FMUC2010-2011 Bioquímica - SO5 Março de 2011 Ana Luísa Marta Ana Luísa Correia Ana Luísa Fonte Ana Luísa João Ana Maria Baltazar Ana Maria Pinto Ana Paula.

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1 FMUC2010-2011 Bioquímica - SO5 Março de 2011 Ana Luísa Marta Ana Luísa Correia Ana Luísa Fonte Ana Luísa João Ana Maria Baltazar Ana Maria Pinto Ana Paula Oliveira

2 1 2 3 4

3 NH 4 + + HCO 3 - Carbamoil fosfato Carbamoil fosfato sintetase CitrulinaArginino-succinato Arginino-succinato sintetase Aspartato Fumarato Arginino-succinato liase Arginina Ornitina Arginase UREIA Resíduo de carbamoilCitrulina Ornitina Transcarbamoilase Ornitina Pi

4 NH 4 + + HCO 3 - Carbamoil fosfato Carbamoil fosfato sintetase CitrulinaArginino-succinato Arginino-succinato sintetase Aspartato Fumarato Arginino-succinato liase Arginina Ornitina Arginase UREIA Resíduo de carbamoilCitrulina Ornitina Transcarbamoilase Ornitina Pi

5 Deficiência no gene codificante da enzima ou dos seus reguladores (cofactor) Maioritariamente autossómicas recessivas Em idade pediátrica Levam a Deficiências hereditárias do ciclo da ureia Hiperamoniémia Considerações gerais

6 Deficiências hereditárias do ciclo da ureia Deficiência na OTC

7 Deficiências hereditárias do ciclo da ureia Deficiência na OTC Incidência - Incidência - 1:30.000 Doença recessiva ligada ao cromossoma X Homens homizigóticos: 24-72 horas depois do nascimento Mulheres heterozigóticas (10% são sintomáticas na infância)

8 Deficiência da Ornitina Transcarbamoilase Sintomas/Sinais Elevação da concentração de glutamina Edema cerebral Aumento da pressão intracraniana Convulsões Letargia/ Agressividade Letargia/ Agressividade Coma/Morte Défice energético Hiperventilação Alcalose respiratória Hepatomegália Formação de glutamatoCombina-se com a amónia Formação de GLUTAMINA NH 4 + + α -cetoglutarato + NADPH + H + ↔ Glutamato + NADP + + H 2 O Glutamato + NH 3 + ATP ↔ Glutamina + ADP + Pi Amónia reage com α -cetaglutarato

9 Deficiência da Ornitina Transcarbamoilase Sintomas/Sinais Elevação da concentração de glutamina Edema cerebral Aumento da pressão intracraniana Convulsões Letargia/ Agressividade Letargia/ Agressividade Coma/Morte Défice energético Hiperventilação Alcalose respiratória Hepatomegália Aumento da osmolaridade celular Glutamina é neurotóxica Aparecimento de lesões cerebrais *Edema cerebral que pode estar, por exemplo, na origem de vómitos

10 Deficiência da Ornitina Transcarbamoilase Sintomas/Sinais Elevação da concentração de glutamina Edema cerebral Aumento da pressão intracraniana Convulsões Letargia/ Agressividade Letargia/ Agressividade Coma/Morte Défice energético Hiperventilação Alcalose respiratória Hepatomegália Consumo α -cetaglutarato (intermediário do Ciclo de Krebs) Formação de glutamato

11 Deficiência da Ornitina Transcarbamoilase Sintomas/Sinais Elevação da concentração de glutamina Edema cerebral Aumento da pressão intracraniana Convulsões Letargia/ Agressividade Letargia/ Agressividade Coma/Morte Défice energético Hiperventilação Alcalose respiratória Hepatomegália Formação de “falsos” neurotransmissores Acumulação de aminoácidos aromáticos Estimulação do centro respiratório: Hiperventilação ALCALOSE RESPIRATÓRIA pH NH 3 maior toxicidade NH 4 + NH 3 + H +

12 Deficiência da Ornitina Transcarbamoilase Sintomas/Sinais Elevação da concentração de glutamina Edema cerebral Aumento da pressão intracraniana Convulsões Letargia/ Agressividade Letargia/ Agressividade Coma/Morte Défice energético Hiperventilação Alcalose respiratória Hepatomegália Tentativa fisiológica para compensar o défice de função hepática

13 Deficiência da Ornitina Transcarbamoilase Sintomas/Sinais Elevação da concentração de glutamina Edema cerebral Aumento da pressão intracraniana Convulsões Letargia/ Agressividade Letargia/ Agressividade Coma/Morte Défice energético Hiperventilação Alcalose respiratória Hepatomegália Anorexia Anorexia (nalguns casos) Há aversão natural às proteínas

14 Deficiência da Ornitina Transcarbamoilase Diagnóstico Análise da história familiar Análise dos níveis de amónia Detectar a mutação no gene OTC Ressonância magnética Análise dos aminoácidos no plasma Análise dos ácidos orgânicos da urina Ligeiro aumento das transaminases (TGO e TGP) Biópsia do fígado. Evidência de níveis elevados de glutamina Evidência de níveis elevados de ácido orótico (produto da reacção da enzima carbamoil fosfato sintetase II sobre o carbamoil fosfato) acumulado

