Bioquímica Clínica: Enzimologia clinica parte I

Bom dia queridos alunos bem-vindos a mais uma videoaula do professor Sérgio hoje o assunto que veremos será enzimologia Clínica ou seja nós aplicaremos os conhecimento sobre enzima sobre a cinética enzimática sobre as reações que as enzimas proporcionam para diagnóstico de doenças para prognóstico de doenas ou até mesmo para instituir uma terapêutica então é a enzimologia utilizada na prática Clínica enzimas a enzima Talvez seja a a molécula mais abundante mais diversificada de todas os seres humanos ela participa de praticamente todas as reações todas as células todo o metabolismo celular nesse slide Nós estamos vendo o mapa

do metabolismo humano que é chamado de metaboloma cada ligação dessa é uma interação é a formação de um produto ou é uma reação metabólica diferente e cada uma dessas reações Com certeza é proporcionada por o enzima Então as enzimas elas conseguem atuar sobre diversas diversos tipos de componentes como carboidratos como lipídios como ácidos nucleicos proteínas e gerarão produtos as quais servirão terão alguma função no nosso metabolismo mas essa reação basicamente como é que acontece a enzima em sua grande maioria não todas as enzimas mas em sua grande maioria as enzimas são proteínas e essa proteína

ela consegue reconhecer especificamente o que nós chamamos de substrato então nós podemos ver na tela que a enzima cinza ela possui uma parte da sua molécula que é que tem uma uma forma tridimensional a qual consegue acoplarse com o substrato essa molécula em verde a característica desse centro ativo é que ele possui uma sequência proteica ou melhor uma sequência aminoacídica nas quais as aminos conseguem interagir de forma perfeita com o substrato então após a interação esse acoplamento esse esse essa amoldamento entre a enzima e o substrato a enzima consegue induzir uma transformação nesse substrato na

qual ele formará o produto então complexo enzima substrato depois de algum tempo tornará se o complexo enzima produto e aí esse produto não mais será importante para enzima e ele vai ser liberado para que tenha a sua ação eh metabólica no organismo transformando o que nós acabamos de dizer em números ou melhor em gráfico nós temos a ciência que estuda a cinética enzimática então nós estamos vendo um gráfico aí onde nós podemos ver no eixo dos y eh a velocidade da reação e no eixo do X a concentração de substrato lógico se nós temos uma

enzima que interage com um substrato à medida que nós aumentaremos o substrato nós aumentaremos a capacidade que essa enzima terá de formar produto uma vez que terá mais substrato disponível a medida que esse substrato aumenta a velocidade da reação também aumenta acontece que esse aumento de velocidade ele não é infinito então nós temos a lei o que se chama de velocidade máxima de uma reação na qual nós saberemos que todas as enzimas estarão funcionando ao mesmo tempo acopladas a um substrato então não tem mais saturou todas as enzimas saturaram então aumenta a velocidade de reação

até se chegar uma velocidade máxima isso não é verdade para todo todas as reações enzimáticas mas um exemplo mais clássico eh à medida que essa velocidade vai aumentando nós temos um ponto dessa reação onde se pode calcular a metade da velocidade máxima Então nesse ponto onde a velocidade máxima atingiu a sua metade nós temos o que se chama de constante de Micael km esse km nada mais nada menos é do que a concentração de substrato que foi adicionada na reação capaz de gerar metade da velocidade máxima em alguns casos mas não em todos reflete a

afinidade da enzima então se nós temos uma enzima que consegue reconhecer mais de um substrato o maior km significa maior afinidade ok alguns fatores influenciam drasticamente a reação enzimática como por exemplo as condições do meio na Qual o enzima está e essa condição do meio é o que vai dar estabilidade proteica então nós temos que o PH do meio e a temperatura do Meio influenciam numa reação enzimática isso é por de maisis importante quando nós estamos fazendo uma análise bioquímica da função enzimática de um determinado paciente se a temperatura em a qual nós estamos e

utilizando aquela enzima não for adequada ou se o PH também não for adequado nós teremos um falso resultado ou um falso positivo ou um falso negativo da atividade enzimática veremos mais posteriormente como é que o PH é a temperatura influenci o tempo da reação óbvio se uma enzima ela né nós sabemos que a enzima se liga ao substrato ela forma um produto mas imediatamente ela vai ser regenerada a enzima não é utilizada não é gasta nessa reação Então se essa enzima ela vai ser liberada novamente ela pode novamente se ligar a um novo substrato produzindo

