PAULO CESAR NAOUM
AC&T- 2013
HEMOGLOBINAS NORMAIS
MOLÉCULA DA HEMOGLOBINA
HUMANA NORMAL – Hb A
AS HEMOGLOBINAS
HUMANAS SÀO
COMPOSTAS POR
QUATRO CADEIAS
DE AMINOÁCIDOS
CONHECIDAS POR
GLOBINAS E
INSERIDO EM CADA
GLOBINA HÁ UM
COMPONENTE
QUÍMICO
DENOMINADO POR
GRUPO HEME
HEMOGLOBINAS NORMAIS
GLOBINA ALFA
GRUPO
HEME
GRUPO
HEME
GLOBINA BETA
GLOBINA ALFA
GRUPO
HEME
GRUPO
HEME
GLOBINA BETA
COMPONENTES DA MOLÉCULA DE Hb A
PORTANTO, HÁ
QUATRO GLOBINAS
(TETRÂMERO)
COMPOSTAS POR
DUAS GLOBINAS
ALFA E DUAS
GLOBINAS BETA.
EM CADA GRUPO
HEME HÁ UM
ÁTOMO DE FERRO
QUE TEM A FUNÇÃO
DE SE LIGAR COM A
MOLÉCULA DE
OXIGÊNIO.
HEMOGLOBINAS NORMAIS
EM CADA
ERITRÓCITO HÁ
CERCA DE 270 A
330 MILHÕES DE
MOLÉCULAS DE
HEMOGLOBINAS.
ESSA AVALIAÇÃO
É FEITA NO
HEMOGRAMA POR
MEIO DO ÍNDICE
HEMATIMÉTRICO
HCM.
HEMOGLOBINAS NORMAIS
O HCM É A SIGLA DA
HEMOGLOBINA
CORPUSCULAR
MÉDIA.
O VALOR NORMAL
DO HCM É 27 A 33
PICOGRAMA( pg) QUE
REPRESENTA A
MÉDIA ENTRE 270 A
330 MILHÕES DE
MOLÉCULAS DE
HEMOGLOBINAS EM
CADA ERITRÓCITO.
MEDULA ÓSSEA DE CRÂNEO DE UMA
PESSOA COM TALASSEMIA BETA MAIOR
A PRODUÇÃO
DAS CÉLULAS
DO SANGUE
OCORRE NA
MEDULA
ÓSSEA.A
PRODUÇÃO
ESPECÍFICA
DOS
ERITRÓCITOS É
DENOMINADA
POR
ERITROPOIESE
MEDULA ÓSSEA DE CRÂNEO DE UMA
PESSOA COM TALASSEMIA BETA MAIOR
EM SITUAÇÕES
PATOLÓGICAS
CRÔNICAS HÁ
ACENTUADA
PRODUÇÃO DE
ERITROCITOS NA
MEDULA ÓSSEA, POR
EX.: TALASSEMIA
BETA MAIOR, ANEMIA
FALCIFORME,ETC.
O ESPAÇO MEDULAR
SE AMPLIA DE
FORMA ACENTUADA
(FIGURA AO LADO).
MICROSCOPIA ÓPTICA DO ESFREGAÇO DE
MEDULA ÓSSEA NORMAL
AO EXAMINARMOS
A CITOLOGIA DE
UM ESFREGAÇO DE
MEDULA ÓSSEA É
POSSÍVEL
RECONHECER AS
DIFERENTES
CÉLULAS QUE
FAZEM PARTE DA
LINHAGEM
ERITROCITÁRIA.
ESSAS CÉLULAS
SÃO OS
ERITROBLASTOS.
ERITROBLASTO
POLICROMÁTICO
ERITROBLASTO BASÓFILO
ERITROBLASTO
ORTOCROMÁTICO
MICROSCOPIA ÓPTICA DO ESFREGAÇO DE
MEDULA ÓSSEA NORMAL
NO INTERIOR DE
CADA UM DESSES
ERITROBLASTOS
CORRE A SÍNTESE
DE MOLÉCULAS DE
HEMOGLOBINAS.
MICROSCOPIA ÓPTICA DO ESFREGAÇO DE
MEDULA ÓSSEA NORMAL
ERITROBLASTO EM FASE DE MITOSE
COM A SEPARAÇÃO DE CROMOSSOMOS
PARA ENTENDER A
SÍNTESE DE
HEMOGLOBINAS É
PRECISO CONHECER
FUNDAMENTOS DE
CITOLOGIA E
GENÉTICA.
