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Bom dia queridos alunos bem-vindos a
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mais uma videoaula do professor
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Sérgio hoje o assunto que veremos será
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enzimologia
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Clínica ou seja nós aplicaremos os
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conhecimento sobre enzima sobre a
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cinética enzimática sobre as reações que
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as enzimas proporcionam para diagnóstico
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de doenças para prognóstico de doenas ou
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até mesmo para instituir uma terapêutica
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então é a enzimologia
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utilizada na prática
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Clínica enzimas a enzima Talvez seja a a
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molécula mais abundante mais
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diversificada de todas os seres humanos
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ela participa de
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praticamente todas as reações todas as
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células todo o metabolismo celular nesse
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slide Nós estamos vendo o mapa do
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metabolismo humano que é chamado de
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metaboloma
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cada ligação dessa é uma interação é a
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formação de um produto ou é uma reação
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metabólica diferente e cada uma dessas
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reações Com certeza é proporcionada por
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o enzima Então as enzimas elas conseguem
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atuar sobre diversas diversos tipos de
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componentes como carboidratos como
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lipídios como ácidos nucleicos
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proteínas e gerarão produtos as quais
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servirão terão alguma função no nosso
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metabolismo mas essa reação basicamente
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como é que acontece a enzima em sua
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grande maioria não todas as enzimas mas
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em sua grande maioria as enzimas são
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proteínas e essa proteína ela consegue
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reconhecer especificamente o que nós
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chamamos de
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substrato então nós podemos ver na tela
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que a enzima cinza ela possui uma parte
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da sua molécula que é que tem uma uma
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forma
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tridimensional a qual consegue acoplarse
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com o substrato essa molécula em
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verde a característica desse centro
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ativo é que ele possui uma sequência
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proteica ou melhor uma sequência
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aminoacídica nas quais as aminos
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conseguem interagir de forma perfeita
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com o substrato então após a interação
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esse acoplamento esse esse essa
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amoldamento entre a enzima e o substrato
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a enzima consegue
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induzir uma transformação nesse
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substrato na qual ele formará o produto
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então complexo enzima substrato depois
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de algum tempo tornará se o complexo
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enzima produto e aí esse produto não
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mais será importante para enzima e ele
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vai ser liberado para que tenha a sua
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ação
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eh metabólica no
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organismo transformando o que nós
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acabamos de dizer em números ou melhor
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em gráfico nós temos a ciência que
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estuda a cinética enzimática então nós
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estamos vendo um gráfico aí onde nós
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podemos ver no eixo dos y eh a
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velocidade da reação e no eixo do X a
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concentração de substrato
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lógico se nós temos uma enzima que
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interage com um substrato à medida que
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nós aumentaremos o substrato nós
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aumentaremos a
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capacidade que essa enzima terá de
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formar produto uma vez que terá mais
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substrato disponível a medida que esse
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substrato aumenta a velocidade da reação
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também aumenta acontece que esse aumento
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de velocidade ele não é infinito então
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nós temos a lei o que se chama de
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velocidade máxima de uma reação na qual
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nós saberemos que todas as enzimas
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estarão funcionando ao mesmo tempo
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acopladas a um substrato então não tem
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mais saturou todas as enzimas saturaram
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então aumenta a velocidade de reação até
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se chegar uma velocidade máxima isso não
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é verdade para todo todas as reações
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enzimáticas mas um exemplo mais
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clássico eh à medida que essa velocidade
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vai aumentando nós temos um ponto dessa
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reação onde se pode calcular a metade da
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velocidade máxima Então nesse ponto onde
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a velocidade máxima atingiu a sua metade
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nós temos o que se chama
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de constante de
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Micael
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km esse km nada mais nada menos é do que
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a concentração de substrato que foi
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adicionada na reação capaz de gerar
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metade da velocidade
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máxima em alguns casos mas não em todos
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reflete a afinidade da enzima então se
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nós temos uma enzima que consegue
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reconhecer mais de um substrato o maior
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km significa maior
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afinidade
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ok
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alguns
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fatores influenciam drasticamente a
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reação
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enzimática como por exemplo as condições
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do meio na Qual o enzima está e essa
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condição do meio é o que vai dar
