Caso Clínico:

Défice da glucose-6-fosfato desidrogenase

SO8

Faculdade de Medicina da Universidade de CoimbraAno lectivo 2009/2010

Bioquímica II

Realizado por:• Ana Rita Pereira• Ana Rita Cruz• Ana Sofia Ferreira• André Carvalho• André Fidalgo• André Caiado• Andreia Palma7/04/2010

Objectivos do trabalho

• Explicar em que consiste uma deficiência em glucose-

6-fosfato desidrogenase;

• Rever de modo breve a Via das Pentoses e outras vias

metabólicas necessárias à compreensão do tema;

• Descrever o caso clínico;

• Responder às questões propostas.

Deficiência em G6PD

Distúrbio genético

Défice de Glucose 6-fosfato desidrogenase

Enzima Chave da Via das Pentoses

Pode causar anemia hemolítica quando os doentes entram em contacto com determinadas substâncias indutoras de

stress oxidativo

• A deficiência de G-6-PD é um dos distúrbios genéticos mais comuns, afectando mais de 400 milhões de pessoas em todo o mundo.

Prevalência

•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;

Ocorre com maior frequência em regiões de África, Ásia e

Mediterrâneo.

NOTA: Existe uma interacção da hereditariedade com o ambiente na produção de doenças

Via das Pentoses

Glicose 6-P

Ribulose 5-P

2 NADP+

2 NADPH

Ribose 5-P(C5)

Xilulose 5-P(C5)

Sedo-heptulose 7-P(C7)

GAP(C3)

Frutose 6-P(C6)

Eritrose 4-P(C4)

Frutose 6-P(C6)

GAP(C3)

Fase O

xid

ati

va

Fase N

ão O

xid

ati

va

•Fosfopentose isomerase•Fosfopentose epimerase

•Transcetolase I

•Transaldolase

•Transcetolase II

•GLICOSE 6-P DESIDROGENASE•Lactonase•6-Fosfogliconato desidrogenase

Via das Pentoses – Fase Oxidativa

Glicose 6-P

NADP+

NADPH+H+

6-Fosfoglicono-δ-lactona

6-Fosfogliconato

Ribulose 5-P

•GLICOSE 6-P DESIDROGENASE

• Lactonase

• 6-Fosfogliconato desidrogenase

H2O

H+

NADP+

NADPH+H+

+ CO2

Via Glicolítica e Via das Pentoses

Glucose

Glucose 6-fosfato

Glucose 1-fosfato

Frutose 6-fosfato

6-Fosfogluconato

Piruvato

Ribose 5-fosfatoGlicogénio

Caso ClínicoIDENTIFICAÇÃO

Indivíduo caucasiano do sexo masculino, 22 anos de idade

Motivo de Internamento

Febre, arrepios, anorexia, fortes dores abdominais, urina escura, náuseas e diarreia (3 dias consecutivos)

Antecedentes patológicos

Alergias sazonais

Medicado, nas crises alérgicas, com fexofenadina (10 mg/dia) (anti-histamínico H1 não sedativo)

Antecedentes fisiológicos

Internado com icterícia neonatal

Consome bebidas alcoólicas apenas ocasionalmente, não fuma nem consome drogas de abuso

Anemia pronunciada

[Hb] = 8,9 g/dl (N =14-18 g/dl)

Hematócrito = 29% (N= 40-50 %)

GV fragmentados e ausência de reticulócitos

Corpos de Heinz nos GV

Valores normais de glucose e electrólitos

[ureia] = 30 mg/dl

[creatinina] = 1 mg/dl

Nº de GB = 16200 p/ mm³ (N =4.000-10.000 GB p/mm3)

Resultados das

Análises Laboratoria

is

Actividade da alanina aminotransferase = 50 UI/L (Nmáx.= 31UI/L)

Actividade da aspartato aminotransferase = 50UI/L (Nmáx.= 31UI/L)

Actividade da fosfatase alcalina = 146UI/L (N= 120 UI/L)

[Bilirrubina total ] = 2.2 mg/dl (maioritariamente na forma não-conjugada (N= 1,2 mg/dl)

Urina escura, com vestígios de proteínas (entre as quais Hb) e de bilirrubina; sem glucose ou corpos cetónicos

Vestígios de sangue e salmonelas nas fezes

Ritmo cardíaco:120 batimentos p/min

Resultados das Análises Laboratoriais

• 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

Outras informações

Diagnóstico

Deficiência em glucose-6-fosfato desidrogenase

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

Como caracteriza a transmissão hereditária associada à deficiência em

glucose-6-fosfato desidrogenase (G6PD)? Identifique as variantes mutantes

existentes.