NA FIGURA AO LADO É
POSSÍVEL OBSERVAR
OS CROMOSSOMOS
SEPARADOS EM DOIS
PÓLOS DA CÉLULA,
NO MOMENTO QUE
ANTECEDE SUA
REPRODUÇÃO.
POR MEIO DA ANÁLISE DE
CARIOTIPO É POSSÍVEL
IDENTIFICAR OS
CROMOSSOMOS,INCLUINDO OS
DOIS CROMOSSOMOS QUE TEM
OS GENES QUE SINTETIZAM AS
GLOBINAS.
•O CROMOSSOMO 11 TEM OS
GENES QUE SINTETIZAM AS
GLOBINAS BETA .
•O CROMOSSOMO 16 TEM OS
GENES QUE SINTETIZAM AS
GLOBINAS ALFA
CITOLOGIA DO CARIOTIPO
QUE MOSTRA OS 23 PARES
DE CROMOSSOMOS
HUMANOS.
MICROSCOPIA ELETRÔNICA DO
CROMOSSOMO 11. NESSE CROMOSSOMO
HÁ CENTENAS DE GENES, ENTRE OS QUAIS
OS GENES QUE SINTETIZAM A GLOBINA
ALFA.
O CROMOSSOMO
NADA MAIS É DO
QUE UMA
GRANDE
MOLÉCULA DE
DNA. ALGUMAS
REGIÕES DESSA
MOLÉCULA DE
DNA TEM A
CAPACIDADE DE
PRODUZIR
PROTEINAS E
ENZIMAS. ESSAS
REGIÕES SÃO
DENOMINADAS
POR GENES.
16
11
CITOGENÉTICA DE HIBRIDIZAÇÃO IN SITU POR
FLUORESCÊNCIA (FISH) DESTACANDO OS
GENES DE GLOBINAS ALFA (CROMOSSOMO 16 )
BETA (CROMOSSOMO 11)
DOIS
CROMOSSOMOS
ESPECÍFICOS (11
E 16) TEM OS
GENES DA
SÍNTESE DE
HEMOGLOBINAS
HUMANAS
POR DE UM PROCESSO
ESPECIAL DE
MICROSCOPIA
ELETRÔNICA É
POSSÍVEL VER A
ESTRUTRA DE DUPLA
HÉLICE DE DNA LIGADA
PELAS BASES
NITROGENADAS (EM
FORMA DE HASTES).
PEDAÇO DE UM CROMOSSOMO VISTO
POR MICROSCOPIA ELETRÔNICA POR
NANOTECNOLOGIA. É POSSÍVEL
OBSERVAR A ESTRUTURA DO DNA
DESSE PEDAÇO.
PEDAÇO DE UM CROMOSSOMO VISTO
POR MICROSCOPIA ELETRÔNICA POR
NANOTECNOLOGIA. É POSSÍVEL
OBSERVAR A ESTRUTURA DO DNA
DESSE PEDAÇO.
OS GENES TEM A
ESTRUTURA DE DNA,
CONFORME A FIGURA AO
LADO. A LEITURA DE
CADA BASE
NITROGENADA É FEITA
POR UMA ENZIMA
CONHECIDA POR RNA
POLIMERASE.
A REPRESENTAÇÃO DAS
BASES NITROGENADAS É
FEITA POR MEIO DE
LETRAS A (ADENINA)
G(GUANINA),C(CITOSINA),
T(TIMINA).
MICROSCOPIA ELETRÔNICA POR NANOTECNOLOGIA
MOSTRANDO A RNA POLIMERASE COM A CÓPIA DAS
BASES NITROGENADAS PASSANDO POR DENTRO DA
MOLÉCULA DE RIBOSSOM. A TRADUÇÃO BIOLÓGICA
DESSAS BASES SE TRADUZ EM AMINOÁCIDOS QUE
SE DISPÕE EM POLIPETÍDEOS PARA FORMAR O
TETRÂMERO DA MOLÉCULA DE HEMOGLOBINA .
.
REPRESANTAÇÃO
DA MOLÉCULA DE
HEMOGLOBINA
Triptofano
TGG
Metionina
ATG
Ácido aspártico
GAT – GAC
Arginina
AGA – AGG
Istidina
CAT – CAC
Cisteína
UGT – TGC
Fenilalanina
TTT – TTC
Tirosina
TAT – TAC
Serina
AGT – AGC
Isoleucina
ATT – ATC – ATA
Glicina
GGT – GGC – GGA – GGG
Valina
GTT – GTC – GTA – GTG
Alanina
GCT – GCC – GCA – GCG
Prolina
CCT – CCC – CCA – CCG
Treonina
ACT – ACC – ACA – ACG
Leucina
TTA – TTG – CTT – CTC – CTA – CTG
ATUALMENTE SE
CONHECEM TODOS OS
20 AMINOÁCIDOS E SUAS
TRÍPLICES BASES
NITROGENADAS
CORRESPONDENTES.
etc...