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estabilidade proteica então nós temos
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que o PH do meio e a temperatura do Meio
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influenciam numa reação
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enzimática isso é por de maisis
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importante quando nós estamos fazendo
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uma análise
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bioquímica da função enzimática de um
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determinado paciente se a temperatura em
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a qual nós estamos
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e utilizando aquela enzima não for
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adequada ou se o PH também não for
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adequado nós teremos um falso resultado
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ou um falso positivo ou um falso
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negativo da atividade enzimática veremos
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mais posteriormente como é que o PH é a
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temperatura influenci o tempo da reação
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óbvio se uma enzima ela né nós sabemos
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que a enzima se liga ao substrato ela
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forma um produto mas imediatamente ela
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vai ser regenerada a enzima não é
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utilizada não é gasta nessa reação Então
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se essa enzima ela vai ser liberada
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novamente ela pode novamente se ligar a
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um novo substrato produzindo mais
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produto então se a reação aceria em 1
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minuto para produzir uma quantidade x de
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produtos se nós passarmos 2 minutos nós
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teremos uma quantidade 2x de produto
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então tempo da reação também influenciam
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na atividade enzimática por isso que
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quando nós temos aqueles protocolos dos
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kits de
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Diagnóstico deixar a enzima agir com
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substrato durante 30 segundos ou durante
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1 minuto se passa ou se é menos e se
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influencia no resultado
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final e finalmente a concentração dos
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reagentes nós vimos no gráfico anterior
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que o substrato
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influencia se nós colocamos muito
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substrato nós teremos uma reação mais
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rápida entretanto outros componentes
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também influenciam se nós
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tivermos o aumento na concentração de
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enzima Óbvio da mesma forma que o
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substrato teremos também um aumento na
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velocidade da reação e os cofatores
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algumas enzimas só funcionam através de
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cofatores E esses cofatores são
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moléculas extremamente importantes que
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fazem com que haja
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deslocamento
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transferência adição
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doação de elétrons então esses C fatores
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são extremamente importantes para que
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haja pon
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em áreas onde a enzima não pode
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atuar E essas enzimas que precisam de
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cofatores Óbvio se tiver cofator se não
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tiver cofator reação pode acontecer ou
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pode não acontecer assim como a
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quantidade de cofator poderá limitar a
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velocidade da
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reação o PH como é que o PH influencia
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na velocidade da reação nós temos aí
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três exemplos a pepsina que age PH 1,5 a
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pepsina é uma enzima do trato
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gastrointestinal ela atua no estômago
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ela digere proteína no estômago ela
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precisa de um PH
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1.5 a urease né que quebra a ureia que
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degrada a ureia é uma enzima encontrada
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em muitas bactérias ela tem um PH ótimo
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de
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6.8 e a arginase que quebra a arginina
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né que é degrada arginina ela tem um PH
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ótimo de
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9.9 vejam quanta diferença todas são
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proteínas mas possuem phs ótimos né
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diferentes nós podemos ver que a medida
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que o PH é menor do que o ótimo a o
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percentual da atividade enzimática é
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inferior ele vai aumentando até que se
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chegue o PH ótimo a medida que o PH
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aumenta além do ótimo a atividade
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diminui isso tem muita relação com o
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sítio ativo da enzima como eu falei para
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vocês o sítio ativo das enzimas elas são
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uma sequência de aminoácidos e
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aminoácidos como nós sabemos possuem
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carga podem possuir carga
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elétrica Então essas enzimas elas
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possuem sítios ativos com aminoácidos
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carregados eletricamente e que pode essa
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carga pode ser influenciada pelo PH se o
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PH é ácido ele vai ter cargas
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positivas provavelmente a pepsina
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precisa de cargas positivas para deixar
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o ambiente elétrico do sítio ativo
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propício para se ligar o substrato a
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urease da mesma forma e aina aginas da
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mesma
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forma a temperatura temperatura como nós
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já
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sabemos a temperatura influência
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diretamente na morfologia na forma
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tridimensional de qualquer proteína como
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as enzimas são proteínas A temperatura
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vai influenciar na sua forma
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temperaturas mais baixas elas fornecem
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energia
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insuficiente para que a reação possa
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correr ocorrer numa velocidade
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adequada temperaturas mais altas elas
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vão quebrar ligações Principalmente as
