Faculdade de Medicina da Universidade de Coimbra Bioquímica I

1. Faculdade de Medicina da Universidade de Coimbra Bioquímica I Metabolismo dos Lípidos e Doenças dos Lisossomas Rute Pereira SabrinaMagueta Sandrine Dias Sara Gomes Sara Petronilho Sara Margarida Fernandes Sara Melissa Silva Seminário Orientado 20

2. Objectivos • Lípidos estruturais constituintes de membranas biológicas; • Lípidos derivados de membrana utilizados como moléculas sinalizadoras; • Vias metabólicas de catabolismos destes lípidos: papel de enzimas lisossomais; • Disfunções e patologias associadas a disfunções destas enzimas.

3. Lípidos • Definição: Moléculas orgânicas insolúveis na água e solúveis em solventes apolares; • Elementos estruturais e funcionais das membranas biológicas; • Permitem a formação de substâncias biologicamente activas de características lipídicas; • Reserva nutritiva.

4. Os Lípidos na Membrana Biológica • Estrutura em folha; • Formadas fundamentalmente por lípidos e proteínas (podendo ambos estar associados a glícidos); • Os lípidos membranares são moléculas anfipáticas, formando espontaneamente bicamadas em meio aquoso; • São estruturas assimétricas; • São estruturas fluidas.

5. Lípidos constituintes das membranas biológicas • Fosfolípidos • Glicerofosfolípidos • Esfingolípidos • Glicolípidos • Colesterol

6. Lípidos constituintes das membranas biológicas Colesterol

7. Lípidos como Moléculas Sinalizadoras • Esteróides; • Eicosanóides; • Esfingolipidos; • Alguns metabolitos de fosfolípidos. • Hormonas • Mediadores • Mensageiros Secundários

8. Esfingolípidos • São os principais constituintes das bainhas de mielina dos neurónios; • Sintetizados no Complexo de Golgi; • Degradados nos lisossomas; • Constituição: ESFINGOSINA ESFINGOSINA ÁCIDO GORDO ÁCIDO GORDO P Açucares RADICAL OU

9. Funções Relevantes • Reconhecimento e sinalização da superfície celular; • Protecção da membrana celular contra factores ambientais prejudiciais, formando complexos mecanicamente estáveis e quimicamente resistentes; • Determinam o grupo sanguíneo; • “Isoladores” do impulso nervoso.

10. Grupos Substituintes

11. Os esfingolipidos podem dividir-se em 2 classes: • Esfingomielinas • Glicoesfingolípidos • Cerebrósidos • Globósidos • Gangliósidos

12. Ceramida • Unidade estrutural e fundamental comum a todos os esfingolípidos; • É formada como intermediário-chave na biossíntese de esfingolípidos complexos; • Influencia a apoptose, crescimento, adesão e diferenciação celulares; • Base esfingóide (esfingosina) ligada a um ácido gordo (C-2) e a um grupo hidroxilo (1-H em C-3).

13. Cabeça Polar na Ceramida

14. Colesterol • Esterol, encontrado nas membranas celulares de todos os tecidos do corpo humano, de fórmula química C27H46O; • É transportado no plasma sanguíneo de todos os animais; • É excretado do fígado na bílis e é reabsorvido no intestino delgado; • A estrutura química do colesterol é arranjada em quatro anéis A, B, C e D, assemelhando-se às estruturas químicas das hormonas que origina: progesterona, testosterona e cortisol.