Estrutura plana
Dobraduras
Estrutura
Plana
Regiões
próximas ao
grupo heme
Dobraduras
REPRESENTAÇÃO
ESTRUTURAL DA GLOBINA
BETA
Observe
que
a
molécula
apresenta “dobraduras”em quase
totalidade da sua estrutura.
Mutações de aminoácidos nessas
drobraduras causam instabilidade
à molécula. Se a mutação é
próxima ao grupo heme pode
afetar a ligação do ferro com o
oxigênio,
fato
que
origina
hemoglobinas variantes com
fixação alterada ao oxigênio. Nas
estruturas sem dobraduras(plana),
a maioria das mutações (com
exceções das Hb S e Hb C) não
causam danos à molécula.
Fingerprint de
peptídeos das
globinas alfa e beta
DA Hb S. O círculo
indica onde deveria
estar o peptídeo
normal da Hb A.
PEPTÍDEOS DAS GLOBINAS ALFA E
BETA DA Hb A
A figura ao lado representa a separação
de peptídeos de globinas alfa e beta da
Hb A. Inicialmente isolam-se as globinas
dos seus grupos heme e depois tratam-se
as globinas (polipetídeos) com a enzima
tripsina para quebrar os polipetídeos em
peptídeos. Esses peptídeos são
submetidos à eletroforese no sentído
horizontal e à cromatografia no sentído
vertical.Essa técnica é denominada por
fingerprint de globinas. Cada
“mancha”representa um peptídeo, que
são submetidos à análise de seus
aminoácidos.
Por meio de eletroforese
de globinas é possível
separar as globinas alfa
das beta, conforme
mostra a figura ao lado.
Observe que há
equilíbrio quantitativo
entre elas, mostrando
que os genes que
sintetizam as globinas
alfa e beta atuam
também de forma
equilibrada e
sicronizadamente.
Por meio da
eletroforese de
hemoglobinas é
possível separar as
frações de
hemoglobinas normais:
Hb A (96 a 98%)
Hb A2 (2 a 4%)
Hb Fetal (0 a 1%)*
(*) a partir dos seis
meses de idade.
Cr.11
Cr.16
Genes da globina alfa no
cromossomo 16 e genes da globina
beta no cromossomo 11
GENÉTICA DA SÍNTESE DE
HEMOGLOBINAS
Para entender as alterações
biológicas que afetam as
moléculas de hemoglobinas e
que resultam em
hemoglobinas variantes e
talassemias é preciso
conhecer a dinâmica dos
genes que produzem as
globinas alfa e beta,
principalmente. Cerca de 60%
das mutações ocorrem na
globina beta, 38% na globina
alfa, 1% na globina delta
(variantes de Hb A2) e 1% na
globina gama (variantes de
Hb Fetal).
CROMOSSOMOS E GENES RELACIONADOS
COM A SÍNTESE DE HEMOGLOBINAS
GENES DO CROMOSSOMO 11
RCG
ε
γ
δ
β
GENES DO CROMOSSOMO 16
RCG
ζ
α1
α2
SÍNTESE NORMAL DAS HEMOGLOBINAS
NORMAIS
Cromossomo 16
RCG
α
Cromossomo 11
α
RCG
γ
δ
β
δ
γ
A2 (2 – 4%)
α
β
Fetal (0 – 1%)
A (96 – 98%)
ALTERAÇÕES HEREDITÁRIAS DAS
HEMOGLOBINAS
TALASSEMIAS
Se deve ao desequilíbrio de
produção de globinas alfa e beta.
α
α
α
β
β
β
normal
Tal.alfa
Tal.beta
Hb VARIANTES
Se deve a trocas de aminoácidos nas
globinas alfa ou beta, principalmente.
Hb A
Hb variante por
mutação na globina
alfa (ex. Hb I)
Hb variante por
mutação na globina
beta (ex. Hb S)
SÍNTESE DAS HEMOGLOBINAS NA TALASSEMIA ALFA
(DEFICIÊNCIA NA PRODUÇÃO DE GLOBINAS ALFA)
Cromossomo 16
RCG
α
Cromossomo 11
α
RCG
δ
α
β
β
γ
γ
Hb A2
Hb A
(β
β4 = Hb H)
δ
β
CORPÚSCULOS OU
PRECIPITADOS
INTRAERITROCITÁRIOS DE Hb H
A precipitação de Hb H ocorre
como consequência da “sobra”de
globinas beta que não teve
quantidades suficientes de
globina alfa para se combinar e,
assim. formar a molécula de Hb A.
