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8/18/2019 Hb Virtual

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PAULO CESAR NAOUMAC&T- 2013


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HEMOGLOBINAS NORMAIS

AS HEMOGLOBINASHUMANAS SÀOCOMPOSTAS POR

QUATRO CADEIASDE AMINOÁCIDOSCONHECIDAS PORGLOBINAS EINSERIDO EM CADAGLOBINA HÁ UMCOMPONENTE

QUÍMICODENOMINADO PORGRUPO HEME

MOLÉCULA DA HEMOGLOBINAHUMANA NORMAL – Hb A


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PORTANTO, HÁQUATRO GLOBINAS(TETRÂMERO)

COMPOSTAS PORDUAS GLOBINASALFA E DUASGLOBINAS BETA.EM CADA GRUPOHEME HÁ UMÁTOMO DE FERRO

QUE TEM A FUNÇÃODE SE LIGAR COM AMOLÉCULA DEOXIGÊNIO.

GLOBINA ALFA GLOBINA ALFA

GLOBINA BETA GLOBINA BETA

GRUPOHEME

GRUPOHEME

GRUPOHEME

GRUPOHEME

COMPONENTES DA MOLÉCULA DE Hb A


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EM CADA

ERITRÓCITO HÁCERCA DE 270 A330 MILHÕES DEMOLÉCULAS DE

HEMOGLOBINAS.ESSA AVALIAÇÃOÉ FEITA NOHEMOGRAMA PORMEIO DO ÍNDICEHEMATIMÉTRICOHCM.


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O HCM É A SIGLA DAHEMOGLOBINACORPUSCULAR

MÉDIA.O VALOR NORMALDO HCM É 27 A 33

PICOGRAMA( pg) QUEREPRESENTA AMÉDIA ENTRE 270 A330 MILHÕES DE

MOLÉCULAS DEHEMOGLOBINAS EMCADA ERITRÓCITO.


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MEDULA ÓSSEA DE CRÂNEO DE UMAPESSOA COM TALASSEMIA BETA MAIOR

A PRODUÇÃODAS CÉLULAS

DO SANGUEOCORRE NAMEDULAÓSSEA.A

PRODUÇÃOESPECÍFICADOSERITRÓCITOS ÉDENOMINADAPORERITROPOIESE


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MEDULA ÓSSEA DE CRÂNEO DE UMAPESSOA COM TALASSEMIA BETA MAIOR

EM SITUAÇÕESPATOLÓGICASCRÔNICAS HÁ

ACENTUADAPRODUÇÃO DEERITROCITOS NAMEDULA ÓSSEA, POREX.: TALASSEMIABETA MAIOR, ANEMIAFALCIFORME,ETC.

O ESPAÇO MEDULARSE AMPLIA DEFORMA ACENTUADA(FIGURA AO LADO).


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MICROSCOPIA ÓPTICA DO ESFREGAÇO DE

MEDULA ÓSSEA NORMAL

AO EXAMINARMOSA CITOLOGIA DEUM ESFREGAÇO DE

MEDULA ÓSSEA ÉPOSSÍVELRECONHECER ASDIFERENTES

CÉLULAS QUEFAZEM PARTE DALINHAGEMERITROCITÁRIA.ESSAS CÉLULASSÃO OSERITROBLASTOS.


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ERITROBLASTO BASÓFILOERITROBLASTO

ORTOCROMÁTICO

ERITROBLASTOPOLICROMÁTICO


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NO INTERIOR DECADA UM DESSESERITROBLASTOS

CORRE A SÍNTESEDE MOLÉCULAS DEHEMOGLOBINAS.


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PARA ENTENDER ASÍNTESE DEHEMOGLOBINAS É

PRECISO CONHECERFUNDAMENTOS DECITOLOGIA EGENÉTICA.

NA FIGURA AO LADO ÉPOSSÍVEL OBSERVAROS CROMOSSOMOSSEPARADOS EM DOISPÓLOS DA CÉLULA,NO MOMENTO QUEANTECEDE SUA

REPRODUÇÃO.

ERITROBLASTO EM FASE DE MITOSE

COM A SEPARAÇÃO DE CROMOSSOMOS


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CITOLOGIA DO CARIOTIPOQUE MOSTRA OS 23 PARESDE CROMOSSOMOSHUMANOS.