O gene responsável está localizado na região telomérica do braço longo do cromossoma X, locus q28

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.

porque

NOTA: Os pais não podem transmitir a doença aos filhos (sexo masculino), na medida em que estes últimos herdam sempre o cromossoma y do pai .

Distúrbio hereditário recessivo ligado ao

cromossoma X

Variantes mutantes existentesVariantes da Glucose 6P desidrogenase

- 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

Classe 1 Classe 2 e 3 Classe 4 Classe 5

Qual a principal função da enzima a nível metabólico e como é regulada a

sua actividade?

A enzima Glicose-6P- desidrogenase é a ENZIMA CHAVE da via das pentoses e catalisa a seguinte reacção:

Glucose -6 Fosfato 6-Fosfogliconolactona

NADP+ NADPH + H+

Mg 2+

A sua principal função é, deste modo, a produção de NADPH essencial em inúmeras vias metabólicas:

a) Sínteses redutoras:- Síntese dos ácidos gordos;- Alongamento da cadeia dos ácidos

gordos;- Síntese do colesterol- Síntese de neurotransmissores;- Síntese de nucleótidos.

b) Destoxificação:- Redução do glutatião oxidado;- Citocromo P450 monoxigenase

Esta reacção é irreversível, sendo, portanto, uma etapa de controlo da via das pentoses. A enzima G6PD é, então, regulada da seguinte forma:

NADPH/NADP+

• INIBE alostericamente a G6PD;

NADPH/NADP+

• ACTIVA alostericamente a G6PD;

Ésteres de àcidos gordos

• INIBEM alostericamente a G6PD;

O desvio do metabolismo da glucose-6-P é ditado pela necessidade relativa de:

• NADPH• Ribose-5-P• ATP

Glucose-6-P

Via Glicolítica Via das Pentoses?

Como explica a anemia hemolítica neste paciente?

Glicose 6-P

6-P-gluconolactona

NADPH

NADP+H2O2

2GSH

GSSG 2H2O

H2O

GLICOSE 6-P DESIDROGENASE

Glutatião redutase

Glutatião peroxidase

•Nível baixo de glutatião oxidado são mais susceptíveis a hemólise•A presença de agentes oxidantes não enzimáticos leva à geração de peróxido, que pode lesar as membranas•Peróxidos são normalmente eliminados pela glutatiao perozidase, usando glutatião•Além disso, na ausênsia de desta enzima, as sulfridilas da hemoglobina n se podem manter por mt tempo na forma reduzida e pumba,s corpos de heinz•As membranas lesadas pelos corpos de Heinz e pelas formas reactivas de oxigenio tornam.-se deformadas e a célula provavelmente sofrerá lise

Superóxido dismutase

O2O2

.-(em excesso)

Catalase

HO.

(Fe2+)

O2.-

anião radical superóxido, mais vulgarmente designado por apenas superóxido

O peróxido de hidrogénio (H2O2) e, por consequência, o radical hidroxilo (HO•) também são conhecidas espécies resultantes da acção oxidativa do superóxido

GSHManutenção da

hemoglobina no estado ferroso

Destoxificação , reagindo com peróxido de hidrogénio e peróxidos orgânicos

Podem lesar as membranas

Salmonelas

•Nível baixo de glutatião oxidado são mais susceptíveis a hemólise•A presença de agentes oxidantes não enzimáticos leva à geração de peróxido, que pode lesar as membranas•Peróxidos são normalmente eliminados pela glutatiao perozidase, usando glutatião•Além disso, na ausênsia de desta enzima, as sulfridilas da hemoglobina n se podem manter por mt tempo na forma reduzida e pumba,s corpos de heinz•As membranas lesadas pelos corpos de Heinz e pelas formas reactivas de oxigenio tornam.-se deformadas e a célula provavelmente sofrerá lise

NADPH GSH

Fragilidade da membrana dos eritrócitos +

dificuldade em que as sulfídrilas da hemoglobina se mantenham reduzidas

Hemólise excessiva

ANEMIA HEMOLÍTICA

N.B.: O stress oxidativo é mais agudo nas hemácias porque, não possuindo mitocôndrias, não têm meios alternativos de gerar poder redutor

G6PD

Salmonelose

Infecção bacteriana

Processo inflamatório

Fagocitose

O2.-

H2O2

Porque se formam os corpos de Heinz a nível dos GVs?

