METABOLISMO DO HEME E DO FERRO - RESUMO COMPLETO, Notas de aula de Bioquímica

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METABOLISMO DO

HEME E DO FERRO

BIOQUÍMICA E HISTOLOGIA

Júlia Agra

Acadêmica de Medicina

Atualizado em 2025

RESUMÃO

MEDICINA

ENFERMAGEM

ODONTOLOGIA

Metabolismo do heme e do

ferro

Ferro

Mineral que compõe várias moléculas do nosso organismo

Funções

1. Transporte de O2 → ferro está presente no heme das hemoglobinas e mioglobinas
2. Metabolismo energético→ presente nos citocromos da cadeia de transporte de elétrons da mitocôndria
3. Proliferação celular e biotransformações → citocromo p450 e enzimas redox
4. Defesa imune contra patógenos → enzima lisossomal mieloperoxidase → comumente encontrada nos neutrófilos

1. Dieta

São ingeridos, diariamente, de 13 a 18mg de Fe mas apenas 1 a 2mg são absorvidos Ferro orgânico ou Heme : capacidade de absorção muito maior → presente em principalmente carnes, ovos e laticínios Ferro inorgânico: presente principalmente em vegetais verde-escuro, Grão-de- bico

2. Hemácias senescentes

Cerca de 120 dias, próximo de serem degradadas Hemoglobina (Hb) → Heme + Globina Heme origina o Ferro e Globina origina aminoácidos

Absorção de ferro

São absorvidos cerca de 1 a 2mg por dia dentre todo o ferro consumido Normalmente há pouca absorção de ferro no organismo quando ele se encontra em níveis ideais, a absorção só aumenta em situações de falta de ferro ou aumento da necessidade dele É absorvido quase completamente no duodeno por transporte ativo apenas na sua forma ferrosa (Fe++)! Visto que a maior parte do ferro dos alimentos está na forma férrica (Fe+++), é necessária sua redução Nas criptas do epitélio duodenal existem células precursoras dos enterócitos que, ao maturarem, migram para o ápice da vilosidade intestinal para absorção do ferro Após 1 a 2 dias existe uma descamação do epitélio duodenal, logo, perdem-se essas células e consequentemente um pouco de ferro Logo, não temos um mecanismo tão eficiente para eliminação de ferro, sendo principalmente pela: descamação do epitélio intestinal, descamação da epiderme e também através de algumas secreções do nosso corpo

Absorção do ferro orgânico (Heme)

1. O Heme é endocitado por meio de uma proteína específica: HCP

2. A enzima Hemeoxigenase (HO) vai realizar a retirada do Ferro Fe²+ do Heme
3. Após retirada, o Ferro pode: ser armazenado no enterócito na forma de Ferritina sair do enterócito e voltar ao plasma

Absorção do ferro inorgânico (Dieta)

1. Redução da forma férrica Fe3+ para a forma ferrosa Fe2+ pela enzima Citocromo b duodenal (Dcytb) ou Ferri redutase
2. O Fe²+ entra no enterócito por meio do transportador de metal divalente (DMT-1) → além do ferro, transporta outros metais como cobre (Cu²+), zinco (Zn²+) e manganês (Mn²+)
3. Após entrar, o Ferro pode:

sair do enterócito e ser transportado ao plasma e consequentemente para outras células, inclusive para produção de hemácias

ser armazenado no enterócito na forma de Ferritina

4. Parte desse Fe²+ se liga ao transportador Ferroportina (FPT) e é transportado com o auxílio da Hefaestina para o plasma
5. No plasma, ocorre oxidação do Fe²+ para Fe³+, que se liga a Transferrina para transporte Vale ressaltar que existem duas proteínas também importantes - TFR (Receptor de transferrina) e HFE (Proteína da hemocromatose → a ausência dessa proteína levava à hemocromatose) As duas possuem uma relação: a HFE sabe o quanto de ferro a transferrina transporta, podendo passar uma mensagem ao enterócito para aumentar ou diminuir absorção de ferro a ausência dessa comunicação pode causar a hemocromatose , pois a absorção não é regulada, sendo sempre excessiva