POR MEIO DA ANÁLISE DECARIOTIPO É POSSÍVELIDENTIFICAR OS

CROMOSSOMOS,INCLUINDO OSDOIS CROMOSSOMOS QUE TEMOS GENES QUE SINTETIZAM ASGLOBINAS.•O CROMOSSOMO 11 TEM OSGENES QUE SINTETIZAM ASGLOBINAS BETA .•O CROMOSSOMO 16 TEM OSGENES QUE SINTETIZAM AS

GLOBINAS ALFA


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MICROSCOPIA ELETRÔNICA DOCROMOSSOMO 11. NESSE CROMOSSOMOHÁ CENTENAS DE GENES, ENTRE OS QUAIS

OS GENES QUE SINTETIZAM A GLOBINAALFA.

O CROMOSSOMONADA MAIS É DOQUE UMAGRANDE

MOLÉCULA DEDNA. ALGUMASREGIÕES DESSAMOLÉCULA DEDNA TEM ACAPACIDADE DEPRODUZIR

PROTEINAS EENZIMAS. ESSASREGIÕES SÃODENOMINADAS

POR GENES.


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16

11

CITOGENÉTICA DE HIBRIDIZAÇÃO IN SITU PORFLUORESCÊNCIA (FISH) DESTACANDO OSGENES DE GLOBINAS ALFA (CROMOSSOMO 16 )BETA (CROMOSSOMO 11)

DOISCROMOSSOMOSESPECÍFICOS (11E 16) TEM OS

GENES DASÍNTESE DEHEMOGLOBINASHUMANAS


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PEDAÇO DE UM CROMOSSOMO VISTOPOR MICROSCOPIA ELETRÔNICA PORNANOTECNOLOGIA. É POSSÍVELOBSERVAR A ESTRUTURA DO DNADESSE PEDAÇO.

POR DE UM PROCESSOESPECIAL DE

MICROSCOPIAELETRÔNICA ÉPOSSÍVEL VER AESTRUTRA DE DUPLA

HÉLICE DE DNA LIGADAPELAS BASESNITROGENADAS (EMFORMA DE HASTES).


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PEDAÇO DE UM CROMOSSOMO VISTOPOR MICROSCOPIA ELETRÔNICA PORNANOTECNOLOGIA. É POSSÍVELOBSERVAR A ESTRUTURA DO DNADESSE PEDAÇO.

OS GENES TEM AESTRUTURA DE DNA,CONFORME A FIGURA AOLADO. A LEITURA DECADA BASENITROGENADA É FEITAPOR UMA ENZIMA

CONHECIDA POR RNAPOLIMERASE.A REPRESENTAÇÃO DASBASES NITROGENADAS É

FEITA POR MEIO DELETRAS A (ADENINA)G(GUANINA),C(CITOSINA),T(TIMINA).


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MICROSCOPIA ELETRÔNICA POR NANOTECNOLOGIAMOSTRANDO A RNA POLIMERASE COM A CÓPIA DASBASES NITROGENADAS PASSANDO POR DENTRO DAMOLÉCULA DE RIBOSSOM. A TRADUÇÃO BIOLÓGICADESSAS BASES SE TRADUZ EM AMINOÁCIDOS QUESE DISPÕE EM POLIPETÍDEOS PARA FORMAR OTETRÂMERO DA MOLÉCULA DE HEMOGLOBINA .

.

REPRESANTAÇÃODA MOLÉCULA DEHEMOGLOBINA


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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 – AGCIsoleucina ATT – ATC – ATA

Glicina GGT – GGC – GGA – GGG

Valina GTT – GTC – GTA – GTGAlanina GCT – GCC – GCA – GCG

Prolina CCT – CCC – CCA – CCG

Treonina ACT – ACC – ACA – ACG

Leucina TTA – TTG – CTT – CTC – CTA – CTG etc...

ATUALMENTE SECONHECEM TODOS OS20 AMINOÁCIDOS E SUASTRÍPLICES BASES

NITROGENADASCORRESPONDENTES.


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REPRESENTAÇÃOESTRUTURAL DA GLOBINABETAObserve que a moléculaapresenta “dobraduras”em quase

totalidade da sua estrutura.Mutações de aminoácidos nessasdrobraduras causam instabilidadeà molécula. Se a mutação é

próxima ao grupo heme podeafetar a ligação do ferro com ooxigênio, fato que originahemoglobinas variantes comfixação alterada ao oxigênio. Nasestruturas sem dobraduras(plana),a maioria das mutações (com

exceções das Hb S e Hb C) nãocausam danos à molécula.

