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Gráfico: Padrões eletroforéticos de diferentes amostras de proteínas plasmáticas totais Comparando com o padrão normal, classifique as alterações observadas nos gráficos A, B e C, respectivamente. A alternativa "D " está correta. No gráfico A, temos aumento expressivo da fração gama, com um pico de base estreita, sugerindo um pico ou gamopatia monoclonal, sendo possível também suspeitar de um pico de paraproteínas. No B, outro crescimento expressivo da fração gama, mas com base larga, sugerindo um pico ou gamopatia policlonal. No C, a banda gama quase desaparece, característico de hipogamaglobulinemia ou agamaglobulinemia. MÓDULO 2 Descrever o metabolismo do ferro, suas deficiências e o diagnóstico laboratorial IMPORTÂNCIA DO FERRO O ferro é um elemento essencial para o corpo humano, pois desempenha papel de relevância em diversos processos metabólicos. Ele é o íon central do grupo heme, um componente não proteico tanto da hemoglobina como da mioglobina, fundamental no transporte de oxigênio para os tecidos. Estrutura do heme com o íon Fe 2+ no centro. Como componente dos citocromos na membrana mitocondrial, é peça-chave na transferência de elétrons e geração de energia. Já o ferro não heme participa, ainda, da síntese do DNA, javascript:void(0) tendo em vista que a função da ribonucleotídeo-redutase depende da presença do ferro. CITOCROMOS Enzimas da cadeia respiratória. RIBONUCLEOTÍDEO-REDUTASE Enzima que catalisa a formação de desoxirribonucleotídeos dos ribonucleotídeos, fornecendo, assim, precursores para a síntese de DNA. METABOLISMO DO FERRO O ferro encontrado no organismo é originário de duas fontes principais: alimentação e reciclagem dos glóbulos vermelhos senescentes. Uma dieta balanceada provê, aproximadamente, de 15 a 20 mg de ferro ao dia, mas apenas 5 a 10% são absorvidos. Isso é distribuído para os tecidos ligados a proteínas de armazenamento, como a ferritina (solúvel) e a hemossiderina (insolúvel). javascript:void(0) O conteúdo total de ferro no corpo de adultos sem patologias é entre 3 e 4 g. Para formação de novas hemácias, é necessário cerca de 30 mg de ferro ao dia. Contudo, diariamente, o corpo perde, aproximadamente, 1 mg de ferro e essa perda precisa ser reposta pela alimentação. As mulheres têm perda extra de 0,5 mg de ferro devido ao período menstrual ou gravidez. Crianças e adolescentes também requerem quantidade maior. As concentrações normais de ferro no soro variam entre 10 e 40 μmol/L. ATENÇÃO No organismo, o ferro pode existir em dois estados estáveis oxidados: ferro ferroso solúvel (Fe 2+ ) e ferro férrico insolúvel (Fe 3+ ). Metabolismo do ferro: ingestão, absorção, armazenamento e excreção. A quantidade de ferro que será absorvida é regulada pela necessidade do organismo, e a velocidade desse processo é regulada por diversos fatores fisiológicos, descritos a seguir. Fator fisiológico Regulação Estoques de ferro A absorção do ferro é inversamente proporcional aos estoques, ou seja, eleva a absorção quando os estoques diminuem. Velocidade da eritropoiese Aumento da produção de hemácias leva à mais absorção, mesmo com estoques de ferro adequados ou elevados. Conteúdo da dieta O ácido ascórbico e os açúcares facilitam a absorção. Nas dietas ricas em alimentos com taninos, fitatos e fosfatos, que compõem complexos insolúveis com o ferro, a absorção é inibida. Estado químico do ferro O ferro é mais bem absorvido na forma ferrosa (Fe 2+ ) do que a forma férrica (Fe 3+ ). O ferro heme, proveniente das carnes e derivados, pode ser absorvido com a molécula intacta. Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal Quadro: Fatores fisiológicos que regulam a absorção do ferro. Elaborado por Kathleen Gonçalves. ≈≈ Quando há aumento da demanda por ferro, cresce também a expressão de proteínas relacionadas à sua absorção. Proteínas envolvidas com a absorção do ferro. A transferrina é uma proteína produzida no fígado, responsável pelo transporte plasmático do ferro em sua forma Fe 3+ . Cada transferrina carreia dois íons de ferro férrico e esse complexo (ferro-ferritina) pode se ligar a receptores específicos na membrana de diversos tipos celulares. Em condições normais, a transferrina existente no plasma é capaz de transportar até 12 mg de ferro. Contudo, dificilmente, essa capacidade é utilizada em sua plenitude. O ferro circula livre, podendo causar graves danos celulares, em distúrbios em que há sobrecarga de ferro e o total dessa proteína encontra-se saturado ou próximo de sua saturação máxima. A ferritina, principal proteína de armazenamento do ferro, é encontrada, principalmente, nas células do retículo endotelial de órgãos como fígado, baço e medula óssea e nos músculos. Além de ser estocada na ferritina, a forma férrica (Fe 