DÉFICE DA GLICOSE-6-P DESIDROGENASE

Transcrição

1 DÉFICE DA GLICOSE-6-P DESIDROGENASE Ana Sofia Martinho Ana Sofia Alves Ana Sofia Silva Ana Sofia Vieira André Teixeira André Frias FMUC SO 8 Bioquímica II

2 Objectivos Caracterização do défice de glucose-6-fosfato desidrogenase; Breve revisão da via das pentoses; Descrição do caso clínico; Discussão das questões propostas;

3 Glicose-6-P Desidrogenase Enzima citoplasmática; Codificada por um gene localizado na região telomérica do braço longo do cromossoma X, locus q28. Deficiência de G-6-PD é um dos distúrbios genéticos mais comuns Ocupa perto de 20Kb

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5 Via Glicolítica e Via das Pentoses

6 Via das Pentoses Fase Oxidativa 1. Glucose-6-fosfato desidrogenase 2. 6-Fosfogluconato desidrogenase 3. Gluconogalactonase

7 Fase Não-Oxidativa Transcetolase-I 1º Vit. B1 Transaldolase 2º Transcetolase-II 3º Vit. B1

8 Processos alternativos da via das pentoses

9 Síntese de: NADPH Fonte de poder redutor Síntese de ácidos gordos Síntese de ácidos nucleico Ribose-5-fosfato Nucleótidos Ácidos nucleicos Intermediários da Glicólise Reacção Global: Glucose-6-fosfato + 2NADP + + H 2 O Ribose-5-Fosfato + 2NAPDH + 2H + + CO 2 Enzima-chave : glicose-6-fosfato desidrogenase Menos de 10% de glucose-6-p é degradada nesta via

10 O seguimento de cada uma das vias depende da actividade da : fosfofrutocinase I glucose-6-p desidrogenase. O controlo da via das pentoses depende: NADPH/NADP + ATP/ADP Substracto

11 Deficiência em G6PD Distúrbio genético Défice de Glucose 6-fosfato desidrogenase Enzima Chave da Via das Pentoses

12 Prevalência A deficiência de G-6-PD é um dos distúrbios genéticos mais comuns, afectando mais de 200 milhões de pessoas em todo o mundo. Estima-se que cerca de 1 em 10 afro-americanos do sexo masculino sofram desta patologia; Portugal é um país de baixa prevalência da doença; NOTA: Existe uma interacção da hereditariedade com o ambiente na produção de doenças Ocorre com maior frequência em regiões de África, Ásia e Mediterrâneo.

13 Distúrbio hereditário recessivo ligado ao cromossoma X

14 A patologia manifesta-se preferencialmente no sexo masculino para que um individuo do sexo feminino seja afectado é necessário que possua as duas cópias do gene mutante, ou uma só cópia se um dos cromossomas X sofrer lionização.

15 Implicações do Défice da G6PD Défice de NADPH G.V. não têm mitocôndrias S/ fonte alternativa de equivalentes redutores Glutatião Não Reduzido G.V. mais susceptíveis à oxidação Acumulação de ROS Fragilidade da membrana

16 O 2 (em excesso) O.- 2 Superóxido dismutase HO. GLUCOSE 6-P DESIDROGENASE Glicose 6- P NADP + 2GSH H 2 O 2 NADPH GSSG 2H 2 O (Fe 2+ ) H 2 O Catalase 6-P-gluconolactona Manutenção da hemoglobina no estado ferroso Glutatião redutase GSH Glutatião peroxidase Destoxificação, reagindo com peróxido de hidrogénio e peróxidos orgânicos Podem lesar as membranas

17 Corpos de Heinz São agregados de moléculas de hemoglobina desnaturadas que se interligam umas as outras. Anemia hemolítica

18 Variantes mutantes existentes Variantes da Glucose 6P desidrogenase Classe 1 Classe 2 e 3 Classe 4 Classe 5 -Actividade enzimática muito baixa; -Conduz a uma forma rara de anemia hemolítica não esferocítica hereditária. -Nelas se incluem 90% das deficiência em G6PD; -Apresenta as variantes mais comuns: variante Mediterrânea e variante A. -Têm actividade enzimática normal e não se associam a patologia -Encontram-se as variantes ditas normais, A e B. -Têm actividade enzimática aumentada e não se encontra patologia associada

19 O plasmodium falciparum é um agente da malária. Para o seu bom desenvolvimento necessita de: Glutatião reduzido (GSH) destoxificação Produtos da Via das Pentoses Glicose 6-P Glucose-6-P desidrogena se NADP + NADPH 2 GSH GSSG 6-P-gluconolactona

