Metabolismo do Heme (Resumo)

Metabolismo do Heme (Resumo)

Metabolismo do heme - Rui Fontes

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Metabolismo do heme

1. Os hemoproteídos são heteroproteídos cujo grupo prostético é o heme, uma porfirina contendo Fe2+. São exemplos de hemoproteídos a hemoglobina, a mioglobina, os citocromos da cadeia respiratória, o citocromo P450, a catálase, a peroxídase e a pirrólase do triptofano.

2. O heme pode ser descrito como sendo formado por protoporfirina I, um composto corado e fluorescente que contém “pontes” metenilo (não metileno como nos porfirinogénios precursores que são incolores e não fluorescentes) unindo 4 anéis pirrólicos (4C,1N), e Fe2+. As cadeias laterais da protoporfirina I podem ser descritas pela seguinte sequência: metil, vinil, metil, vinil, metil, propiónico, propiónico, metil.

3. O heme é sintetizado na maioria das células do organismo, nomeadamente nas células da medula óssea precursoras dos eritrócitos e nos hepatócitos. No processo de síntese do heme o primeiro passo, que é também o limitante da velocidade do processo, é catalisado pela síntase do ácido δ-aminolevulínico (ALA) (succinil-CoA + glicina → ALA + CoA

+ CO2). O heme inibe a síntese desta enzima.

4. Na via metabólica de síntese do heme duas moléculas de ALA originam, por acção catalítica da desidrátase do ALA (2 ALA → 2 H2O + porfobilinogénio), o porfobilinogénio que contém um anel pirrol com duas cadeias laterais distintas (ácidos acético e propiónico).

5. Por acção sequencial de duas enzimas distintas (a síntase do uroporfirinogénio I e a cosíntase do uroporfirinogénio I) forma-se o uroporfirinogénio I que contém 4 anéis pirrol (4 porfobilinogénio → uroporfirinogénio I + 4 NH3). No uroporfirinogénio I as cadeias laterais são os ácidos acético e propiónico que ocorrem por esta ordem: acético, propiónico, acético, propiónico, acético, propiónico, propiónico, acético. Ao contrário do que acontece no uroporfirinogénio I as cadeias laterais do anel pirrol IV do uroporfirinogénio I estão invertidas.

6. Sucessivamente forma-se o coproporfirinogénio I (descarboxílase do uroporfirinogénio I que catalisa a descarboxilação das quatro cadeias laterais acetato a metilo; uroporfirinogénio I → coproporfirinogénio I + 4 CO2), o protoporfirinogénio I (oxídase do coproporfirinogénio I que catalisa a descarboxilação e oxidação dos propionatos dos anéis I e I a vinilos; coproporfirinogénio II + O2 → protoporfirinogénio I + 2 CO2 + 2 H2O), a protoporfirina I (oxídase do protoporfirinogénio I que catalisa a oxidação das pontes metileno a metenilo; protoporfirinogénio I + 3O2 → protoporfirina I + 3 H2O2) e finalmente o heme, pela incorporação de Fe2+ na protoporfirina I (síntase do heme; protoporfirina I + Fe2+ → heme).

7. Algumas enzimas da via metabólica da síntese do heme são citosólicas (desidrátase do

ALA, síntase do uroporfirinogénio I, cosíntase do uroporfirinogénio I e descarboxílase do uroporfirinogénio). Contudo, a primeira (síntase do ALA) e as últimas 3 (oxídase do coproporfirinogénio, oxídase do protoporfirinogénio I e síntase do heme) são mitocôndricas. Significa isto que existem na membrana da mitocôndria transportadores para o ALA (que sai) e para o coproporfirinogénio (que entra).

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8. O catabolismo do heme tem lugar principalmente em células macrofágicas do baço, fígado e medula óssea e inicia-se com a acção catalítica do sistema microssomático oxigénase do heme; este sistema catalisa a rotura entre os anéis pirrólicos I e I do heme formando-se biliverdina (heme + 3 O2 + 3 NADPH → biliverdina + CO + 3 NADP+ + 3

H2O + Fe3+). A biliverdina é, por sua vez, reduzida a bilirrubina; esta reacção é dependente do NADPH e é catalisada pela redútase da biliverdina (biliverdina +

NADPH → bilirrubina + NADP+). A bilirrubina formada nesta fase do processo diz-se não conjugada, é lipossolúvel, viaja no sangue ligada à albumina e, por este motivo, não passa para a urina.

9. A bilirrubina não conjugada entra para os hepatócitos por difusão facilitada e reage com o ácido glicurónico numa reacção catalisada pela transférase do ácido glicurónico formando-se diglicuronil-bilirrubina, a bilirrubina conjugada, que é hidrossolúvel. O dador do ácido glicurónico à bilirrubina é o UDP de ácido glicurónico (2 UDP-glicurónico

+ bilirrubina → 2 UDP + diglicuronil-bilirrubina). Excretada para a árvore biliar por mecanismos de transporte activo, a bilirrubina conjugada sofre a acção de bactérias intestinais dando origem ao urobilinogénio que pode ser reabsorvido e de novo excretado na bile (ciclo entero-hepático do urobilinogénio). O urobilinogénio pode, em contacto com oxigénio, ser oxidado a urobilina (ou ao composto similar estercobilina) que tem cor castanha corando as fezes e sendo também parcialmente responsável pela cor normal da urina.

10. A ictrícia é um sinal clínico que consiste na coloração amarelada da pele, mucosas e esclerótica do olho causada por aumento da bilirrubina. Pode ser causada por (1) aumento da sua síntese (ou seja, aumento do catabolismo do heme como acontece, por exemplo, na icterícia fisiológica do recém nascido), (2) diminuição da velocidade de conjugação ou (3) alterações no processo de excreção quer de origem meramente mecânica (como, por exemplo, uma obstrução no canal colédoco) ou quer por lesão do hepatócito (como, por exemplo, na hepatite vírica). Nos dois primeiros casos aumenta no plasma a bilirrubina não conjugada (também chamada indirecta); no último está aumentada no plasma sobretudo a bilirrubina conjugada (também chamada directa) que é filtrada no glomérulo e aparece na urina, corando-a de cor de “vinho do Porto”. A incapacidade de excretar bilirrubina na bile implica a não formação de urobilina e, consequentemente, a formação de fezes de cor clara.

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