Manual do biomédico

http://www.crbm1.gov.br/MANUAL_BIOMEDICO.pdf

CANTANDO BIOLOGIA

VIDEOS DE BIOLOGIA

CADEIA RESPIRATÓRIA

CICLO DE KREBS

Metabolismo de aminoácidos

 O nitrogênio (N2), presente na atmosfera, é reduzido a amônia (NH3) antes de ser incorporado aos compostos orgânicos presentes em sistemas biológicos. Esse processo depende da energia  gerada através da hidrólise do ATP: 

                        

    Esse processo pode ser efetuado por apenas algumas bactérias e algas azuis. Considerando a quantidade de nitrogênio fixado, as bactérias simbióticas se destacam entre as várias classes de organismos fixadores de nitrogênio. A mais comum das bactérias fixadoras de nitrogênio é Rhizobium, que é um tipo de bactéria que invade as raízes de leguminosas (angiospermas da família Fabaceae ou Leguminosae), tais como trevo, ervilha, feijão, ervilhaca e alfafa.

    No ser humano a maioria dos aminoácidos são obtidos da dieta. A relação entre a quantidade de nitrogênio ingerida diariamente e a quantidade que é excretada expressa o balanço diário de nitrogênio. Quando a quantidade de nitrogênio excretada é maior do que a quantidade ingerida diz-se que o balanço é negativo. O balanço positivo de nitrogênio ocorre com mais freqüência na criança em crescimento, mas pode ocorrer na senescência ou em indivíduos com uma dieta  deficiente em um aminoácido essencial.

    O ser humano pode sintetizar apenas 11 dos 20 aminoácidos necessários para a síntese de proteínas. Aqueles aminoácidos que não podem ser sintetizados são considerados aminoácidos essenciais (Histidina, Isoleucina, Leucina, Metionina, Fenilalanina, Treonina; são exemplos de aminoácidos essenciais).

 Proteínas como fonte de aminoácidos

     A cada dia, proteínas da dieta (cerca de 70-100g) e proteínas endógenas (cerca de 35-200g) sofrem a ação de peptidases e são degradadas às suas unidades fundamentais, os aminoácidos. As proteínas endógenas são decorrentes da constante modificação que ocorre com os componentes celulares e apresentam um tempo de meia-vida que varia de poucos minutos até meses.

 Digestão e absorção de proteínas

     No estômago, a presença de HCl desnatura as proteínas favorecendo a hidrólise. A pepsina, uma protease que age preferencialmente sobre ligações peptídicas formadas pelo aminogrupo de aminoácidos aromáticos (Phe, Tyr), é gerada a partir do zimogênio pepsinogênio através da remoção de 44 aminoácidos da extremidade NH2 terminal. Os produtos principais da ação da pepsina são peptídeos grandes e um pouco de aminoácidos. A presença destes produtos estimula a liberação de colecistocinina no duodeno. Colecistocinina e secretina estimulam a secreção do suco pancreático, rico em peptidases na forma de zimogênios. Os polipeptídios que chegam ao duodeno são degradados por essas enzimas (tripsina, quimiotripsina, carboxipeptidades A e B, elastase), que são ativas em pH neutro e por isso dependem de NaHCO3, também presente no suco pancreático.

   Os produtos finais da digestão, na superfície celular, são aminoácidos livres, di- e tri-peptídeo, que são absorvidos por sistemas específicos de transporte de aminoácidos e peptídeos. Estes últimos são hidrolisados no compartimento citoplasmático, uma vez que, após uma refeição, o sangue portal não contem peptídeos.

 O ciclo do gama-glutamil:

   De acordo com Alton Meister, os aminoácidos são transportados como dipeptídeos do ácido glutâmico. Nesse sistema de transporte, o glutation (GSH) se presta como doador do grupo gama-glutamil. A formação do dipeptídeo é catalisada pela enzima gama-glutamil transpeptidase (CGT), uma enzima da membrana celular, presente, principalmente, no fígado, ducto biliar e rim. A determinação dos níveis da enzima no sangue é usada na identificação de doenças nesses órgãos.