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21 Ingestão de favas e feijão de fava Crise hemolítica

22 Favas Vicina Convicina Hidrolisam No intestino GLICOSE 6-P DESIDROGENA SE Glicose 6- P 6-P-gluconolactona NADP + 2GSH H 2 O 2 NADPH Divicina GSSG ROS Isouramil Fe 2+ oxi) 2H 2 O Fe 3+ (meta) Alterações membrana

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24 Heme GV Hemoglobina Globina Heme oxigenase O 2 +NADPH+H + NADP + +H 2 O Bilirrubina redutase Icterícia préhepática NADPH+H + NADP + Em caso de anemia hemolítica Biliverdina Bilirrubina (não-conjugada) [BRB NÃO-CONJUGADA] CO + Ferro a.a. Baço Em caso de anemia hemolítica ESPLENOMEGÁLIA

25 Icterícia préhepática Espleno megália Manifestações clínicas Anemia Hemolítica Níveis elevados de ureia

26 Diagnóstico Testes não especificos: Hemograma e hematócrito; Doseamento da Bilirrubina no plasma; Determinação da actividade das enzimas hepáticas; Doseamento da ureia na urina; Testes especificos: Teste à actividade da G6PD

27 Abordagem terapêutica Não há cura Evitar actividades físicas intensas; Evitar substâncias que requerem a acção da G6PD; Evitar substâncias que conduzam ao stress oxidativo Ter cuidado com alguns medicamentos (anti-palúdicos, anti-bacterianos, analgésicos, entre outros) Evitar legumes (especialmente favas)

28 Caso Clínico IDENTIFICAÇÃO Jovem caucasiano do sexo masculino, 22 anos de idade Motivo de Internamento Apresentou-se no serviço de urgência do hospital com febre, arrepios, anorexia, fortes dores abdominais e urina escura, após 3 dias consecutivos com náuseas, diarreia e febre. Antecedentes patológicos Alergias sazonais Medicado, nas crises alérgicas, com fexofenadina (10 mg/dia) (antihistamínico H1 não sedativo) Internado com icterícia neonatal Antecedentes fisiológicos Consome bebidas alcoólicas apenas ocasionalmente, não fuma nem consome drogas de abuso. Alguns dias antes tinha ido a uma festa onde comeu ostras cruas e frango assado, mas mais ninguém desenvolveu sintomas semelhantes. Antecedentes Familiares Não existe história familiar de doença relevante.

29 Resultados das análises laboratoriais Anemia pronunciada: [Hb] = 8,9 g/dl (N =14-18 g/dl) Hematócrito = 29% (N= %) GV fragmentados e ausência de reticulócitos GV nucleados Nº de GB = p/ mm³ (N = GB p/mm 3 ) Corpos de Heinz nos GV Valores normais de glucose e electrólitos Elevação dos níveis da ureia [ureia] = 30 mg/dl Creatinina normal [creatinina] = 1 mg/dl

30 Resultados das análises laboratoriais Actividade da alanina aminotransferase = 50 UI/L Actividade da aspartato aminotransferase = 50UI/L (Nmáx.= 31UI/L) (Nmáx.= 31UI/L) Actividade da fosfatase alcalina = 146UI/L (N= 120 UI/L) Bilirrubina total ] = 2.2 mg/dl (N= 1,2 mg/dl) (maioritariamente na forma não-conjugada Urina escura, com vestígios de proteínas (incluindo hemoglobina) e de bilirrubina; sem glucose ou corpos cetónicos. Vestígios de sangue e salmonelas nas fezes Ritmo cardíaco:120 batimentos p/min sinais de taquicardia

31 O rapaz foi medicado para a diarreia e sintomas abdominais, mas a anemia persistiu Atingiu um hematócrito de 21% 3 dias após dar entrada no Hospital Observou-se um aumento dos reticulócitos e consequente aumento progressivo do hematócrito Procedeu-se a uma análise bioquímica enzimática

32 Diagnóstico A análise bioquímica enzimática foi consistente com uma O teste do ADN revelou a substituição de uma citosina por uma timina no nucleótido 563, correspondendo a uma mutação da variante mediterrânica.

33 QUESTÕES PARA DISCUSSÃO

34 Como caracteriza a transmissão hereditária associada à deficiência em glucose-6-fosfato desidrogenase (G6PD)? Indique as variantes mutantes existentes.