mais produto então se a reação aceria em 1 minuto para produzir uma quantidade x de produtos se nós passarmos 2 minutos nós teremos uma quantidade 2x de produto então tempo da reação também influenciam na atividade enzimática por isso que quando nós temos aqueles protocolos dos kits de Diagnóstico deixar a enzima agir com substrato durante 30 segundos ou durante 1 minuto se passa ou se é menos e se influencia no resultado final e finalmente a concentração dos reagentes nós vimos no gráfico anterior que o substrato influencia se nós colocamos muito substrato nós teremos uma reação mais

rápida entretanto outros componentes também influenciam se nós tivermos o aumento na concentração de enzima Óbvio da mesma forma que o substrato teremos também um aumento na velocidade da reação e os cofatores algumas enzimas só funcionam através de cofatores E esses cofatores são moléculas extremamente importantes que fazem com que haja deslocamento transferência adição doação de elétrons então esses C fatores são extremamente importantes para que haja pon em áreas onde a enzima não pode atuar E essas enzimas que precisam de cofatores Óbvio se tiver cofator se não tiver cofator reação pode acontecer ou pode não acontecer assim

como a quantidade de cofator poderá limitar a velocidade da reação o PH como é que o PH influencia na velocidade da reação nós temos aí três exemplos a pepsina que age PH 1,5 a pepsina é uma enzima do trato gastrointestinal ela atua no estômago ela digere proteína no estômago ela precisa de um PH 1.5 a urease né que quebra a ureia que degrada a ureia é uma enzima encontrada em muitas bactérias ela tem um PH ótimo de 6.8 e a arginase que quebra a arginina né que é degrada arginina ela tem um PH ótimo de

9.9 vejam quanta diferença todas são proteínas mas possuem phs ótimos né diferentes nós podemos ver que a medida que o PH é menor do que o ótimo a o percentual da atividade enzimática é inferior ele vai aumentando até que se chegue o PH ótimo a medida que o PH aumenta além do ótimo a atividade diminui isso tem muita relação com o sítio ativo da enzima como eu falei para vocês o sítio ativo das enzimas elas são uma sequência de aminoácidos e aminoácidos como nós sabemos possuem carga podem possuir carga elétrica Então essas enzimas elas possuem

sítios ativos com aminoácidos carregados eletricamente e que pode essa carga pode ser influenciada pelo PH se o PH é ácido ele vai ter cargas positivas provavelmente a pepsina precisa de cargas positivas para deixar o ambiente elétrico do sítio ativo propício para se ligar o substrato a urease da mesma forma e aina aginas da mesma forma a temperatura temperatura como nós já sabemos a temperatura influência diretamente na morfologia na forma tridimensional de qualquer proteína como as enzimas são proteínas A temperatura vai influenciar na sua forma temperaturas mais baixas elas fornecem energia insuficiente para que a reação

possa correr ocorrer numa velocidade adequada temperaturas mais altas elas vão quebrar ligações Principalmente as ligações mais fracas as hidrofóbicas as pontas de hidrogênio né e as hidrofílicas fazendo com que a enzima perca sua forma capaz de reconhecer especificamente aquele substrato e consequentemente perder a sua atividade enzimática temperatura ótima é aquela que fornece energia suficiente para que a reação ocorra mas não degrada não desnatura a proteína um detalhe que no PH se nós tivermos um PH elevado e baixarmos atividade enzimática volta a funcionar na temperatura se nós elevarmos a temperatura e depois reduzirmos a enzima não

funcionar o tempo da reação como nós já vios se nós temos por exemplo aqui metade desse tempo nós teremos metade do produto formado se nós tivermos 1/3 desse tempo nós teremos 1/3 do produto formado então o tempo da reação vai influenciar emquanto produto eu vou ter depois daquele tempo por isso que nos protocolos nós limitamos o tempo porque o tempo vai dizer essa enzima ela funciona em num velocidade de produzindo tantos milimoles micromoles de produto em tantos minutos em tantos segundos então o tempo é limitado Concentração da enzima Nós estamos vendo no gráfico ali embaixo

enzima num concentração baixa mas concentrações mais altas vão fazer com que a reação ocorra de forma mais rápida concentração substrato também da mesma forma se nós temos uma concentração de substrato maior nós teremos maior chance maior probabilidade da enzima se ligar um substrato e produzir assim o seu produto e os cofatores como eu já falei anteriormente são importantes para que a enzima possa funcionar adequadamente as enzimas entrando agora Mais especificamente na enzimologia clínica as enzimas elas podem ser podem ser separadas clinicamente em dois tipos aquelas enzimas chamadas plasma específicas e as enzimas ditas não plasma

específicas Como o próprio nome tá dizendo aquelas plasm específicas são aquelas que são sempre encontradas no plasma Então são enzimas que são sintetizadas dentro de células Mas normalmente elas precisam ser secretadas pro plasma E por que isso acontece porque essas enzimas atuam sua função é no plasma sanguíneo e as não plasm específicas as não plasmas específicas são aquelas que são sintetizadas dentro das células podem até ser secretadas mas não para dentro do plasma ou elas funcionam intracelularmente Então são enzimas que quando são encontradas no plasma Óbvio isso tem um limite qualquer enzima ela vai ser