Esses precipitados somente são
visualizados após os eritrócitos
terem sido tratados com azul de
crezil brilhante a 1%.
ERITRÓCITOS COM
PRECIPITADOS DE Hb H EM
OBJETIVA DE IMERSÃO
(10000X)
H
A
A
C
A2
AC
AH
O TESTE LABORATORIAL MAIS
SENSÍVEL PARA DETECTAR A Hb H É
A ELETROFORESE DE
HEMOGLOBINAS.
NA ELETROFORESE ALCALINA EM
ACETATO DE CELULOSE É POSSÍVEL
FRACIONA-LA NOS PRIMEIROS 10
MINUTOS DE ELETROFORESE.
NA FIGURA AO LADO A Hb H É
FACILMENTE IDENTIFICADA POR TER
CONCENTRAÇÃO DE 8%. MAS A
MAIORIA DAS TALASSEMIAS ALFA
SÃO DO TIPO “MINIMA”E TEM
CONCENTRAÇÕES ENTRE 0,5 E 1%.
SÍNTESE DAS HEMOGLOBINAS NA
TALASSEMIA BETA
Cromossomo 16
RCG
α
Cromossomo 11
α
γ
RCG
δ
β
δ
Hb A2↑
α
β
Hb F↑
↑
Hb A
α Livre
UMA DAS CONSEQUÊNCIAS FISIOPATOLÓGICAS
DA TALASSEMIA BETA MAIOR É A INTENSA
DEFORMAÇÃO DOS ERITRÓCITOS, MOTIVADA
PELA ENORME QUANTIDADE DE CORPOS DE
HEINZ.
A LESÃO MOLECULAR
NO GENE BETA PODE
AFETAR COM MUITA
INTENSIDADE A SUA
CAPACIDADE DE
PRODUZIR GLOBINAS
BETA. EM CASOS MAIS
GRAVES DE TALASSEMIA
BETA MAIOR A
PRODUÇÃO DE GLOBINA
BETA É NULA, E COMO
CONSEQUÊNCIA OS
ERITRÓCITOS SÃO
DESPROVIDOS DE
MOLÉCULAS DE
HEMOGLOBINAS.
IDENTIFICAÇÃO LABORATORIAL DE
TALASSEMIAS BETA MAIOR
1
2
1-Tal. Beta Menor
com
Hb
A2
aumentada.
3
Hb A
Hb Fetal
Hb A2
2Tal.
Beta
Maior(δβ
δβ / δβ)
δβ 0
com
ausência
total de Hb A e
A2.
3 - Tal. Beta
Maior(β
β+ / β+) com
alguma síntese de
Hb A.
ALTERAÇÕES ESTRUTURAIS NA MOLÉCULA
DE GLOBINA BETA NA DOENÇA FALCIFORME
Local da mudança de
ácido glutâmico por
valina,dando origem à Hb S
A MUTAÇÃO QUE DÁ ORIGEM À Hb S
OCORRE NO GENE DA GLOBINA
BETA POR TROCA DO SEU SEXTO
AMINOÁCIDO (ÁCIDO GLUTÂMICO)
PELA VALINA.
APESAR DESTA MUTAÇÃO
OCORRER NUMA REGIÃO EXTERNA
E NÃO DOBRADA DA MOLÉCULA, O
DESENCADEAMENTO DA
FALCIZAÇÃO DECORRE DA
DESOXIGENAÇÃO DA Hb S. AO
PERDER O OXIGÊNIO A MOLÉCULA
DE GLOBINA BETA S SE MOVIMENTA
DISCRETAMENTE, PORÉM O
SUFICIENTE PARA REAGIR COM
GLOBINAS BETA S DE OUTRAS
MOLÉCULAS DE Hb S (próximo slide).
INÍCIO DA POLIMERIZAÇÃO DE
MOLÉCULAS DE Hb S
DESOXIGENADAS. OS CONTATOS
ENTRE ELAS SE DEVEM À UMA
MOVIMENTAÇÃO ANORMAL DA
MOLÉCULA DEVIDO À MUTAÇÃO.