35 Glicose-6-P Desidrogenase Enzima citoplasmática; Codificada por um gene localizado na região telomérica do braço longo do cromossoma X, locus q28. Deficiência de G-6-PD é um dos distúrbios genéticos mais comuns Ocupa perto de 20Kb

36 Distúrbio hereditário recessivo ligado ao cromossoma X

37 A patologia manifesta-se preferencialmente no sexo masculino para que um individuo do sexo feminino seja afectado é necessário que possua as duas cópias do gene mutante, ou uma só cópia se um dos cromossomas X sofrer lionização.

38 Variantes mutantes existentes Variantes da Glucose 6P desidrogenase Classe 1 Classe 2 e 3 Classe 4 Classe 5 -Actividade enzimática muito baixa; -Conduz a uma forma rara de anemia hemolítica não esferocítica hereditária. -Nelas se incluem 90% das deficiência em G6PD; -Apresenta as variantes mais comuns: variante Mediterrânea e variante A. -Têm actividade enzimática normal e não se associam a patologia -Encontram-se as variantes ditas normais, A e B. -Têm actividade enzimática aumentada e não se encontra patologia associada

39 Qual a principal função da enzima a nível metabólico e como é regulada a sua actividade?

40 A enzima Glicose-6-P-desidrogenase é a ENZIMA CHAVE da via das pentoses e catalisa a reacção: Glucose -6- Fosfato Mg Fosfogliconolactona NADP + NADPH + H + A sua principal função é, deste modo, a produção de NADPH essencial em inúmeras vias metabólicas: a) Sínteses redutoras: - Síntese dos ácidos gordos; - Síntese do colesterol - Síntese de neurotransmissores; - Síntese de nucleótidos. b) Destoxificação: - Redução do glutatião oxidado; - Citocromo P450 monoxigenase

41 A enzima G6PD é regulada da seguinte forma: NADPH/NADP + INIBE alostericamente a G6PD; NADPH/NADP + ACTIVA alostericamente a G6PD; Ésteres de ácidos gordos INIBEM alostericamente a G6PD; O desvio do metabolismo da glucose-6-p para a via das pentoses é ditado pela necessidade relativa de: NADPH Ribose-5-P ATP

42 Como explica a anemia hemolítica neste paciente?

43 G6PD NADPH GSH Fragilidade da membrana dos eritrócitos + Dificuldade em que as sulfídrilas da hemoglobina se mantenham reduzidas Hemólise excessiva ANEMIA HEMOLÍTICA Salmonelas Infecção bacteriana Processo inflamatório Fagocitose O 2.- H 2 O 2

44 Porque se formam os corpos de Heinz a nível dos Glóbulos Vermelhos?

45 Corpos de Heinz São agregados de moléculas de hemoglobina desnaturadas que se interligam umas as outras. Corpos de Heinz

46 Nestes pacientes o consumo de favas pode acelerar uma crise hemolítica (favismo). Porquê?

47 Favas Vicina Convicina Hidrolisam No intestino GLICOSE 6-P DESIDROGENA SE Glicose 6- P 6-P-gluconolactona NADP + 2GSH H 2 O 2 NADPH Divicina GSSG ROS Isouramil Fe 2+ oxi) 2H 2 O Fe 3+ (meta) Alterações membrana

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49 Níveis elevados de bilirrubina (predominantemente não-conjugada) e aumento do tamanho do baço (esplenomagalia) podem também ser observados nestes doentes durante uma crise. Porquê?

50 Heme GV Hemoglobina Globina Heme oxigenase O 2 +NADPH+H + NADP + +H 2 O Bilirrubina redutase Icterícia préhepática NADPH+H + NADP + Em caso de anemia hemolítica Biliverdina Bilirrubina (não-conjugada) [BRB NÃO-CONJUGADA] CO + Ferro a.a. Baço Em caso de anemia hemolítica ESPLENOMEGÁLIA

51 Porque é que a mutação da glucose- 6-fosfato desidrogenase confere resistência à malária

52 O plasmodium falciparum é um agente da malária. Para o seu bom desenvolvimento necessita de: Glutatião reduzido (GSH) Destoxificação Produtos da Via das Pentoses Glicose 6-P Glicose-6-P desidrogena se NADP + NADPH 2 GSH GSSG 6-Pgluconolactona

53 Bibliografia BAYNES, John W. and DOMINICZAK, Marek H., Bioquímica Médica, 2º Edição, Eslsevier STRYER, L.; Biochemistry; 4ªedição; Freeman PowerPoints de suporte às aulas teóricas de BQI e BQII Protocolos das aulas práticas de BQI e BQII