Degradação intracelular de proteínas:

   Degradação lisossomal - Os lisossomos contêm cerca de 50 enzimas hidrolíticas, incluindo uma variedade de proteases. Estas enzimas agem em pH próximo de 5, que é o pH interno dos lisossomos e são inativas no pH do citosol.

   Ubiquitinação de proteínas - A degradação de proteínas em células eucarióticas também ocorre através de um processo dependente de ATP envolvendo aubiquitina, uma proteína manométrica com 76 resíduos de aminoácidos. Esse processo não depende dos lisossomos.

Destino dos aminoácidos

    A maioria dos aminoácidos usados pelo organismo para a síntese de proteínas, ou como precursores para outros aminoácidos são obtidos da dieta ou da renovação das proteínas endógenas:

   Dependendo do destino destes aminoácidos, eles podem ser classificados como aminoácidos glicogênios (quando participam da gliconeogênese), cetogênicos (quando geram corpos cetônicos) e glico-cetogênicos (quando a rota metabólica leva à formação de glicose e de corpos cetônicos)

Aminotransferases:

   Quando necessário, pode ocorrer a transferência do grupo amino de um aminoácido para um alfa-cetoácido gerando um outro aminoácido e o alfa-cetoácido correspondente. Essa reação é catalisada pelas aminotransferases, também conhecidas como transaminases. Para cada aminoácido existe uma aminotransferase correspondente. A determinação dos níveis séricos das transaminases glutâmico pirúvica (TGP) e glutâmica oxalacética (TGO) é um dado diagnóstico utilizado rotineiramente na confirmação de problemas cardíacos ou hepáticos. A concentração dessas enzimas no plasma é baixo. No entanto, quando ocorre rompimento de tecido - no enfarto do miocárdio, p.e. - a concentração plasmática aumenta, denunciando a lesão.

   Estas enzimas têm como coenzima o piridoxal fosfato e transferem o grupamento amino de um aminoácido (alanina, na figura) para o alfa-cetoglutarato gerando glutamato e o alfa-cetoácido (piruvato, na figura) derivado do aminoácido que perdeu o grupamento amino. Essa reação é necessária uma vez que a amônia não pode participar do ciclo da uréia diretamente a partir de qualquer aminoácido, mas pode ser doada pelo glutamato. A reação inversa ocorre quando há necessidade de um determinado aminoácido para a síntese de proteína.

O piridoxal fosfato liga-se às transaminases através de uma ligação aldimina com um resíduo de lisina da cadeia polipeptídica da enzima.

 Glutamato desidrogenase:

   No fígado, essa enzima está localizada na mitocôndria, onde têm início as reações do ciclo da uréia. A enzima catalisa a incorporação de amônia, como grupo amino, no alfa-cetoglutarato gerando glutamato e utiliza NADPH como coenzima, envolvendo consumo de ATP. A reação reversa é catalisada pela mesma enzima utilizando NAD como coenzima.

   Amônia livre é tóxica e é, preferencialmente, transportada no sangue, na forma de grupos amino ou amida, incorporados em aminoácidos. Glutamina representa cinqüenta por cento desses aminoácidos circulantes. A produção de glutamina é catalisada pela glutamina sintetase utiliza glutamato e amônia como substrato. A remoção da amônia - na reação reversa - é feita pela glutaminase.

Aminoácido oxidase:

   Muitos aminoácidos sofrem a ação do L-aminoácido oxidase. A enzima tem flavina mononucleotídeo (FMN) como coenzima e gera além de amônia e alfa-cetoácido, peróxido de hidrogênio.

Ciclo da Uréia

   A uréia é a forma de excreção de amônia em mamíferos terrestres. A enzima carbamoilfosfato sintetase I (presente na micotôndria e sua atividade depende de N-acetil glutamato) catalisa a condensação da amônia com bicarbonato, para formar carbamoilfosfato. O ciclo da uréia tem início, na mitocôndria, com a condensação da ornitina e do carbamoilfosfato gerando citrulina, que sai da mitocôndria e reage com aspartato gerando argininosuccinato e fumarato. A formação da citrulina é catalisada pela transcarbamoilase, enquanto a argininosuccinato sintetase gera argininosuccinato, que sofre a ação da argininosuccinato liase e produz arginina. Finalmente a arginase transforma arginina em uréia e ornitina. Este último composto volta para a mitocôndria, dando continuidade ao ciclo. Este ciclo requer 4 ATP para excretar duas moléculas de amônia na forma de uréia, através dos rins.