15. Funções

16. Via de Catabolismo dos Esfingolípidos Gangliósido GM1 β-galactosidae (Gangliosidose generalizada) Gangliósido GM2 (Doença de Tay-Sach) hexosaminidase A Gangliósido GM3 neuraminidase Globotriaosilceramida α-galactosidase (Doença de Fabry) Glucosilceramida (Doença de Gaucher) β-glucosidase β-galactosidase esfingomielinase Galactosilceramida Ceramida Esfingomielina (Doença de Niemann-Pick) (Doença de Krabbe) (LeucodistrofiaMetacromática) Esfingosina + Ácido Gordo arisulfatase A Sulfogalactosilceramida

17. Doenças associadas a enzimas Lisossomais

18. Doença de Tay-Sachs Alteração nos lisossomas Consequência de uma mutação recessiva no cromossoma 15 provocada pela Ausência de uma enzima: hexosaminidase A provoca Aumento da concentração de um lípido GM2 gangliósido afecta particularmente Células nervosas do cérebro

19. Sintomas

20. Diagnóstico • . • Durante o desenvolvimento fetal • Análise do líquido amniótico obtido por amniocentese, para se testar a actividade da -N-acetilhexosaminidase A • Depois de a criança nascer • Testes Neurológicos • Testes Físicos • Testes Bioquímicosà urina, soro e leucócitos, que demonstrarão a redução ou a ineficiência da enzima

21. Terapêutica Qualquer tratamento aplicado tem um carácter paliativo. • Anticonvulsivantes • Técnicas para manter as vias respiratórias abertas • Tubos para alimentação • Nutrição e alimentação apropriadas • Transplante de medula óssea, que permite a introdução de células normais no organismo, produzindo-se enzimas funcionais

22. Investigação • Estão em curso testes para um medicamento que reduza a concentração de substrato da enzima hex-A; • Também tem sido alvo de investigação processos de repor a enzima em falta no organismo, mas apresentam sérios obstáculos; • Terapia génica e células estaminais são também potenciais formas de tratamento.

23. Leucodistrofiametacromática Deficiência ou ausência de Arilsulfatase A Converte sulfatídeo a cerebrósido Acumulação de sulfatídio Principais células afectadas: tecidos do córtex cerebral e da medula espinhal arisulfatase A

24. Sintomas Sintomas: • Instabilidade na marcha • Hipotonia ou fraqueza • Perda progressiva da força muscular • Perda da linguagem • Cegueira • Surdez • Convulsões

25. Diagnóstico Exames de diagnóstico: • Ressonância Magnética • Electroneuromiografia • Punção Medular • Dosagem da Arilsulfatase A • Exame de urina O diagnóstico pré-natal faz-se através da análise de células do líquido amniótico ou células das vilosidadescoriónicas.

26. Tratamento • Não há cura: tratamento faz-se através do controlo dos sintomas e da preservação máxima da qualidade de vida dos doentes. • Actualmente há investigação no sentido de encontrar soluções para combater mais eficazmente a doença: • Terapia génica– manipulação de genes para sintetizar a arisulfatase A em falta; • Terapia por substituição enzimática - A enzima em falha (Arilsulfatase-A) é substituída por uma enzima criada em laboratório, injectada posteriormente no paciente portador de MLD; • Terapia por redução do substrato – redução do substrato: reduzir a quantidade de sulfatídeos produzida pelo organismo ; • Terapia por reposição de células • - Transplante de medula óssea ou de células estaminais • - Transplante de sangue do cordão umbilical

27. Doença de Gaucher

28. Tipos • Tipo 1 – Forma não neuropática ou crónica do adulto • (mais comum). • Tipo 2 – Forma neuropática aguda ou infantil: • Fatal até 3 primeiros anos de vida. • Tipo 3 – Forma neuropática subaguda ou juvenil: • Crianças que sobrevivam até à adolescência podem viver muitos anos. Doença de Gaucher

29. Sintomas • Tipo 1: complicações de fígado, baço e ossos; Hepatoesplenomegalia. • Tipo 2: Hepatoesplenomegalia; anormalidades cerebrais e é usualmente fatal durante os 3 primeiros anos de vida; • Tipo 3: ataxia, degeneração mental e ataques mioclónicos (convulsões) , demência, espasmicidade.