TODAS AS MOLÉCULAS DE
HEMOGLOBINAS NORMAIS E
ANORMAIS (EXCEPTUANDO-SE
A Hb S) MANTÉM-SE ISOLADAS
NO LÍQUIDO
INTRAERITROCITÁRIO, QUER
ESTEJAM OXIGENADAS OU NÃO.
AS MOLÉCULAS DE Hb S SÓ SE
MANTÉM ISOLADAS QUANDO
OXIGENADAS. AO SE
DESOXIGENAREM, UMA SIMPLES
MOVIMENTAÇÃO MOLECULAR
DEVIDO À MUDANÇA
ESTRUTURAL, AS FAZEM SE
TOCAREM DANDO ORIGEM À
FORMAÇÃO DE POLÍMEROS DE
Hb S, FORMANDO ESTRUTURAS
AGRUPADAS E ALONGADAS.
A DISPOSIÇÃO DOS FILAMENTOS AGRUPADOS DE
MOLÉCULAS DE Hb S DESOXIGENADAS (POLÍMEROS
DE Hb S) DEFORMAM OS ERITRÓCITOS, COMO A
CÉLULA ABAIXO, TORNANDO-OS ALONGADOS EM
FORMA DE FOICE (FALCIFORME).
DURANTE A PERDA DE OXIGÊNIO PELOS ERITRÓCITOS QUECONTÉM
Hb S, OCORREM OS PROCESSOS POLIMERIZANTE (VÁRIOS DENTRO DE
UMA MESMA CÉLULA, COMO MOSTRA A FIGURA DO MEIO) ATÉ O
ERITRÓCITO ADQUIRI A FORMA FALCIFORME IRREVERSÍVEL
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
O2
Oxi-Hb S
Deoxi-Hb S
Deoxi-Hb S
Fase reversível
Fase irreversível
Reposição de O2
CONSEQUÊNCIAS FISIOPATOLÓGICAS DA Hb S
OXI-Hb S
O2
e
O2•; H2O2, HO
DEOXI-Hb S
Polimerização
da deoxi-Hb S
Células
Falciformes
Degradação
da Hb S
Meta Hb
Corpos de
Heinz
Alteração de
membrana
Oclusão
vascular
A FIGURA DO SLIDE ANTERIOR DESTACOU A FORMAÇÃO
DOS CORPOS DE HEINZ COMO UMA DAS CONSEQUÊNCIAS
DA DESNATURAÇÃO DA GLOBINA BETA S.
CORPOS DE HEINZ SÃO COMPOSTOS DE DEGRADAÇÃO
DA METAHb S QUE SE PRECIPITAM JUNTO À MEMBRANA
DO ERITRÓCITO, CAUSANDO LESÕES. ESSAS LESÕES
ATRAEM OS MACRÓFAGOS QUE FAGOCITAM OS
ERITRÓCITOS FALCIFORMES, CAUSANDO ANEMIA.
CORPOS DE HEINZ EM
MICROSCOPIA ÓPTICA
CORPOS DE HEINZ EM
MICROSCOPIA ELETRÔNICA
ERITROFAGOCITOSE POR MACRÓFAGO DE ERITRÓCITOS
ANORMAIS.
NA ANEMIA FALCIFORME OS ERITRÓCITOS FALCÊMICOS SE
TORNAM MUITAS VÊZES ESFEROCÍTICOS, COMO NA FIGURA
ABAIXO.
Foto em M.E. de macrófago
fagocitando eritrócitos da
esferocitose
M.E. plana da fagocitose de
eritrócitos vista por meio da
técnica de microresplandescência
A PRINCIPAL
CONSEQUÊNCIA DO
PROCESSO DA
FALCIZAÇÃO EM
DOENTES FALCIFORMES
É A OCULSÃO DOS
PEQUENOS VASOS
SANGUÍNEOS. ESTA
OCULSÃO É
RESPONSÁVEL POR
ISQUEMIAS, NECROSES
TECIDUAIS E MUITA DOR.
MICROSCOPIA ELETRÔNICA DA
OCLUSÃO VASCULAR
CONSEQUÊNCIAS DAS OCLUSÕES VASCULARES
ELETROFORESE DE HEMOGLOBINAS
A DOENÇA
FALCIFORME É O NOME
QUE SE DÁ QUANDO A
CONCENTRAÇÃO DA Hb
S É MAIOR QUE 50% EM
RELAÇÃO À Hb A OU
QUANDO ESTÁ
ASSOCIADA A OUTRA
Hb ANORMAL.
Doença falciforme SC
Anemia falciforme
Traço falciforme (assintomático)
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