encontrada em uma determinada taxa no plasma as células as células elas se renovam e nessa renovação celular a enzima pode cair uma parte no plasma entretanto as não plasmas específicas quando elas são encontradas em nível mais alto do que o normal essas enzimas elas podem ser interpretadas como problema do tecido ao qual girou elas então nós temos aí Que as enzimas elas podem ser específicas do plasma nós temos exemplos aí as enzimas cínicas as Ases cínicas da coagulação as enzimas fibrinolíticas são aquelas que reformulam o coágulo né enzimas secretadas são as enzimas basicamente digestivas como

a lipase amilases proteases e as fosfatases e as enzimas celulares são aquelas que atam exclusivamente dentro de células como a lactate hidrogenase aminotransferase fosfatase alcalina dentre outras nós temos aí um exemplo de enzimas específicos do plasma Então essas enzimas como os fatores de coagulação aqui em cima nós estamos mostrando elas eles são sintetizadas em células mas são secretadas imediatamente para o plasma então quando há um rompimento de um vaso sanguíneo as plaquetas começam a liberar substâncias que interagem com os fatores de coagulação produzindo uma cascata complexa de eventos na qual h a formação do trombo

impedimento do extravazamento vascular Então são enzimas que não tem uma atuação dentro da célula são enzimas que não tem atuação dentro do tecido são enzimas que não tem atuação na secreção para outros órgãos ou para outras cavidades são enzimas que só atuam no plasma por isso que elas são plasma específic essas enzimas elas não são medidas elas são sempre encontradas no plasma em grande quantidade as enzimas secretadas então o pâncreas por exemplo secreta diversas enzimas lipases amilases peptidases essas enzimas elas são produzidas pelos ácinos pancreáticos Mas elas têm atuação somente quando entram no lume intestinal

elas precisam estar ali para que possam degradar para que possam digerir todos os componentes da alimentação essas enzimas elas não TM função dentro do ácino mas ela também não tem função no plasma elas precisam estar dentro do tubo digestivo Então são enzimas que quando são encontradas em níveis elevados no plasma são indício de problemas nas células ou no tecido a qual produziram a qual as produziram e as enzimas celulares são enzimas como a lactate desidrogenase por exemplo lactate desidrogenase é uma enzima que o aumento da glicólise produz piruvato em algumas circunstâncias como por exemplo quando

o músculo precisa contrair-se mais rapidamente ou precisa de mais força ou precisa de uma atividade muito mais rápida de contração muscular do que a capacidade que a glicólise tem de formar ATP uma via paralela uma via alternativa converte o piruvato em lactat produzindo ATP de forma anaeróbia de forma não dependente de oxigênio a enzima que faz isso é a lactato desidrogenase produz lactato essa enzima ela é exclusivamente intracelular é óbvio que se nós encontrarmos ela no plasma em níveis elevados nós teremos também um indício de degeneração ou de problema no tecido né Por algum motivo

a gente vai ver que tipos de problemas podem aumentar as enzimas no plasma então nós temos que na enologia diagnóstica as enzimas os genes dessas enzimas elas são expressos são traduzidos ess enzima ela pode ficar Tem uma função intracelular ela pode ser secretada mas agir diretamente no local de ação como as enzimas digestivas por exemplo ou elas podem serem específicas do tecido n tecidos específicas via circulação Então se nós encontrarmos essas enzimas no plasma nós teremos o indício de um problema especificamente no tecido como eu falei para vocês as enzimas são produzidas por células Desculpa

as enzimas são produzidas por células mas uma pequena Parte dessas enzimas pode ser encontrada no plasma em virtud da Renovação C normal Óbvio a célula ela se multiplica ela tem uma vida limitada ela se ela chega a sua seu seu sua né tem uma vida limitada e libera assim a enzima então algumas enzimas uma parte das enzimas são encontradas no plasma isso é normal o que não se pode encontrar é um nível elevado e quando esse nível elevado de enzimas ocorre nós podemos suspeitar de algumas coisas como uma lesão naquele tecido ou uma produção aumentada

daquela enzima por algum motivo mas nós temos o indício de de onde está vindo o problema então a enzima ela é um ponto importante porque ela diz de onde está vindo o problema então os níveis aumentados da atividade enzimática podem ser em virtude de necrose da célula por exemplo então a célula morre a célula ela tem o seu metabolismo né tem sua vida útil mas ela morre ao morrer todo o conteúdo citoplasmático incluindo as enzimas é liberado e essa liberação faz com que aumente a concentração dessa enzima no plasma também podemos ter níveis aumentados atividade