   O ciclo da uréia é o principal mecanismo de eliminação de amônia. Defeito na atividade de enzimas do ciclo causa aumento nos níveis de amônia circulante (hiperamonemia), que gera coma e morte. Deficiências parciais dessas enzimas causam retardamento mental, letargia e vômitos episódicos. Uma explicação para esses distúrbios talvez seja porque níveis altos de amônia favorecem a transformação de alfa-cetoglutarato em glutamato. Isso deve comprometer as reações do ciclo do ácido cítrico gerando uma redução na produção de ATP. Já foram identificados pacientes com deficiência de cada uma das enzimas do ciclo da uréia. O tratamento pode ser feito pela redução na ingestão de aminoácidos, substituindo-os, se necessário, pelos alfa-cetoácidos equivalentes; ou pela remoção do excesso de amônia, através da administração de fármacos que se ligam covalentemente aos aminoácidos e que são excretados através da urina.

Benzoato e fenilacetato são exemplos de fármacos utilizados na eliminação de amônia. Benzoato se liga com a glicina e forma hipurato, enquanto fenilacetato liga-se com a glutamina gerando fenilacetilglutamina. Esses produtos são excretados através da urina.

Metabolismo de alguns aminoácidos

Ø  Fenilalanina e Tirosina:

   A transformação de fenilalanina em tirosina é catalisada pela fenilalanina hidroxilase. A ausência dessa enzima ou de sua coenzima, a tetraidrobiopterina, gera retardo mental devido ao aumento nos níveis de fenilalanina e seus derivados (fenilpiruvato, fenillactato e fenilacetato - que da à urina um odor de rato) na circulação sangüínea. Este defeito genético é conhecido como fenilcetonúria.

A maior parte da tirosina não incorporada às proteínas é metabolizada a acetoacetato e fumarato. Parte é usada na síntese de catecolaminas, cujo processo tem início com a tirosina hidroxilase, enzima dependente de tetraidrobiopterina. O produto dessa reação é a diidroxifenilalanina (DOPA). Dopamina - produto de descarboxilação da DOPA - é convertida, na medula adrenal, em norepinefrina e epinefrina (ou adrenalina).

A tirosinase, uma proteína que contém cobre, está envolvida com a conversão de tirosina em melanina. Nessa reação DOPA é usada como cofator interno e produzdopaquinona. A perda da atividade da tirosinase gera albinismo. Existem vários tipos de melanina. Todas são quinonas aromáticas e o sistema conjugado de ligação dá origem à cor.

Serotonina e melatonina são derivadas do triptófano. A serotonina é um neurotransmissor presente no cérebro e causa contração da musculatura lisa de arteríolas e bronquíolos. Como a melatonina, a serotonina também é uma indutora do sono.

  Níveis elevados na urina de produtos do metabolismo de catecolaminas, como o ácido vanililmandélico (VMA) e do metabolismo da serotonina podem indicar a presença de tumores.

Metionina e Cisteína

   Metionina, ao reagir com ATP, gera o composto S-adenosilmetionina (Adomet). S-adenosilmetionina é utilizada em algumas reações como doador de grupamento metil (CH3), transformando-se em S-adenosil-homocisteína. Este composto é metabolizado e pode gerar o aminoácido cisteína.

   A creatinina é um produto da degradação da fosfocreatina (creatinafosforilada) no músculo, e é geralmente produzida em uma taxa praticamente constante pelo corpo-taxa diretamente proporcional à massa muscular da pessoa: quanto maior a massa muscular, maior a taxa.

   Através da medida da creatinina do sangue, do volume urinário das 24 horas e da creatinina urinária é possível calcular a taxa de filtração glomerular, que é um parâmetro utilizado em exames médicos para avaliar a função renal.