3+ ) também pode ser encontrada na hemossiderina, que é a forma degradada da ferritina, e ser corada com ferrocianeto de potássio na presença de ácido clorídrico. Corte histológico mostrando a presença de hemossiderina (marrom) em macrófagos alveolares. A homeostase do ferro é controlada pelas proteínas reguladoras de ferro que atuam na inibição ou indução da transcrição genética (regulação intracelular) e pela regulação sistêmica, que requer uma comunicação entre os locais de absorção, de utilização e de estoque. Esse papel é desempenhado pela hepcidina, um hormônio circulante sintetizado no fígado, que atua como regulador negativo do metabolismo do ferro. Sua expressão é induzida, quando há sobrecarga de ferro e em quadros de infecção e inflamação, e diminuída, em situações de deficiência de ferro. Regulação da hepcidina e sua ação no metabolismo do ferro. O METABOLISMO DO FERRO A especialista Kathleen da Silva Gonçalves fala sobre a absorção, o transporte e a regulação do ferro no organismo humano. DISTÚRBIOS DO METABOLISMO DO FERRO De acordo com a Organização Mundial de Saúde (OMS), a deficiência de ferro é a alteração hematológica mais comum com uma prevalência de 20 a 30% na população mundial e pode levar ao desenvolvimento de diversas doenças. A anemia é o quadro mais característico, quando os níveis de ferro estão abaixo dos valores de referência. Quando seus níveis estão aumentados, também há quadros clínicos que precisam de atenção. Sendo assim, é de grande importância realizar o monitoramento e controle dos níveis desse metal. DISTÚRBIOS RELACIONADOS A BAIXOS NÍVEIS DE FERRO A anemia é definida como a diminuição da concentração total de hemoglobina no sangue, ficando em níveis abaixo das necessidades fisiológicas de um indivíduo saudável (mulheres e criançasque veremos no próximo tópico, também levam à elevação dos níveis de ferro, bem como casos de intoxicação por ferro. Os mecanismos de excreção do ferro são incipientes – descamação das células intestinais e epidermais, menstruação e perda de sangue oculto nas fezes. Por isso, às vezes, terapias de reposição do ferro levam ao aumento acima dos níveis de referência. Em situações de sobrecarga de ferro, a concentração de ferritina no soro também pode ir para níveis acima dos valores de referência. Hemocromatose Doença hereditária do metabolismo do ferro relativamente comum, dependendo da mutação genética associada. É caracterizada pelo crescimento da absorção intestinal de ferro, em torno de 2 a 3 vezes acima do normal, levando à deposição de ferro em diversos tecidos, o que, por sua vez, tende a causar disfunção em diferentes órgãos. Hemocromatose no tecido hepático. Os grânulos alaranjados são depósitos de hemossiderina no citoplasma dos hepatócitos. Normalmente, a mutação mais comum acontece no gene que codifica a proteína HFE e leva à substituição de um aminoácido cisteína por uma tirosina, resultando na redução da síntese de hepcidina, um regulador negativo do metabolismo do ferro. A hepcidina se liga à ferroportina na membrana das células intestinais, induzindo sua internalização e degradação. Isso impede que ela exporte o ferro para o plasma, ficando retido no interior das células. Esse ferro é, enfim, excretado com a descamação das células intestinais. Logo, a redução dos níveis de hepcidina está associada ao aumento dos níveis de ferro sérico e à desregulação do seu metabolismo. QUAIS AS VÁRIAS FACES DA HEMOCROMATOSE? SAIBA MAIS Existem quatro tipos de mutações, em genes diferentes, que levam ao desenvolvimento desta doença: Tipo 1: As mutações do gene HFE estão entre as causas de maior prevalência da doença, mas varia de acordo com os grupos étnicos e raramente apresenta sintomas antes dos 20 anos. A mutação C282Y é a mais comum. javascript:void(0) Tipo 2: Hemocromatose juvenil. É rara e as mutações afetam os genes HJV (tipo 2A) e HAMP (tipo 2B). Tipo 3: Ocorre devido a mutações no gene TRF2, que codifica o receptor de transferrina. Tipo 4: Também chamada de doença por ferroportina, já que as mutações afetam o gene SLC40A1 que codifica aferroportina-1. Os sintomas da hemocromatose costumam aparecer na meia-idade, com quadro clínico característico, que inclui fadiga crônica e, em casos mais intensos, pigmentação da pele (fenótipo bronzeado), diabetes, cardiomiopatia e cirrose. Com o aumento da concentração de ferro sérico, a saturação da transferrina chega próxima a 100%. Por esse motivo, é o exame com alta especificidade para esta doença. Os níveis de ferritina também se encontram elevados. No entanto, a genotipagem é o método capaz de diagnosticar, com alta sensibilidade, a hemocromatose hereditária. OUTROS DISTÚRBIOS COM SOBRECARGA DE FERRO Existem outros distúrbios que acompanham o crescimento dos níveis de ferro sérico. Vejamos a seguir: ACERULOPLASMINEMIA Acúmulo excessivo de hemossiderina nos tecidos. Os principais órgãos afetados são pulmões e rins. Neles, os depósitos resultam de hemorragia nos tecidos seguida da ruptura dos eritrócitos, causando liberação de ferro. Nos rins, a hemólise pode ser intravascular e o ferro se acumula no tecido renal à medida que o sangue é filtrado. HEMOSSIDEROSE Consequência de mutações no gene da proteína ceruloplasmina. Essa proteína atua na regulação do estado iônico do ferro, oxidando o Fe +2 em Fe +3 . Assim, permite a incorporação do íon à transferrina. Sem poder se ligar a ela, há acúmulo de ferro sérico. ATRANSFERRINEMIA Distúrbio raro e congênito em que há deficit de transferrina, que aumenta o ferro sérico livre, e o desenvolvimento de quadros graves devido ao estresse oxidativo. javascript:void(0) javascript:void(0) javascript:void(0) Transporte de substâncias na corrente sanguínea. ANÁLISE LABORATORIAL DO FERRO Para o estabelecimento do diagnóstico de patologias associadas ao metabolismo do ferro, o hemograma é uma ferramenta essencial. Além dele, temos estes testes: ferro sérico, saturação da transferrina, receptor solúvel da transferrina, capacidade plasmática total de ligação ao ferro e hepcidina. Veja a seguir cada um desses parâmetros avaliados laboratorialmente. PARÂMETROS DO HEMOGRAMA Você estudará este assunto com mais profundidade em outro momento, mas vamos conhecer os valores de referência dos parâmetros que devem ser avaliados nos casos de deficiência de ferro. Índice/Medida Parâmetro avaliado Valores Volume Corpuscular Médio (VCM) Tamanho médio das hemácias 6% indicam deficiência de ferro RDW (do inglês Red Cell Distribution Width ) Heterogeneidade das hemácias em relação ao tamanho > 14,5% indicam deficiência de ferro, mas precisa ser avaliado junto com o VCM Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal Quadro: Índices hematimétricos em quadros de deficiência de ferro. Elaborado por Kathleen Gonçalves. FERRO E FERRITINA SÉRICOS Como os valores de referência para o ferro no soro apresentam grande variação, a medida da sua concentração tem valor limitado, pois as baixas concentrações plasmáticas podem ser observadas em diversos quadros clínicos. Seu valor é mais preditivo em casos de sobrecarga e envenenamento agudo por ferro. Já a ferritina é um parâmetro bastante sensível da deficiência de ferro, se não estiver acompanhado de nenhuma outra alteração clínica. Como a porcentagem de ferro associado à ferritina sérica está em equilíbrio com os depósitos do ferro ligados à ferritina nos tecidos, sua concentração no sangue reflete as reservas no organismo. VAMOS CONHECER OS VALORES DE REFERÊNCIA PARA O FERRO E A FERRITINA? Grupos Ferro sérico Ferritina sérica Homens 70 a 180 μg/dL 70 a 435 ng/mL Mulheres 60 a 180 μg/dL 10 a 160 ng/mL Recém-nascidos 95 a 225 μg/dL 25 a 200 ng/mL Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal Tabela: Valores de referência de ferro e ferritina séricos. Elaborada por Kathleen Gonçalves. ATENÇÃO Como a ferritina é uma proteína plasmática de fase aguda, caso haja quadros inflamatórios coexistentes com deficiência de ferro, seus níveis podem se apresentar falsamente normais. Clínicas que acompanham o aumento dos níveis de ferritina. TRANSFERRINA E SUA CAPACIDADE DE LIGAÇÃO AO FERRO SÉRICO A concentração de transferrina sérica pode ser medida direta ou indiretamente pela capacidade total de ligação de ferro, conhecida pela sigla TIBC. No plasma, em condições normais, a transferrina está cerca de 30% saturada com Fe 2+ : Quando essa saturação diminui ( 55% em homens e > 50% em mulheres), desconfiamos de quadros de sobrecarga de ferro. A TIBC é uma medida da concentração máxima de saturação da transferrina. Como apenas 1/3 dos sítios ligadores de ferro está ocupado, a proteína tem capacidade reserva para ligação com mais íons. Assim, a TIBC está elevada nas deficiências de ferro e diminuída nos quadros inflamatórios, doenças malignas e desordens relacionadas à sobrecarga de ferro. Outro parâmetro relacionado às reservas de ferro é a porcentagem de saturação da transferrina, útil na diferenciação das causas de anemia por carência nutricional ou por outros motivos, como aplasia de medula. O resultado laboratorial clássico em anemia ferropriva é encontrar a ferritina e o ferro séricos reduzidos, a saturação de transferrina baixa e a TIBC aumentada. Os valores de referência daTIBC vão de 300 a 360 μg/dL. No quadro a seguir, vemos a correlação entre o ferro e o TIBC em diferentes situações. Condição Ferro sérico TIBC Deficiência de ferro ↓ ↑ Infecções crônicas ↓ ↓ Malignidades ↓ ↓ Menstruações ↓ ↓ Envenenamento por Fe ↑ ↓ Anemia hemolítica Variável Variável Hemocromatose ↑ N, ↓ Infarto do miocárdio ↓ N Gravidez tardia ↓ ↑ Anticoncepcionais orais N, ↑ ↑