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ligações mais fracas as hidrofóbicas as
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pontas de hidrogênio né e as
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hidrofílicas fazendo com que a enzima
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perca sua forma capaz de reconhecer
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especificamente aquele substrato e
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consequentemente perder a sua atividade
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enzimática temperatura ótima é aquela
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que fornece energia suficiente para que
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a reação ocorra mas não degrada não
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desnatura a proteína um detalhe que no
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PH se nós tivermos um PH elevado e
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baixarmos atividade enzimática volta a
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funcionar na temperatura se nós
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elevarmos a temperatura e depois
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reduzirmos a enzima não
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funcionar o tempo da reação como nós já
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vios se nós temos por exemplo aqui
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metade desse tempo nós teremos metade do
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produto formado se nós tivermos 1/3
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desse tempo nós teremos 1/3 do produto
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formado então o tempo da reação vai
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influenciar emquanto produto eu vou ter
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depois daquele tempo por isso que nos
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protocolos nós limitamos o tempo porque
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o tempo vai dizer essa enzima ela
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funciona em num velocidade de produzindo
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tantos milimoles micromoles de produto
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em tantos minutos em tantos
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segundos então o tempo é limitado
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Concentração da enzima Nós estamos vendo
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no gráfico ali embaixo enzima num
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concentração baixa mas concentrações
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mais altas vão fazer com que a reação
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ocorra de forma mais rápida concentração
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substrato também da mesma forma se nós
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temos uma concentração de substrato
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maior nós teremos maior chance maior
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probabilidade da enzima se ligar um
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substrato e produzir assim o seu produto
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e os cofatores como eu já falei
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anteriormente são importantes para que a
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enzima possa funcionar
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adequadamente as enzimas entrando agora
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Mais especificamente na enzimologia
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clínica as enzimas elas podem ser podem
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ser separadas clinicamente em dois tipos
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aquelas enzimas chamadas plasma
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específicas e as enzimas ditas não
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plasma
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específicas Como o próprio nome tá
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dizendo aquelas plasm específicas são
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aquelas que são sempre encontradas no
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plasma Então são enzimas que são
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sintetizadas dentro de células Mas
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normalmente elas precisam ser secretadas
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pro plasma E por que isso acontece
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porque essas enzimas atuam sua função é
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no plasma
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sanguíneo e as não plasm específicas as
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não plasmas específicas são aquelas que
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são sintetizadas dentro das células
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podem até ser secretadas mas não para
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dentro do
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plasma ou elas funcionam
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intracelularmente
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Então são enzimas que quando são
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encontradas no plasma Óbvio isso tem um
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limite qualquer enzima ela vai ser
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encontrada em uma determinada taxa no
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plasma as células as células elas se
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renovam e nessa renovação celular a
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enzima pode cair uma parte no plasma
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entretanto as não plasmas específicas
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quando elas são encontradas em nível
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mais alto do que o normal essas enzimas
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elas podem ser interpretadas como
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problema do tecido ao qual girou
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elas então nós temos aí Que as enzimas
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elas podem ser específicas do plasma nós
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temos exemplos aí as enzimas cínicas as
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Ases cínicas da
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coagulação as enzimas fibrinolíticas são
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aquelas que reformulam o coágulo né
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enzimas secretadas são as enzimas
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basicamente digestivas como a lipase
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amilases proteases e as
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fosfatases e as enzimas celulares são
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aquelas que atam
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exclusivamente dentro de células como a
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lactate hidrogenase aminotransferase
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fosfatase alcalina dentre
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outras nós temos aí um exemplo de
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enzimas específicos do plasma Então
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essas enzimas como os fatores de
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coagulação aqui em cima nós estamos
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mostrando elas eles são sintetizadas em
00:16:16
células mas são secretadas imediatamente
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para o plasma então quando há um
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rompimento de um vaso sanguíneo as
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plaquetas começam a liberar substâncias
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que interagem com os fatores de
00:16:31
coagulação produzindo uma cascata
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complexa de eventos na qual h a formação
00:16:36
do trombo impedimento do extravazamento
00:16:40
vascular Então são enzimas que não tem
00:16:43
uma atuação dentro da célula são enzimas
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que não tem atuação dentro do tecido são
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enzimas que não tem atuação na secreção
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para outros órgãos ou para outras
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cavidades são enzimas que só atuam no
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plasma por isso que elas são plasma
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específic essas enzimas elas não são
00:17:02
medidas elas são sempre encontradas no
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plasma em grande
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quantidade as enzimas secretadas então o
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pâncreas por exemplo secreta diversas