   Ela é filtrada principalmente nos rins, embora uma pequena quantidade seja secretada ativamente. Existe uma reabsorção tubular da creatinina, mas ela é compensada pelo forte grau equivalente de secreção tubular. Se a filtração dorim está deficiente, os níveis sanguíneos de creatinina aumentam. Este efeito é usado como um indicador da função renal. Entretanto, em muitos casos de disfunção renal severa, o nível de remoção de creatinina estará "superestimado" porque a secreção ativa da creatinina irá contribuir por uma grande fração da creatinina total que é removida. Taxas altas de creatinina e BUN (nitrogênio uréico do sangue) podem também ser um indicativo de desidratação quando a taxa de BUN-para-creatinina está anormal, com os níveis de BUN mais aumentados que os níveis de creatinina. Os homens tendem a ter níveis de creatinina mais altos porque eles possuem uma massa de músculo esquelético maior que a das mulheres.

   A creatina [NH₂-C(NH) - NCH₂(COOH)-CH₃] é um composto de aminoácidos presente nas fibras musculares e no cérebro. A palavra deriva do grego kreas, que significa carne. Em 1832 o cientista e filósofo francês, Michel Eugene Chevreul, identificou e nomeou a creatina, mas foi Justus Von Liebig, cientista alemão, que anos depois começou a promovê-la como substancia importante para aumento de força em trabalhos físicos.

   A Creatina age no organismo diretamente nas mitocôndrias, que são organelas das células do organismo humano. Ela fornece energia e aumenta a quantidade de água da célula, dando volume à mesma. Consequentemente há uma expansão em suas células, o que faz com que mais energia seja consumida para abastecer os músculos, fazendo com que você emagreça. Além disso, a Creatina não acarreta em problemas nos rins como muitos dizem o que pode ocorrer é uma desidratação, pois ela consumirá grande parte da água do seu corpo.

Casos clínicos

História clínica: 11/08/06

Identificação:DEEA, masculino, branco, 02 meses, natural de Brasília, procedente de Sta Maria, católico.Mãe (informante): Bárbara, 22 anos, do lar.Pai: Leandro, 22 anos, comerciante.

Ø  QP: “Vômitos há 20 dias”.

Ø  HDA:Mãe refere que desde o nascimento a criança apresenta regurgitação várias vezes ao dia, principalmente após as mamadas e há 20 dias o quadro piorou.

Há um dia o quadro associou-se à diarréia, 08 episódios, sem sangue ou muco.Levou a criança a um hospital particular, que indicou hospitalização. Em seguida, levou a criança a outro hospital particular que não indicou hospitalização. Procurou, então, o HRAS.

Após a internação foi passada SNG, sem novos episódios de vômitos. Nega febre. Refere irritabilidade e pouca diurese. Hoje apresentou 02 evacuações pastosas e esverdeadas.

Ø  Antecedentes Fisiológicos:Mãe: GICIA0, fez pré-natal com 12 consultas.

Gestação sem intercorrências: refere sorologias negativas.Fez uso de anticonvulsivante.

Nasceu por cesárea, com IG: 40s1d.

Peso: 2540g        PC:32 cm            Est: 46 cm

Ø  Chorou ao nascer, alta hospitalar em 48h.

Ø  Eliminação de mecônio: em 24 h.

Ø  Vacinação completa.

Alimentação: LME por 01 mês, já ingere chás.

Antecedentes Patológicos:nega internações, cirurgias, traumas, alergias ou hemotransfusão.

Hábitos de vida:mora em casa com 07 cômodos, com saneamento básico completo, 04 moradores e 01 cão.

Antecedentes Familiares:

Ø  Mãe: tem epilepsia. Nega tabagismo ou etilismo.

Ø  Pai: Saudável. Nega tabagismo ou etilismo.

Ø  Pais são primos em 3º grau.

Ø  Nega outras patologias na família.

Dados antropométricos: Peso: 3960g        Comp: 55cm

Ectoscopia: corado, hidratado, acianótico, anictérico, afebril, fácies sindrômica, presença de microcefalia.

Oroscopia e otoscopia: NDN

ACV: RCR, 2T, BNF, sem sopros. FC: 110 bpm.

AR: MVF, presença de roncos esparços. FR: 53 irp

Abdome: flácido, indolor, sem VMG. RHA presentes.

Genitália: sem alterações.

