas, e trabalhamos intensamente na caracterização da estrutura geral, além de termos estudado o metabolismo de cada lipoproteína plasmática especificamente. Este entendimento nos permitiu trabalharmos as dislipidemias com toda sua detecção, caracterização, sintomatologia e tratamentos não medicamentoso e medicamentoso. Fechamos a unidade com o estudo dos corpos cetônicos, fazendo importante conexão com a próxima unidade deste caderno. 45 BIOQUÍMICA CLÍNICA EXERCÍCIO FINAL 1. (CONHECIMENTO) - As lipoproteínas plasmáticas são os complexos de lipídios e proteínas que estão em constante mudança de síntese, degradação e remoção plasmática. São estruturas responsáveis pelo transporte de maior parte dos lipídios em nosso organismo. As lipoproteínas plasmáticas incluem os quilomícrons (QM), lipoproteínas de densidade muito baixa (VLDL), lipoproteínas de densidade intermediária (IDL), lipoproteínas de densidade baixa (LDL) e lipoproteína de alta densidade (HDL). Em função do conhecimento adquirido, ao longo desta unidade, analise as afirmativas abaixo: I – O LDL é formado a partir do VLDL, após troca lipídica VLDL-HDL. II – O LDL serve como depósito de apoproteínas para HDL e VLDL. III – O QM nascente é aquele que sai da célula da mucosa intestinal para a circulação linfática. IV – A ativação da Lipase Lipoprotéica acontece pela Apo CII presente no QM e também no VLDL. Assinale a alternativa correta: a) É falsa apenas a afirmativa IV. b) São falsas somente as afirmativas II e IV. c) São falsas somente as afirmativas I e II. d) É falsa apenas a afirmativa II. e) É verdadeira apenas a afirmativa III. 2. (CONHECIMENTO) - O colesterol possui importante papel na fisiologia humana, sendo precursor na formação de ácidos biliares, hormônios esteroides, e é também componente das membranas plasmáticas das nossas células. Diante disso, é fundamental que as células dos principais tecidos corpóreos recebam um suprimento adequado de colesterol, então, desenvolveu-se um mecanismo 46 BIOQUÍMICA CLÍNICA de transporte, síntese e regulação da molécula deste esterol. Analise as afirmativas abaixo: I - O colesterol causa um aumento transcricional da HMG CoA redutase, levando a uma diminuição na síntese do colesterol. II - Todos os átomos de carbono do colesterol são fornecidos pelo acetato, e o NADH fornece os equivalentes redutores. III - Os medicamentos da classe de estatina funcionam como inibidores irreversíveis e não competitivos da HMG CoA redutase, sendo utilizados para diminuir os níveis plasmáticos de colesterol em pacientes com hipercolesterolemia. IV - O glucagon favorece a formação da forma inativa (fosforilada) de HMG CoA redutase e, assim, diminui a velocidade da síntese de colesterol. Assinale a alternativa correta: a) É verdadeira apenas a afirmativa IV. b) São falsas somente as afirmativas II e IV. c) São falsas somente as afirmativas I e II. d) É falsa apenas a afirmativa II. e) São falsas somente as afirmativas I e IV. 3. (CONHECIMENTO) - Os corpos cetônicos são importantes fontes de energia para os tecidos periféricos, porque: São solúveis em solução aquosa e, assim, não necessitam ser incorporados em lipoproteínas ou transportados pela albumina, como outros lipídios; São produzidos no fígado, durante períodos em que a quantidade de acetil CoA presente excede a capacidade oxidativa do fígado. São usados nos tecidos extra-hepáticos, como o músculo esquelético e cardíaco e córtex renal. Analise os itens abaixo: I – A albumina sérica é a responsável pelo transporte dos corpos cetônicos na circulação. II – Os corpos cetônicos funcionam como compostos alcalinos e se tornam um problema grave no diabetes descontrolado, podendo levar o indivíduo ao coma, 47 BIOQUÍMICA CLÍNICA inclusive. III – O fígado não consegue metabolizar os corpos cetônicos formados, porque este não possui a enzima tioforase. IV - O beta-hidroxibutirato é um exemplo de corpos cetônicos. a) Apenas a afirmativa II é falsa. b) São falsas somente as afirmativas I e II. c) São verdadeiras somente as afirmativas II e IV. d) São verdadeiras somente as afirmativas I e III. e) É falsa apenas a afirmativa