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enzimas lipases amilases
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peptidases essas enzimas elas são
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produzidas pelos ácinos pancreáticos Mas
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elas têm atuação somente quando entram
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no lume intestinal elas precisam estar
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ali para que possam degradar para que
00:17:33
possam digerir todos os componentes da
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alimentação essas enzimas
00:17:40
elas não TM função dentro do
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ácino mas ela também não tem função no
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plasma elas precisam estar dentro do
00:17:51
tubo
00:17:53
digestivo Então são enzimas que quando
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são encontradas em níveis elevados
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no plasma são indício de problemas nas
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células ou no tecido a qual produziram a
00:18:08
qual as
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produziram e as enzimas
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celulares são enzimas como a lactate
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desidrogenase por exemplo lactate
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desidrogenase é uma enzima que o aumento
00:18:21
da glicólise produz piruvato em algumas
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circunstâncias como por exemplo quando o
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músculo
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precisa contrair-se mais rapidamente ou
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precisa de mais força ou precisa de uma
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atividade muito mais rápida de contração
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muscular do que a capacidade que a
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glicólise tem de formar ATP uma via
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paralela uma via alternativa converte o
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piruvato em
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lactat produzindo
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ATP de forma
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anaeróbia de forma não dependente de
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oxigênio a enzima que faz isso é a
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lactato desidrogenase produz lactato
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essa enzima ela é exclusivamente
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intracelular é óbvio que se nós
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encontrarmos ela no plasma em níveis
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elevados nós teremos também um indício
00:19:18
de degeneração ou de problema no tecido
00:19:21
né Por algum motivo a gente vai ver que
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tipos de problemas podem aumentar as
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enzimas no
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plasma então nós temos que na enologia
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diagnóstica as enzimas os genes dessas
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enzimas elas são
00:19:35
expressos são traduzidos ess enzima ela
00:19:38
pode ficar Tem uma função
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intracelular ela pode ser secretada mas
00:19:45
agir diretamente no local de ação como
00:19:47
as enzimas digestivas por exemplo ou
00:19:50
elas podem serem específicas do tecido n
00:19:55
tecidos específicas via circulação Então
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se nós encontrarmos essas enzimas no
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plasma nós teremos o indício de um
00:20:04
problema especificamente no
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tecido como eu falei para vocês as
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enzimas são produzidas por
00:20:14
células Desculpa as enzimas são
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produzidas por
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células mas uma pequena Parte dessas
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enzimas pode ser encontrada no plasma em
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virtud da Renovação C normal Óbvio a
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célula ela se multiplica ela tem uma
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vida limitada ela se ela chega a sua seu
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seu sua né tem uma vida limitada e
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libera assim a enzima então algumas
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enzimas uma parte das enzimas são
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encontradas no plasma isso é normal o
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que não se pode encontrar é um nível
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elevado e quando esse nível elevado de
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enzimas ocorre nós podemos suspeitar de
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algumas coisas como uma lesão naquele
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tecido ou uma produção aumentada daquela
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enzima por algum motivo mas nós temos o
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indício de de onde está vindo o problema
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então a enzima ela é um ponto importante
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porque ela diz de onde está vindo o
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problema então os níveis aumentados da
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atividade enzimática podem ser em
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virtude de necrose da célula por exemplo
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então a célula morre a célula
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ela tem o seu metabolismo né tem sua
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vida útil mas ela morre ao morrer todo o
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conteúdo citoplasmático incluindo as
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enzimas é liberado e essa liberação faz
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com que aumente a concentração dessa
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enzima no plasma também podemos ter
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níveis aumentados atividade enzimática
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em virtude do aumento da permeabilidade
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celular mesmo que não haja dano celular
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então a célula pode até continuar
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íntegra mas por algum motivo as enzimas
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que estão no seu citoplasma elas
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atravessam a membrana plasmática e
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aumentam a sua concentração no
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plasma também temos
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eh aumento da atividade enzimática em
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virtude de aumento na produção
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enzimática então
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a enzima
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ela ela aumenta a sua expressão a sua
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quantidade no citoplasma e aumento essa
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quantidade faz com que ela uma parte
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maior atravesse a membrana plasmática e
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chegue até o plasma e Finalmente nós
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temos também aumento da atividade
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enzimática em virtude do aumento no
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tecido produtor da enzima então tecido
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da enzima aumenta em quantidade as
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células se proliferam e Esse aumento da
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proliferação celular ele é proporcional
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ao aumento de enzimas produzidas por
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essas células então a massa célular
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aumenta Aumenta também a quantidade
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enzimática então nós temos na verdade aí
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um um um dois fatores importantes a taxa
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de entrada das enzimas no sangue que
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pode ser em virtud do dano no tecido
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pode ser em virtude da síntese alterada
