BIOQUÍMICA II 2010/2011 Ensino teórico - 1º ano Mestrado Integrado em Medicina

Transcrição

1 BIOQUÍMICA II 2010/2011 Ensino teórico - 1º ano Mestrado Integrado em Medicina 5ª Aula teórica Doenças do metabolismo dos aminoácidos 07/03/2011

2 Objectivos Analisar as principais doenças do metabolismo dos aminoácidos Fenilcetonúria Alcaptonúria Albinismo Maple Syrup Urine Disease (doença do xarope de bordo) Homocistinúria

3 Metabolismo dos Aminoácidos Libertação de AA durante síntese/degradação de proteínas (se não necessários para a sua estrutura) Dieta muito rica em proteínas/aa (AA em excesso) Durante fome prolongada ou Diabetes mellitus (HC não disponíveis/não utilizáveis)

4

5 Catabolismo dos Aminoácidos Renovação celular - Enzimas proteolíticas. Calpaínas. Catepsinas - Ubiquitina/Proteossoma - Autofagia

6 Medir níveis de aminoácidos em fluidos biológicos - diagnóstico Manuela Grazina, IB-FMUC

7

8

9 Alterações do metabolismo dos aminoácidos Detecção cromatograma HPLC - padrão Copyright Copyright LBG, Manuela Grazina Manuela Grazina, IB-FMUC

10 Alterações do metabolismo dos aminoácidos Detecção cromatograma HPLC - normal Copyright Copyright LBG, Manuela Grazina Manuela Grazina, IB-FMUC

11 Doenças metabólicas por deficiência enzimática no metabolismo dos AA Archibald Garrod ( ) - Doenças genéticas por défices enzimáticos específicos, associados ao metabolismo.. 1ª Alcaptonúria (def. Homogentisato dioxigenase). Artrite tardia. Fenilcetonúria (def. Fenilalanina hidroxilase) Outras causas Défice do cofactor 5,6,7,8- -tetrahidrobiopterina. Urina escura (ácido homogentisíco). Hiperfenialaninémia. Acumulação de fenilpiruvato Toxicidade do SNC - Teste do pézinho -. Leucinose (def. Desidrogenase dos α-cetoácidos ramificados). Acumulação de α-cetoisocaproico. Urina com cheiro a caramelo Intoxicação aguda do SNC - Coma - Morte (Def. cetoisocaproato desidrogenase)

12 Patologias associadas ao metabolismo dos aminoácidos Os erros congénitos do metabolismo podem ser devido a perda total ou parcial de actividade enzimática Na ausência de tratamento estas alterações acompanham-se de atraso mental São maioritariamente patologias pediátricas Ocorrem com uma frequência inferior a 1/

13 Fenilcetonúria (defeito congénito do metabolismo mais frequente - ~1:30 000; AR). Défice Fenilalanina hidroxilase. Hiper-fenilalaninémia. Acumulação de fenilpiruvato Toxicidade do SNC - Teste do pézinho Outras causas: Défice do cofactor 5,6,7,8-tetrahidrobiopterina (défice de dihidrobiopterina redutase)

14 Fenilcetonúria - Criança normal ao nascer - Aos 3-4 meses: Menos atenta ao meio Atraso no desenvolvimento psicomotor Tremor das extremidades Movimentos de torsão, convulsões urgência - Cheiro particular na fralda - Colhida gota de sangue. - Teste de Guthrie: excesso de fenilalanina (Phe) Actividade da fenilalanina hidrolase < 1% relativamente a crianças da mesma idade

15 Fenilpiruvato Fenilalanina Tirosina Fenil-lactato Fenil-acetato Proteínas Melanina Catecolaminas Fumarato Tyrosine NORMAL Phenylalanine Fenilpiruvato Fenil-lactato Fenil-acetato Fenilalanina Tirosina Proteínas Phenylpyruvate Melanina Catecolaminas Fumarato Phenylpyruvate FENILCETONÚRIA

16 Catabolismo da fenilalanina (Phe) na Fenilcetonúria: * Phe e fenilpiruvato acumulam-se nos tecidos, sangue e urina * Fenil-acetato (odor característico) e fenillactato são excretados pela urina

17 Fenilalanina hidroxilase - enzima responsável para conversão de Phe Tyr (o défice causa Fenilcetonúria) Fenilalanina hidroxilase Dihidrobiopterina redutase

18 Aumento da taxa de fenilalanina circulante (tecidos, plasma, urina). Doença autosómica recessiva (cr.12) com incidência de 100/ milhão recém-nascidos Fenilcetonúria Sintomas: Atraso metal e do crescimento, dificuldade em caminhar e falar, tremor e microcefalia, deficiente pigmentação com cabelo louro, olhos azuis e pele branca (a fenilalanina inibe a tirosinase, enzima essencial na síntese de melanina) Diagnóstico: Teste de Guthrie às 48 h Tratamento: Dieta pobre em fenilalanina (manter níveis sanguíneos entre 3-12 mg/l); suplemento adequado de tirosina; início da terapêutica o mais precoce possível e sempre antes do mês Prognóstico: Sequelas neurológicas irreversíveis (inibição pela fenilalanina de transporte de aminoácidos para o cérebro e alterações na síntese de neurotransmissores).