Extremidades: membros simétricos, sem edema, boa perfusão.

l  Radiografia de tórax (11/08/06): Normal

l  Ecografia abdominal (14/08/06): Normal

l  Fundoscopia ocular (16/08/06): Normal

l  SEED(21/08/06): Normal

ECG (21/08/06): “â QRS: +60°, ritmo sinusal, FC: 150 bpm, onda T negativa em V 1. Não há evidências de hiperpotassemia.”

Teste do pezinho ampliado (6 ddv): Normal

ü  Tripsina- 73 ng/ml

ü  Toxoplasmose IgM- Negativo

ü  17-OH-hidroxiprogesterona- 234 ng/ml

ü  TSH- 3,98 µUI/ml

ü  T4- 20,31 µg/dl

ü  Galactose- 3,8 mg/dl

ü  Fenilalanina- 2,96 mg/dl

ü  Cromatografia de aminoácidos: Normal

ü  Biotinidase: Normal

Parecer da Genética (17/08/06): presença de face dismórfica com sinais de hiperandrogenismo.HD: Doença metabólica

Parecer da Neurologia (24/08/06):presença de hipertonia, hiperreflexia, irritabilidade, facies senil, orelhas grandes, nariz antevertido, microssômico .HD: Doença metabólica

Prescrição:

ü  LME

ü  HV

ü  Ranitidina- 2mg/kg/dose, IV, 4x/dia

Técnica alimentar inadequada

Situações que favorecem a ingestão excessiva de ar antes ou após as mamadas:

ü  Choro intenso, sucção das mãos, dedos ou chupeta.

ü  Mamilos retraídos que dificultam a adaptação da boca do RN.

ü  Orifício do bico da mamadeira muito grande/ pequeno.

ü  Excesso de leite em cada mamada.

ü  Manipulação excessiva após as mamadas.

Não colocar o RN para eructar após as mamada

DRGE:criança com baixo ganho ponderal, irritabilidade (bebê chorão) e/ou brocoespasmos recorrentes/pneumonia de repetição.

Enterocolite Necrosante:vômitos biliosos, distensão abdominal e sangue nas fezes.Mais freqüentes em prematuros.

Obstrução do tubo digestivo:

ü  Vômitos persistentes

ü  Vômitos biliosos- até prova em contrário é obstrução

ü  Distensão abdominal

ü  Retardo da eliminação de mecônio por mais de 24h

ü  Massa abdominal palpável

ü  EHP: vômitos pós-prandiais, não biliosos, iniciados entre a 2ª e a 4ª semanas de vida, com aumento progressivo de freqüência e intensidade, passando a forma em jato.

ü  Infecção: Inapetência, sucção deficiente, abatimento, déficit ponderal, febre ou hipotermia, desidratação.

ü  Lesão do SNC (meningite, hemorragia intracraniana): Sonolência ou irritabilidade, choro anormal, convulsões, abaulamento da fontanela, separação de suturas.

ü  Obstrução ureteral:  micção retardada, jato urinário fraco e bexiga palpável.

Hiperplasia Congênita  da Supra- renal

Doença de caráter autossômico recessivo, manifestada por uma deficiência enzimática na biossíntese do cortisol.

Incidência da forma clássica: 1/14000 nascimentos.

Há um déficit de cortisol plasmático ocasionando um ↑ da secreção do CRH hipotalâmico e do ACTH hipofisário que agem no córtex da SR para tentar normalizar a produção do cortisol, mas ocorre também um ↑ na produção androgênica (nessa via não há bloqueio).

Tipos de def. enzimática:

ü  Def. da 21-hidroxilase forma virilizante simples (FVS)

ü  Def. da 21-hidroxilase forma perdedora de sal (FPS)

ü  Def. da 11β-hidroxilase

ü  Def. da 3β-hidroesteróide desidrogenase

ü  Def. da 20, 22 desmolase

ü  Def. da 17 hidroxilase

ü  A intensidade da doença está relacionada à redução da atividade enzimática.

ü  Na FPS a atividade enzimática está abolida, comprometendo a secreção basal de cortisol e de aldosterona, o que leva  à perda de sal pela ↓ da reabsorção de Na⁺  no túbulo distal.

ü  Na FVS a manutenção de cerca de 1% da atividade enzimática normal é suficiente para permitir a síntese de aldosterona e evitar a perda de sal.