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ou pode ser em virtude do aumento da da
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massa
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tecidual esse aumento da entrada da
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enzima no sangue tem uma repercussão tem
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uma consequência aumenta a atividade
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enzimática no
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soro mas a enzima Ela não fica
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indefinidamente a enzima quando ela
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entra quando ela é secretada pro plasma
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ela tem uma tempo de meia vida e ela
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depois desse tempo de meia vida ela
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precisa ser eliminada que é o que se
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chama de taxa de eliminação essa
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eliminação ela pode acontecer por dois
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fatores ou por inativação da enzima ou
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através do clearance da eliminação né da
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sua excreção melhor
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dizendo
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então a taxa de atividade enzimática
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quantidade de enzima que nós vamos
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encontrar no plasma vai depender de
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fatores relaci ados a entrada da enzima
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e a saída da enzima quando um desses
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fatores altera nós temos uma alteração
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nos teores enzimáticos no
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plasma então referência entrada de
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enzima no sangue nós temos que pode
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haver vazamento de enzimas da célula por
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diversos motivos então nós temos aqui
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uma célula normal por exemplo que podem
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ter sofrido de diversos fatores
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como deficiência
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energética a enzima pode morrer por
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deficiência energética
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hipóxia deficiência de oxigênio ela pode
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morrer também agressão direta à
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membrana por trauma por vírus ou por
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substâncias orgânicas tudo isso pode
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fazer com que a célula que era normal
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morra
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extravase Lise necrose e libere as
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enzimas que vão cair no plasma isso
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entrada de enzima por vazamento de
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enzima na
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célula a enzima também pode entrar no
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plasma através da produção enzimática
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alterada então nós temos que a enzima
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normal ela tem uma expressão de uma
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quantidade normal de enzimas a célula
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normal e essa célula quando ela é
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modificada através de mutações
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ela tem uma ou através de proliferação
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celular ela tem uma um aumento na
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quantidade de enzimas essas enzimas
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maior quantidade ou através de uma massa
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célular aumentada são liberadas assim
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para o plasma pra corrente
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sanguínea que causas podem levar a morte
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celular como eu já falei
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hipóxia né falta de oxigênio substâncias
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químicas e drogas podem agredir tecido
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quando nós vemos por exemplo que uma
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determinada substância é
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hepatotóxica
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significa que ela é tóxica para o fígado
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essa
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substância ela se acumula Geralmente as
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hepatotóxicas elas se acumulam nos
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hepatócitos Mas elas destróem o
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hepatócito elas matam o hepatócito então
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quando nós queremos medir uma substância
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que é
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hepatotóxica nós podemos medir enzimas
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que são
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especificamente especificamente
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produzidas por
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hepatócitos agentes físicos como por
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exemplo as radiações elas podem agredir
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tecido e liberar assim a enzima agentes
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microbiológicos como fungos como vírus
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como bactérias podem destruir células e
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assim aumentar os níveis
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enzimáticos mecanismos imunitários
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também são muito comuns nas lesões
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celulares então eh a cascata de de de
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complemento ou os anticorpos os Auto
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anticorpos podem destruir tecidos e
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podem matar a célula defeitos genéticos
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e distúrbios nutricionais são outros
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fatores também que podem causar lesão
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celular e o que é que pode alterar a
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depuração a eliminação enzimática
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inativação no plasma então algumas
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substânci alguns
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medicamentos podem se ligar
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especificamente a determinadas enzimas
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produzindo a assim a sua
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inativação é por isso que quando se vai
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fazer uma dosagem enzimática ou uma
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verificação da atividade enzimática no
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soro o que se faz é saber se a pessoa
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vai fazer se a pessoa está fazendo uso
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de algum medicamento porque os
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medicamentos eles podem alterar a
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atividade
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enzimática remoção pelo sistema retículo
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endotelial também então as células do
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sistema retículo endotelial podem
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destruir as enzimas eh e assim eliminar
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a sua atividade endocitose né quando
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enzima se liga o seu receptor seu
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substrato elas podem ser endocitadas
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digestão proteolítica ao ser endocitadas
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elas vão ser digeridas elas vão ser
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degradadas pelos lisossomos ou
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reciclagem do receptor também um