Estrutura plana

EstruturaPlana

Dobraduras

Dobraduras

Regiõespróximas aogrupo heme


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PEPTÍDEOS DAS GLOBINAS ALFA E

BETA DA Hb AA figura ao lado representa a separaçãode peptídeos de globinas alfa e beta daHb A. Inicialmente isolam-se as globinasdos seus grupos heme e depois tratam-seas globinas (polipetídeos) com a enzimatripsina para quebrar os polipetídeos em

peptídeos. Esses peptídeos sãosubmetidos à eletroforese no sentídohorizontal e à cromatografia no sentídovertical.Essa técnica é denominada por

fingerprint de globinas. Cada“mancha”representa um peptídeo, quesão submetidos à análise de seus

aminoácidos.

Fingerprint de

peptídeos dasglobinas alfa e betaDA Hb S. O círculoindica onde deveriaestar o peptídeo

normal da Hb A.


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Por meio de eletroforesede globinas é possívelseparar as globinas alfadas beta, conforme

mostra a figura ao lado.Observe que háequilíbrio quantitativoentre elas, mostrando

que os genes quesintetizam as globinasalfa e beta atuamtambém de formaequilibrada esicronizadamente.


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Por meio daeletroforese dehemoglobinas épossível separar asfrações dehemoglobinas normais:

Hb A (96 a 98%)Hb A2 (2 a 4%)Hb Fetal (0 a 1%)*

(*) a partir dos seismeses de idade.


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Cr.11

Cr.16

GENÉTICA DA SÍNTESE DEHEMOGLOBINAS

Para entender as alteraçõesbiológicas que afetam asmoléculas de hemoglobinas e

que resultam emhemoglobinas variantes etalassemias é precisoconhecer a dinâmica dos

genes que produzem asglobinas alfa e beta,principalmente. Cerca de 60%das mutações ocorrem naglobina beta, 38% na globinaalfa, 1% na globina delta(variantes de Hb A2) e 1% na

globina gama (variantes deHb Fetal).

Genes da globina alfa nocromossomo 16 e genes da globinabeta no cromossomo 11


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CROMOSSOMOS E GENES RELACIONADOSCOM A SÍNTESE DE HEMOGLOBINAS

GENES DO CROMOSSOMO 11

RCG εεεε γ γγ γ δδδδ ββββ

RCG ζζζζ αααα1 αααα2

GENES DO CROMOSSOMO 16


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αααα ββββ

δδδδ

γ γγ γ

αααα ββββαααα γ γγ γ δδδδRCG RCG

A (96 – 98%)Fetal (0 – 1%)

A2 (2 – 4%)

SÍNTESE NORMAL DAS HEMOGLOBINASNORMAIS

Cromossomo 16 Cromossomo 11


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ALTERAÇÕES HEREDITÁRIAS DASHEMOGLOBINAS

TALASSEMIAS Hb VARIANTES

Se deve ao desequilíbrio de

produção de globinas alfa e beta.

Se deve a trocas de aminoácidos nas

globinas alfa ou beta, principalmente.

αααα ββββ normal

αααα ββββ Tal.alfa

αααα ββββ Tal.beta

Hb A

Hb variante pormutação na globina

alfa (ex. Hb I)

Hb variante por

mutação na globinabeta (ex. Hb S)


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δδδδ γ γγ γ


SÍNTESE DAS HEMOGLOBINAS NA TALASSEMIA ALFA(DEFICIÊNCIA NA PRODUÇÃO DE GLOBINAS ALFA)

Cromossomo 16 Cromossomo 11

αααα ββββ

ββββ (ββββ4 = Hb H)

Hb A2

Hb A


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CORPÚSCULOS OUPRECIPITADOSINTRAERITROCITÁRIOS DE Hb HA precipitação de Hb H ocorre

como consequência da “sobra”deglobinas beta que não tevequantidades suficientes deglobina alfa para se combinar e,

assim. formar a molécula de Hb A.Esses precipitados somente sãovisualizados após os eritrócitosterem sido tratados com azul decrezil brilhante a 1%.