Quando suspeitar de HCSR?

ü  RN com genitália ambígua.

ü  Rn com genitália masculina e criptorquidia bilateral.

ü  RN com desidratação grave (Na⁺ ↓, acidose metabólica e K⁺ ↑ ).   

ü  Desidratações repetidas que levam a desnutrição

ü  Virilização ou pubarca precoce

Quadro clínico:

ü  Meninas- genitália ambígua (virilização).

ü  Meninos- o aspecto dos genitais no período neonatal pode ser normal.

ü  Na  FPS os primeiros sintomas surgem após a 2ª semana de vida: déficit ponderal, vômitos, diarréia, anorexia e desidratação grave (Insuf. adrenal aguda), se não for tratada imediatamente pode levar ao óbito.

ü  Puberdade precoce, se persistir o excesso de andrógenos.

ü  Há desproporção entre o estádio de desenvolvimento pubertário e o volume testicular, pois a fonte androgênica é das supra-renais.

ü  ↑ da velocidade de crescimento e da maturação óssea.

Diagnóstico:

ü  História familiar de RN falecidos, principalmente masculinos, ou crianças que na infância eram altas e se  tornaram adultos de baixa estatura.

ü  Na ⁺ : ↓↓                                K ⁺ : ↑↑

ü  ↑acentuado de 17-OHP,pregnenatriol, androstenediona, testosterona e ACTH.

ü  Idade óssea avançada.

ü  Genitograma.

ü  USG pélvica e cariótipo (genitália ambígua).

Caso 2

Um estudo em pacientes com PA comparando NPTxNPT glutamina→ houve uma maior liberação de interleucina 8 (potente quimiotático ativador de neutrófilos).

Um estudo clínico duplo- cego randomizado e controlado recente, comparou a suplementação de lactobacilo e fibra na NE precoce em pacientes com PA→ redução na sepse pancreática no grupo de tratamento.

Mc Clave e col (1997) compararam NP com NE em 30 pacientes com pancreatite aguda. O suporte nutricional nos dois grupos foi iniciado nas primeiras 48hs de evolução. A NE foi administrada através de sonda Nasojejunal. Os pacientes submetidos à NE tiveram menor tempo de permanência na UTI, redução do índice de insuficiências orgânicas e menor custo, comparados com os pacientes que receberam NPT.

Kalfarentzos e col. (1997) compararam a segurança e eficácia da NE em relação à NPT nos pacientes com pancreatite aguda grave, através do ensaio clínico randomizado.Trinta e oito pacientes com pancreatite aguda grave foram randomizados dentro de 48 hs para receber NE através de sonda nasoentérica ou NPT através de catéter venoso central. Eficácia foi determinada através do BN do paciente. 

Resultados: NE foi bem tolerada;

Pacientes que receberam NE tiveram complicações totais significativamente menores (p<0,05) e apresentaram menor risco de desenvolver complicações sépticas (p<0,01) do que os que receberam NPT;

A ingestão protéica foi comparada entre os grupos e não houve diferença significante no balanço nitrogenado dos pacientes.

Windsor e col (1998) avaliaram trinta e quatro pacientes com pancreatite aguda de moderada a grave; foram avaliados e randomizados para receber NE ou NPT por 7 dias de TN.

Os níveis séricos de imunoglobulina M e de anticorpos contra endotoxinas ­ NP, enquanto NE não houve alteração; a capacidade antioxidante total também decresceu no primeiro grupo e aumentou no último;

Houve uma redução, embora não estatisticamente significante, no requerimento de terapia intensiva, na incidência de sepse intra-abdominal e falência multiorgânica, na necessidade de intervenção cirúrgica e na taxa de mortalidade de NE, quando comparado com o grupo NPT.

Os autores concluíram que a NE não é apenas praticável  mas pode reduzir a gravidade da doença  e melhorar parâmetros químicos e fisiológicos comparados com NP.

Referencia Bibliografia

MURRAY K.R. et al (2006).Harper`s biochemistry”um livro médico LANGE”.câmara brasileira do livro,SP Brasil:dados internacionais de catalogação na publicação(CIP)v.6.

CHAMPE C. P. et al (2007).bioquímica ilustrada.porto alegra,artmed.3°edição.