enzimática em virtude do aumento da permeabilidade celular mesmo que não haja dano celular então a célula pode até continuar íntegra mas por algum motivo as enzimas que estão no seu citoplasma elas atravessam a membrana plasmática e aumentam a sua concentração no plasma também temos eh aumento da atividade enzimática em virtude de aumento na produção enzimática então a enzima ela ela aumenta a sua expressão a sua quantidade no citoplasma e aumento essa quantidade faz com que ela uma parte maior atravesse a membrana plasmática e chegue até o plasma e Finalmente nós temos também aumento da atividade

enzimática em virtude do aumento no tecido produtor da enzima então tecido da enzima aumenta em quantidade as células se proliferam e Esse aumento da proliferação celular ele é proporcional ao aumento de enzimas produzidas por essas células então a massa célular aumenta Aumenta também a quantidade enzimática então nós temos na verdade aí um um um dois fatores importantes a taxa de entrada das enzimas no sangue que pode ser em virtud do dano no tecido pode ser em virtude da síntese alterada ou pode ser em virtude do aumento da da massa tecidual esse aumento da entrada da

enzima no sangue tem uma repercussão tem uma consequência aumenta a atividade enzimática no soro mas a enzima Ela não fica indefinidamente a enzima quando ela entra quando ela é secretada pro plasma ela tem uma tempo de meia vida e ela depois desse tempo de meia vida ela precisa ser eliminada que é o que se chama de taxa de eliminação essa eliminação ela pode acontecer por dois fatores ou por inativação da enzima ou através do clearance da eliminação né da sua excreção melhor dizendo então a taxa de atividade enzimática quantidade de enzima que nós vamos encontrar

no plasma vai depender de fatores relaci ados a entrada da enzima e a saída da enzima quando um desses fatores altera nós temos uma alteração nos teores enzimáticos no plasma então referência entrada de enzima no sangue nós temos que pode haver vazamento de enzimas da célula por diversos motivos então nós temos aqui uma célula normal por exemplo que podem ter sofrido de diversos fatores como deficiência energética a enzima pode morrer por deficiência energética hipóxia deficiência de oxigênio ela pode morrer também agressão direta à membrana por trauma por vírus ou por substâncias orgânicas tudo isso pode

fazer com que a célula que era normal morra extravase Lise necrose e libere as enzimas que vão cair no plasma isso entrada de enzima por vazamento de enzima na célula a enzima também pode entrar no plasma através da produção enzimática alterada então nós temos que a enzima normal ela tem uma expressão de uma quantidade normal de enzimas a célula normal e essa célula quando ela é modificada através de mutações ela tem uma ou através de proliferação celular ela tem uma um aumento na quantidade de enzimas essas enzimas maior quantidade ou através de uma massa célular

aumentada são liberadas assim para o plasma pra corrente sanguínea que causas podem levar a morte celular como eu já falei hipóxia né falta de oxigênio substâncias químicas e drogas podem agredir tecido quando nós vemos por exemplo que uma determinada substância é hepatotóxica significa que ela é tóxica para o fígado essa substância ela se acumula Geralmente as hepatotóxicas elas se acumulam nos hepatócitos Mas elas destróem o hepatócito elas matam o hepatócito então quando nós queremos medir uma substância que é hepatotóxica nós podemos medir enzimas que são especificamente especificamente produzidas por hepatócitos agentes físicos como por exemplo

as radiações elas podem agredir tecido e liberar assim a enzima agentes microbiológicos como fungos como vírus como bactérias podem destruir células e assim aumentar os níveis enzimáticos mecanismos imunitários também são muito comuns nas lesões celulares então eh a cascata de de de complemento ou os anticorpos os Auto anticorpos podem destruir tecidos e podem matar a célula defeitos genéticos e distúrbios nutricionais são outros fatores também que podem causar lesão celular e o que é que pode alterar a depuração a eliminação enzimática inativação no plasma então algumas substânci alguns medicamentos podem se ligar especificamente a determinadas enzimas

produzindo a assim a sua inativação é por isso que quando se vai fazer uma dosagem enzimática ou uma verificação da atividade enzimática no soro o que se faz é saber se a pessoa vai fazer se a pessoa está fazendo uso de algum medicamento porque os medicamentos eles podem alterar a atividade enzimática remoção pelo sistema retículo endotelial também então as células do sistema retículo endotelial podem destruir as enzimas eh e assim eliminar a sua atividade endocitose né quando enzima se liga o seu receptor seu substrato elas podem ser endocitadas digestão proteolítica ao ser endocitadas elas vão

ser digeridas elas vão ser degradadas pelos lisossomos ou reciclagem do receptor também um