ERITRÓCITOS COMPRECIPITADOS DE Hb H EM

OBJETIVA DE IMERSÃO(10000X)


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A

C

H

A

A2

AC AH

O TESTE LABORATORIAL MAISSENSÍVEL PARA DETECTAR A Hb H ÉA ELETROFORESE DE

HEMOGLOBINAS.NA ELETROFORESE ALCALINA EMACETATO DE CELULOSE É POSSÍVELFRACIONA-LA NOS PRIMEIROS 10

MINUTOS DE ELETROFORESE.NA FIGURA AO LADO A Hb H ÉFACILMENTE IDENTIFICADA POR TERCONCENTRAÇÃO DE 8%. MAS AMAIORIA DAS TALASSEMIAS ALFASÃO DO TIPO “MINIMA”E TEMCONCENTRAÇÕES ENTRE 0,5 E 1%.


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αααα ββββ


SÍNTESE DAS HEMOGLOBINAS NA

TALASSEMIA BETACromossomo 16 Cromossomo 11

δδδδHb A2↑↑↑↑

Hb F↑↑↑↑Hb A

αααα Livre

Ê Ó


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UMA DAS CONSEQUÊNCIAS FISIOPATOLÓGICASDA TALASSEMIA BETA MAIOR É A INTENSADEFORMAÇÃO DOS ERITRÓCITOS, MOTIVADAPELA ENORME QUANTIDADE DE CORPOS DEHEINZ.


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A LESÃO MOLECULAR

NO GENE BETA PODEAFETAR COM MUITAINTENSIDADE A SUACAPACIDADE DEPRODUZIR GLOBINASBETA. EM CASOS MAISGRAVES DE TALASSEMIA

BETA MAIOR APRODUÇÃO DE GLOBINABETA É NULA, E COMOCONSEQUÊNCIA OS

ERITRÓCITOS SÃODESPROVIDOS DEMOLÉCULAS DEHEMOGLOBINAS.

Ã

Ã


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Hb A

Hb Fetal

Hb A2

IDENTIFICAÇÃO LABORATORIAL DETALASSEMIAS BETA MAIOR

IDENTIFICAÇÃO LABORATORIAL DETALASSEMIAS BETA MAIOR

1 2 31-Tal. Beta Menorcom Hb A2

aumentada.2- Tal. BetaMaior(δβδβδβδβ / δβδβδβδβ)0

com ausênciatotal de Hb A eA2.

3 - Tal. BetaMaior(ββββ+ / ββββ+) comalguma síntese deHb A.

ALTERAÇÕES ESTRUTURAIS NA MOLÉCULA


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Local da mudança deácido glutâmico porvalina,dando origem à Hb S

ALTERAÇÕES ESTRUTURAIS NA MOLÉCULADE GLOBINA BETA NA DOENÇA FALCIFORME

A MUTAÇÃO QUE DÁ ORIGEM À Hb SOCORRE NO GENE DA GLOBINABETA POR TROCA DO SEU SEXTO

AMINOÁCIDO (ÁCIDO GLUTÂMICO)PELA VALINA.APESAR DESTA MUTAÇÃOOCORRER NUMA REGIÃO EXTERNA

E NÃO DOBRADA DA MOLÉCULA, ODESENCADEAMENTO DAFALCIZAÇÃO DECORRE DADESOXIGENAÇÃO DA Hb S. AOPERDER O OXIGÊNIO A MOLÉCULADE GLOBINA BETA S SE MOVIMENTADISCRETAMENTE, PORÉM OSUFICIENTE PARA REAGIR COMGLOBINAS BETA S DE OUTRAS

MOLÉCULAS DE Hb S (próximo slide).


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TODAS AS MOLÉCULAS DEHEMOGLOBINAS NORMAIS E

ANORMAIS (EXCEPTUANDO-SEA Hb S) MANTÉM-SE ISOLADASNO LÍQUIDOINTRAERITROCITÁRIO, QUER

ESTEJAM OXIGENADAS OU NÃO.AS MOLÉCULAS DE Hb S SÓ SEMANTÉM ISOLADAS QUANDOOXIGENADAS. AO SEDESOXIGENAREM, UMA SIMPLESMOVIMENTAÇÃO MOLECULARDEVIDO À MUDANÇAESTRUTURAL, AS FAZEM SETOCAREM DANDO ORIGEM À

FORMAÇÃO DE POLÍMEROS DEHb S, FORMANDO ESTRUTURASAGRUPADAS E ALONGADAS.