30. Diagnóstico • Exame físico • Testes genéticos • Punção medular • Biópsia do baço • Exame sanguíneo • Raio-X ao esqueleto • Ressonância magnética

31. Tratamento • Terapia de reposição enzimática • Terapia de redução do substrato • Controlo de sintomas • Transplante de medula (casos mais severos) • Apoio psicológico

32. Doença de Niemann-Pick

33. Tipos da Doença Tipos A e B Deficiência ou ausência de esfingomielinase Acumulação de esfingomielinanascélulas Ausência de síntese de mielina

34. Sintomas Tipo A • aumento importante de baço e fígado (hepatoesplenomegalia) • atraso do desenvolvimento psicomotor. • Geralmente não sobrevivem após a infância Tipo B • Infecções pulmonares frequentes • hepatoesplenomegalia • Vulgarmente atingem a idade adulta

35. Tipo C Erro no transporte de colesterol exógeno Acumulação intracelular de colesterol não esterificado Sintomas • Afecta principalmente baço, fígado, medula óssea e sistema nervoso; • Normalmente atingem a idade adulta.

36. Diagnóstico • Pré-Natal: amniocentese ou amostras de vilosidadescoriónicas • Após nascimento: - biopsia da medula óssea • - fígado (extracção de tecido e respectiva análise microscópica) • para testar o colesterol que é processado nas células Tratamento Não há cura  o doente tende a morrer por infecção ou disfunção progressiva do sistema nervoso central Actualmente há investigação no sentido de encontrar soluções para combater mais eficazmente a doença: - Terapia Génica

37. Bibliografia • LehningerPrinciplesofBiochemistry(D.L. Nelson, M. M. Cox), 5ª Edição, W. H. Freeman, 2008 • Biochemistry (J. M. Berg, J. L. Tymoczko, L. Stryer), 6ª Edição, W. H. Freeman, 2006 • ALBERTS et al, Molecular Biology of the Cell; 5th Edition, Garland Science • KUMAR, V.; ABBAS, A.K.; FAUSTO, N.; Robbins and Cotran – Pathologic Basis of Disease, 7th Edition, Elsevier, 2005 2ª edição, • Color Atlas of Biochemistry, (J. Koolman, K. H. Roehm), Thieme, 2005

38. Webgrafia • http://www.hon.ch/HONselect/RareDiseases/PT/C10.228.140.163.100.435.825.700.html • http://www.rarissimas.pt/informacao/doencas/niemann_pick.php • http://www.manualmerck.net/?url=/artigos/%3Fid%3D165%26cn%3D1305 • http://www.msd-brazil.com/msd43/m_manual/mm_sec12_139.htm • http://pt.shvoong.com/medicine-and-health/1785882-doen%C3%A7a-niemann-pick/ • http://www.lookfordiagnosis.com/mesh_info.php?term=Doen%C3%A7a+De+Niemann-Pick+Tipo+C&lang=3  • http://adam.sertaoggi.com.br/encyclopedia/ency/article/001207.htm • http://en.wikipedia.org/wiki/Sandhoff_disease#Incidence • http://www.drashirleydecampos.com.br/noticias/16612 • http://www.sarah.br/paginas/doencas/po/p_04_doencas_metabolicas.htm#Anchor-26565 • http://www.lookfordiagnosis.com/cases.php?index=3512&lang=3 • http://www.lookfordiagnosis.com/mesh_info.php?index=3512&lang=3 • http://www.aplisosoma.org/ • http://www.ninds.nih.gov/disorders/Farbers/farbers.htm • http://en.wikipedia.org/wiki/Farber_disease • http://www.msd-brazil.com/msd43/m_manual/mm_sec12_139.htm • http://genetica.ufcspa.edu.br/seminarios%20textos/Taysachs.pdf • http://2418502726322453063-a-1802744773732722657-s-sites.googlegroups.com/site/projectotutorial/doenadegaucher-telma.pdf • http://2418502726322453063-a-1802744773732722657-s-sites.googlegroups.com/site/projectotutorial/Doenadeniemann-pickapresentao-patric.pdf