19 Patologias associadas ao Catabolismo da Phe e Tyr

20 Alterações do metabolismo dos aminoácidos Patologias cromatograma HPLC - Tirosinémia Copyright Copyright LBG, Manuela Grazina Manuela Grazina, IB-FMUC

21 Alterações do metabolismo dos aminoácidos Detecção cromatograma HPLC - normal Copyright Copyright LBG, Manuela Grazina Manuela Grazina, IB-FMUC

22 Alcaptonúria e Albinismo. Alcaptonúria (défice (1: ) (défice Homogentisato dioxigenase). Artrite tardia. Urina escura (oxidação do ácido (oxidação do ácido homogentísico). Albinismo (défice (défice tirosinase). Deficiência na formação de melanina. Pele e olhos claros. Fotossensibilidade

23 Vias de biossíntese da melanina a partir da tirosina (melanócitos) reditarie/albinismo.jpg

24

25 . Outras doenças metabólicas por défice de enzimas do metabolismo dos AA Deficiência da descarboxilação oxidativa AA cadeia ramificada leucina, valina isoleucina α-cetoácidos (acidose orgânica). Leucinose (défice Desidrogenase dos α-cetoácidos ramificados) Maple Syrup Urine Disease (1: ). Acumulação de α-cetoisocaproico. Urina com cheiro a caramelo (teste da dinitrofenilhidrazina - detecta α-cetoácidos) Intoxicação aguda do SNC Atraso mental Coma Morte Fatal se não se administrar dieta pobre nestes aminoácidos e/ou TPP+

26 Tyr Lis Cholesterol Treonine Methionine Phe Tyr Desidrogenase dos α-cetoácidos ramificados (dependente de TPP+) Methylmalonyl-CoA mutase Vit B12 C Krebs Fatty acids Modificado de Marks DB, Marks AD, Smith CM, 1996 (Basic Medical Biochemistry, a clinical approach)

27 Maple Syrup Urine Disease - Leucinose (erro congénito de metabolismo, AR) Causa: Deficiência da descarboxilação oxidativa leucina, valina isoleucina α-cetoácidos (acidose orgânica) Provoca: - Vómitos, letargia - Desenvolvimento anormal do cérebro - Atraso mental e do crescimento - Morte durante a infância Prevalência 1: Fatal se não se administrar dieta pobre nestes aminoácidos Tecidos extra-hepáticos (músculo, tecido adiposo, rim, cérebro) contêm transaminase para cadeias ramificadas, inexistente no fígado.

28 Alterações do metabolismo dos aminoácidos Patologias cromatograma HPLC - Leucinose Copyright Copyright LBG, Manuela Grazina Manuela Grazina, IB-FMUC

29 Alterações do metabolismo dos aminoácidos Detecção cromatograma HPLC - normal Copyright Copyright LBG, Manuela Grazina Manuela Grazina, IB-FMUC

30 Homocistinúria As manifestações mais frequentes são: Atraso mental Estatura elevada, com membros longos e delgados. Aumento do tónus muscular, Convulsões e distúrbios psicóticos podem estar presentes. Défices enzimáticos mais frequentes: 1. Défice de cistationina beta-sintetase (mais frequente) caracteriza-se por trombos frequentes e acidentes vasculares cerebrais múltiplos, que podem resultar em síndromes neurológicos. 2. Défice de metileno-tetrahidrofolato redutase (2ª forma mais frequente) - pode estar associada a anemia megaloblástica.

31 Trans-sulfuração sulfuração e metilação (SAM) Metabolismo da Metionina e Síntese da Cisteína a partir da Serina Propionyl-CoA TCA Succinyl-CoA

32 Síntese de metionina e S-adenosilmetionina (SAM) = methionine synthase Via do tetrahidrofolato (THF) e da homocisteína

33 Défices enzimáticos que causam Homocistinúria Homocistinúria (défice em): - Cistationina sintetase - Metionina sintetase - MetilenoTHF redutase, e/ou - vitamina B12

34 Homocistinúria e Homocisteinémia Défice de cistationina sintetase é a forma mais frequente. Homocisteína homocisteína tiolactona tiolação de grupos amina das LDL Agregação e endocitose pelos macrófagos Deposição ATEROMAS + oxidação lipídica e agregação plaquetar Fibrose e calcificação das placas ateroscleróticas