INÍCIO DA POLIMERIZAÇÃO DEMOLÉCULAS DE Hb SDESOXIGENADAS. OS CONTATOSENTRE ELAS SE DEVEM À UMAMOVIMENTAÇÃO ANORMAL DA

MOLÉCULA DEVIDO À MUTAÇÃO.


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A DISPOSIÇÃO DOS FILAMENTOS AGRUPADOS DEMOLÉCULAS DE Hb S DESOXIGENADAS (POLÍMEROSDE Hb S) DEFORMAM OS ERITRÓCITOS, COMO ACÉLULA ABAIXO, TORNANDO-OS ALONGADOS EMFORMA DE FOICE (FALCIFORME).

Ê Ó É


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Oxi-Hb S

O2O

2

O2 O2

O2

O2

O2

Deoxi-Hb S

Fase reversível

O2

O2

O2

O2

O2

O2

O2

O2

O2

O2

Deoxi-Hb S

Fase irreversível

DURANTE A PERDA DE OXIGÊNIO PELOS ERITRÓCITOS QUECONTÉMHb S, OCORREM OS PROCESSOS POLIMERIZANTE (VÁRIOS DENTRO DE

UMA MESMA CÉLULA, COMO MOSTRA A FIGURA DO MEIO) ATÉ OERITRÓCITO ADQUIRI A FORMA FALCIFORME IRREVERSÍVEL

Reposição de O2

CONSEQUÊNCIAS FISIOPATOLÓGICAS DA Hb SCONSEQUÊNCIAS FISIOPATOLÓGICAS DA Hb S


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CONSEQUÊNCIAS FISIOPATOLÓGICAS DA Hb SCONSEQUÊNCIAS FISIOPATOLÓGICAS DA Hb S

OXI-Hb S

DEOXI-Hb S

Polimerizaçãoda deoxi-Hb S Degradaçãoda Hb S Alteração demembrana

Oclusãovascular

Meta Hb

Corpos deHeinz

Células

Falciformes

O2e O2•; H2O2, HO


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A FIGURA DO SLIDE ANTERIOR DESTACOU A FORMAÇÃO

DOS CORPOS DE HEINZ COMO UMA DAS CONSEQUÊNCIASDA DESNATURAÇÃO DA GLOBINA BETA S.CORPOS DE HEINZ SÃO COMPOSTOS DE DEGRADAÇÃODA METAHb S QUE SE PRECIPITAM JUNTO À MEMBRANA

DO ERITRÓCITO, CAUSANDO LESÕES. ESSAS LESÕESATRAEM OS MACRÓFAGOS QUE FAGOCITAM OSERITRÓCITOS FALCIFORMES, CAUSANDO ANEMIA.

CORPOS DE HEINZ EMMICROSCOPIA ÓPTICA

CORPOS DE HEINZ EMMICROSCOPIA ELETRÔNICA

ERITROFAGOCITOSE POR MACRÓFAGO DE ERITRÓCITOS


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ANORMAIS.

NA ANEMIA FALCIFORME OS ERITRÓCITOS FALCÊMICOS SE TORNAM MUITAS VÊZES ESFEROCÍTICOS, COMO NA FIGURAABAIXO.

Foto em M.E. de macrófagofagocitando eritrócitos daesferocitose

M.E. plana da fagocitose deeritrócitos vista por meio datécnica de micro-resplandescência


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A PRINCIPALCONSEQUÊNCIA DOPROCESSO DAFALCIZAÇÃO EMDOENTES FALCIFORMESÉ A OCULSÃO DOSPEQUENOS VASOS

SANGUÍNEOS. ESTAOCULSÃO ÉRESPONSÁVEL PORISQUEMIAS, NECROSES

TECIDUAIS E MUITA DOR.

MICROSCOPIA ELETRÔNICA DAOCLUSÃO VASCULAR


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CONSEQUÊNCIAS DAS OCLUSÕES VASCULARES

ELETROFORESE DE HEMOGLOBINASELETROFORESE DE HEMOGLOBINAS


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ELETROFORESE DE HEMOGLOBINASELETROFORESE DE HEMOGLOBINAS

Anemia falciforme

Doença falciforme SC

Traço falciforme (assintomático)

A DOENÇAFALCIFORME É O NOMEQUE SE DÁ QUANDO A

CONCENTRAÇÃO DA HbS É MAIOR QUE 50% EMRELAÇÃO À Hb A OU

QUANDO ESTÁASSOCIADA A OUTRAHb ANORMAL.


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