6. Para ser transportado ao citoplasma, a forma férrica precisa primeiro passar para a forma ferrosa, quem faz isso é uma enzima redutase chamada Steap 3 Fe+3 → Steap 3 → Fe+
7. A forma ferrosa Fe+2 sai para o citoplasma por meio do transportador de metal divalente (DMT-1) O ferro pode ser utilizado para a produção de hemoglobina, mioglobina e outras moléculas

Reciclagem do ferro

Necessitamos de 40mg de Fe por dia, sendo apenas 1 a 2mg absorvidos e o resto proveniente da reciclagem de hemácias senescentes Quem faz essa reciclagem é o Macrófago

1. Fagocitose da hemácia velha
2. Transporte do Fe+2 para o plasma por meio da Ferroportina (FPT)
3. A forma ferrosa precisa se transformar na forma férrica para ser transportada pela Transferrina, quem faz isso é a enzima Ceruloplasmina, produzida pelo fígado Fe+2 → Ceruloplasmina → Fe+

💡 Hepcidina: hormônio que inativa a ferroportina (FPT)^ → Ao formar um

complexo com a FPN leva à sua degradação. No enterócito, o ferro não é transportado para o exterior da célula, e a absorção é inibida (figura à esquerda). Nos macrófagos, o ferro fica acumulado no seu interior, diminuindo o ferro disponível para a eritropoese (figura à direita)

Excesso de ferro: aumento da expressão da hepcidina para promover a endocitose da ferroportina → sem ela, diminui a quantidade de ferro que vai para a corrente sanguínea Anemia ou Hipóxia: em situações que o organismo precise de mais ferro, tem-se uma redução da expressão da hepcidina, logo a ferroportina se mantém na membrana basolateral do enterócito e, dessa forma, consiga-se ter uma absorção maior do ferro

Complexo na 5´ → Menor tradução de Ferritina → Não armazena Fe e deixa livre

2. TFR Complexo na 3´→ Maior tradução de TFR → Aumenta a quantidade de receptores TFR
3. ALAS IRE fica na extremidade 5´ → Menor produção de ALAS → Menor produção de Heme e o Fe fica livre

Grande quantidade de ferro

IRP fica fechado, sem afinidade pelo IRE Não há formação do complexo

Heme

Heme = Porfirinas + Ferro

O heme está presente nas hemoglobinas, mioglobinas, citocromos e outras proteínas Hemoglobina: Parte de sua síntese ocorre nas mitocôndrias e parte no citosol O heme é constituído por um anel tetrapirrólico com um íon central de ferro

Biossíntese do Heme

Diversas enzimas estão envolvidas na formação do heme: (1) A primeira etapa é a formação do ácido aminolevulínico (ALA) Ocorre a partir da condensação da glicina com a succinil Co-A Catalisada pela delta aminolevulínico sintetase 2 (ALAS-2) e requer a participação do piridoxal 5- fosfato (vitamina B6) como cofator (2) Depois, o ALA sai da mitocôndria para o citosol para que aconteça uma série de etapas, até que entre na mitocôndria de novo (8) Após a incorporação de um Fe na Protoporfirina , catalisada pela enzima ferroquetalase, há a formação do Heme Essas reações são importantes no entendimento da homeostase do ferro

5. Ao chegar nos hepatócitos, a bilirrubina sofre uma conjugação com ácido glicurônico pela ação da enzima UDPGT, sendo os produtos Monoglicuronídeos e Diglicuronídeos de bilirrubina (direta ou conjugada)
6. Uma vez conjugada, essa bilirrubina vai ser transportada para os canalículos biliares, onde vai ser drenada, juntamente com a bile, para o duodeno
7. Durante o percurso intestinal, a bilirrubina diglicuronídeo vai ser hidrolisada e pela enzima beta-glicuronidase (produzida pela microbiota), removendo os grupos glicuronídeo e reduzindo ela a vários compostos, principalmente urobilinogênio 80 a 90% é excretado nas fezes: continua a ser degradado pela microbiota intestinal, sendo oxidado a estercobilina , um pigmento castanho-avermelhado que dar a cor das fezes 10 a 20% restantes dele pode entrar na circulação sanguínea e ser reconvertido no fígado a bilirrubina conjugada para ser excretada de novo na bile → isso se chama ciclo enterohepático do urobilinogênio Uma pequena parcela pode ser encaminhado para o rim e ser convertido a urobilina , o que dar a cor amarelada da urina (o urobilinogênio é incolor)