15 Deficiência da Ornitina Transcarbamoilase Diagnóstico Hiperamonémia tipo II

16 Deficiência da Ornitina Transcarbamoilase Tratamento Restrição proteica Administração de soro glicosado Lactulose e Antibióticos Processos para remover amónia Repor intermediários que faltam no ciclo da ureia (citrulina) Terapia génica Administração de fenilacetato Hemodiálise Transplante hepático

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18 História Clínica Caso Clínico sexo masculino Indivíduo sexo masculino (nascido em 1993) Vómitos Episódios de Vómitos (4 aos 6 anos) Alterações súbitas do comportamento Alternância de Letargia Agitação Psicomotora Alternância de Letargia (demasiado sonolento) e Agitação Psicomotora (acesso de risos ou choros)

19 Amoniémia: 300 μ M (N: 15-30) pH 7,54 (N: 7,35-7,45) pCO2 28 mmHg (35-40) HCO3 - 23 mM (N: 20-25) Gravidez e parto normais História Familiar Negativa Gasometria História Clínica Caso Clínico Antecedentes Pessoais e Familiares Hipótese de diagnóstico Deficiência do ciclo da ureia

20 Exames complementares Caso Clínico Ligeiro aumento das transaminases (TGO e TGP), sem outros sinais de insuficiência hepática Aumento dos níveis de alanina e glutamina plasmáticas Aumento dos níveis de ácido orótico urinário Diagnóstico final: Défice de OTC

21 Explicar a relação entre a elevação dos níveis de amónia sanguínea e as alterações clínicas encontradas Caso Clínico - QUESTÕES 1 NH 4 + + α -cetoglutarato + NADPH + H + ↔ Glutamato + NADP + + H 2 O Glutamato + NH 3 + ATP ↔ Glutamina + ADP + Pi NH 4 + GlutaminaEfeitos neurotóxicos Alterações súbitas do comportamento Alternância de Letargia (demasiado sonolento) e Agitação Psicomotora (acesso de risos ou choros)

22 Comente as alterações encontradas na gasometria Caso Clínico - QUESTÕES 2 Amoniémia: 300 μ M pH: 7,54 Amoniémia: 300 μ M (N: 15-30) pH: 7,54 (N: 7,35-7,45) HCO 3 - : 23 mM pCO 2 : 28 mmHg HCO 3 - : 23 mM (N: 20-25) pCO 2 : 28 mmHg (N: 35-40) ↑ Glutamina Estimulação do centro respiratório Hiperventilação ↓ pCO 2 Alcalose Respiratória

23 “As variações de pH sanguíneo fazem variar a toxicidade da amónia a nível celular”. Comente Caso Clínico - QUESTÕES 3 ↑ pH ↑ Toxicidade da amónia NH3 atravessa a barreira hemato-encefálica NH 4 + NH 3 + H +

24 Como interpreta as outras alterações plasmáticas (aumento das transaminases, da alanina e da glutamina) encontradas? Caso Clínico - QUESTÕES 4 Défice da enzima OTC Excesso de amónia Alteração das funções hepáticas Lesão do hepatócito Alteração das funções hepáticas Lesão do hepatócito Libertação de TGO/TGP para o plasma NH 4 + + α -cetoglutarato + NADPH + H + ↔ Glutamato + NADP + + H 2 O Glutamato + NH 3 + ATP ↔ Glutamina + ADP + P TGO Glutamato + piruvato ↔ Alanina+ ADP + Pi TGP

25 A que se deve a típica elevação da excreção urinária de ácido orótico encontrada? Caso Clínico - QUESTÕES 5 Défice OTC Carbamoil Fosfato Acumulção de Carbamoil Fosfato citosol Carbamoil Fosfato Sintetase II ÁCIDO ORÓTICO

26 Caso Clínico - QUESTÕES 6 Se o doente fosse do sexo feminino teria uma situação clínica semelhante? Justifique.

27 Caso Clínico - QUESTÕES 7 Qual(is) das seguintes atitudes não seria(m) útil(eis) no tratamento deste doente? Justifique. a)Dieta com restrição de proteínas b)Dieta com restrição calórica c)Hemodiálise d)Administração de substâncias que facilitem a excreção urinária da amónia a)Soro polielectrolítico com glicose a 10% e lípidos X

28 BERG, Jeremy M.; TYMOCZKO, John L.; STRYER, Lubert; Biochemistry; Freeman, 6th Edition, 2007 DEVLIN, Thomas M.; Textbook of Biochemistry With Clinical ; Wiley-Liss, 5th Edition, 2002 LEHNINGER Principles of Biochemistry (D.L. Nelson, M. M. Cox), 5ª Edição, W. H. Freeman, 2008 HARPER ‘s Illustrated Biochemistry (Murray, Granner, Mayes, Rodwell), 26º edição COLOR ATLAS OF BIOCHEMISTRY, J.Koolman, K.H.Rehm, 2ºedição, Thieme http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2716892/?tool=pubmed Sites consultados em Março de 2011 3º aula prática de Bioquímica II 6º aula teórica de Bioquímica II