Corpos de Heinz: agregados de moléculas de hemoglobina desnaturadas

que se interligam umas às outras

G6PD NADPH no eritrócito

Fragilidade da membrana do

eritrócito

O glutatião não se encontra

reduzido

Anemia hemolítica

Desnaturação e precipitação da

HG

Corpos de Heinz

Nestes pacientes o consumo de favas pode acelerar uma crise hemolítica

(favismo). Porquê?

Glicose 6-P

6-P-gluconolactona

NADPH

NADP+H2O2

2GSH

GSSG

GLICOSE 6-P DESIDROGENASE

2H2O

ROS

Fe 2+ oxi)

Fe 3+ (meta)

Alterações membrana

Favas

Vicina Convicina

Divicina Isouramil

Hidrolisam No intestino

Divicina e isouramil

Oxidação irreversível do glutatião e grupos

sulfidriloPermeabilidade do

eritrócito

Deformabilidade eritrocitária

Estabelecimento de pontes cruzadas entre a espectrina e a

banda 3 presentes na membrana e a hemoglobina

Eritrócitos alterados:Removidos da circulação

pelo sistema reticuloendotelial

FAVAS

Níveis elevados de bilirrubina (predominantemente não-conjugada) e

aumento do tamanho do baço (esplenomegália) podem também ser

observados nestes doentes durante uma crise. Porquê?

GV

Heme Globina

Hemoglobina

CO + Ferroa.a.

Baço

ESPLENOMEGÁLIA

Em caso de anemia hemolítica

•Heme oxigenase

Biliverdina

Bilirrubina(não-conjugada)

NADPH+H+

NADP+

O2 +NADPH+H+

NADP++H2O

•Bilirrubina redutase

Em caso de anemia hemolítica

[BRB NÃO-CONJUGADA]

Icterícia pré-hepática

Porque é que a mutação da glucose-6-fosfato desidrogenase confere

resistência à malária?

Glicose 6-P

6-P-gluconolactona

Glicose-6-P desidrogenase

NADP +

NADPH GSSG

2 GSH

Para um bom desenvolvimento, o parasita necessita de:

• Glutatião reduzido (GSH) destoxificação

• Produtos da Via das Pentoses

Estudos in vitro demonstraram que os plasmódios são susceptíveis ao stress oxidativo e que o crescimento desses parasitas é menor em eritrócitos com as variantes G6PD A- e G6PD Mediterrânica. Os eritrócitos deficientes em G6PD são mais rapidamente removidos da circulação, impedindo, assim, o adequado desenvolvimento dos plasmódios.

Pensa-se que os eritrócitos deficientes em G6PD sejam menos resistentes à hipertermia mantida e não suportem o aumento de oxidantes produzidos pelos granulócitos durante a fagocitose.

• Não há cura• Evitar substâncias que requerem a acção da G6PD• Evitar substâncias que conduzam ao stress

oxidativo– Ter cuidado com os seguintes medicamentos:

agentes antimaláricos sulfonamidas (antibióticos) aspirina medicamentos antiinflamatórios não esteróides (NSAIDs) nitrofurantoína quinidina quinina outros

– Evitar legumes (especialmente favas)

Bom Prognóstico!

Abordagem terapêutica

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

• http://www.medicinenet.com/g6pd_deficiency/article.htm• http://msd-brasil.com/msd43/m_manual/apend_II.htm• http://rialto.com/g6pd/• http://g6pddeficiency.org/index.php• http://www.g6pd.org/favism/english/index.mvc• http://mmspf.msdonline.com.br/pacientes/manual_merck/secao_14/cap_156.html• http://www.about-salmonella.com/• http://www.textbookofbacteriology.net/salmonella.html• http://www.abcdasaude.com.br/artigo.php?484• http://www.fcav.unesp.br/download/deptos/patologia/bechara/inflamacao2.pdf• http://www.g6pd.org/favism/english/index.mvc• http://www.laboratoriobiomed.com.br/home/servicos.htm• http://ioh.medstudents.com.br/hemato3.htm• http://emedicine.medscape.com/article/200390-treatment• http://www.medicinenet.com/g6pd_deficiency/article.htm