Metabolismo do Grupo Heme

Queridos leitores do nosso blog, como vocês já sabem, a principal molécula na qual o ferro está presente é denominada Heme. Mas afinal, como essa molécula é formada? Quais os produtos do seu catabolismo? E as doenças relacionadas com problemas nesse metabolismo? Seguimos então para sanar essas dúvidas.

Primeiramente, o grupo heme é formado em todos os tecidos animis, mas principalmente na medula óssea e fígado a partir da interação entre um átomo de Fe⁺⁺ e uma molécula da classe das porfirinas (possuem quatro anéis heterocíclicos ligados entre si por grupos de meteno (-CH=)) denominada protoporfirina IX. Essa molécula é formada a partir de uma molécula de succinil-CoA e uma de glicina, que formam porfobilinogênio e 4 dessas moléculas combinam-se para dar continuidade da via. A seguir as estruturas da via e as enzimas presentes no processo.

Figura 1 - Biossíntese do heme apresentando as reações e respectivas enzimas. 1. Porfobilinogênio sintetase; 2. Uroporfirinogênio sintetase; 3. Uroporfirinogênio III cosintase; 4. Uroporfirinogênio descarboxilase; 5. Coproporfirinogênio oxidase; 6 Protoporfirinogênio oxidase; 7 Ferroquelatase.

A primeira reação não está representada no esquema, apesar da grande importância, pois constitui a etapa limitante (regulatória) da síntese do heme. Nessa reação uma molécula de succinil-CoA reage com uma de glicina para formar aminolevulinato (ALA), através da enzima mitocondrial ALA sintetase.

A degradação do grupo heme ocorre predominantemente no fígado, baço e medula óssea, através da degradação da hemoglobina de hemácias senescentes. Esse catabolismo ocorre em duas etapas:

1. A quebra do grupo heme, com a liberação do Fe++ (transportado pela ferritina para se reagrupar com porfirina na formação de novas moléculas de hemoglobina) e a quebra dos anéis da porfirina, os quais formam a proteína biliverdina. Essa etapa é catalisada pela enzima heme oxigenasse.

2. A oxigenação da biliverdina formando bilirrubina. A enzima responsável é a biliverdina redutase.

Abaixo um esquema da bioquímica dessas etapas:

Essa bilirrubina é conjugada com ácido glicurônico no fígado de modo a diminuir sua toxicidade. A bilirrubina conjugada é então excretada junto à bile no duodeno onde o ácido glicurônico é removido e a bilirrubina é reduzida a urobilinogênio, o qual pode sair com as fezes ou ser reabsorvido. Caso seja reabsorvido, ele pode ser excretado novamente com o suco biliar ou voltar a circulação geral, nesse caso o rim se responsabilizará por excretá-lo. Que tal mais um esquema para ajudar no entendimento? Lá vai!

Por fim, as doenças. Uma disfunção na via de síntese do grupo heme ocasiona em patologias denominadas porfirias, as quais apresentam um grave quadro de anemia, pois não há transporte de oxigênio adequado para os tecidos. Além disso, quando a via é interrompida após a formação do anel das porfirinas, ocorrerá a degradação do mesmo e formação de grandes quantidades de bilirrubina, cujo acúmulo nos tecidos produz uma pigmentação amarelada (icterícia). As concentrações dessa molécula no sangue e na urina são importantes testes na detecção das porfirias.

Referências

http://www6.ufrgs.br/favet/lacvet/restrito/pdf/heme_luciele.pdf

http://www.ciencianews.com.br/cien-news/porfirias.pdf