METABOLIZAM HEMOGLOBINA I PORFIRINA

• NA NIVOU ZRELIH ERITROCITA NEMA SINTEZE PROTEINA

• ENERGETSKE POTREBE ISTIH SE STOGA ZADOVOLJAVAJU ANAEROBNOM GLIKOLIZOM

• SINTEZA PROTEINA JE MOGUĆA SAMO NA NIVOU ERITROCITNIH PREKURZORA, UKLJUČUJUĆI I RETIKULOCITE

STRUKTURNI PROTEINI ERITROCITA

1) STRUKTURNI PROTEINI ERITROCITNE MEMBRANE

2) HEMOGLOBIN

3) ERITROCITNI ENZIMI

METABOLIČKI PROCESI U ERITROCITIMA

• EMBDER-MEYERHOFOV PUT (EMP)

• RAPOPORT-LUEBERINGOV CIKLUS (RLC)

• HEKSOZA-MONOFOSFATNI PUT (HMP)

• GLUTATIONSKI PUT

HEMIJSKI PROCESI U EMP, RLC I HMP_u

HEMIJSKI PROCESI GLUTATIONSKOG PUTA

RAPOPORT-LUEBERGOV CIKLUS

• GALVNI GLIKOLITIČKI PRODUKT JE 2,3-DIFOSFOGLICERAT (2,3-DPG)

• SMANJUJE AFINITET KISEONIKA ZA MOLEKUL HEMOGLOBINA

POREMEĆAJI METABOLIZMA U ERITROCITIMA

• U EMP_u U SE jAVLJAJU NASLEDNI DEFICITI SLEDEĆIH ENZIMA:

1) HEKSOKINAZE 2) GLUKOZOFOSFAT-IZOMERAZE 3) FOSFOFRUKTO KINAZE 4) TRIOZOFOSFAT-IZOMERAZE 5) FOSFOGLICERAT-KINAZE 6) NAJČEŠĆI NEDOSTATAK PIRUVAT-KINAZE

POREMEĆAJI U HMP_u

• VIŠE VARIJANTI ENZIMSKOG DEFICITA GLUKOZO-6-FOSFAT DEHODROGENAZE

HEMOGLOBIN

• SA MIOGLOBINOM I CITOHROMOM SPADA U GRUPU HROMOPROTEINA

• HROMOPROTEINI SU SLOŽENI PROTEINI KOJI KAO PROSTETIČNU GRUPU SADRŽE PORFIRINSKI PRSTEN, SA UGRAĐENIM ATOMOM GVOŽĐA

• ODGOVORNI SU ZA TRANSPORT KISEONIKA U ORGANIZMU

SINTEZA PROSTETIČNE GRUPE HROMOPROTEINA

• OSNOVU PROSTETIČNE GRUPE HROMOPROTEINA ČINE PORFIRINI

• PORFIRINI SU CIKLIČNA JEDINJENJA SASTAVLJENA OD 4 PIROLOVA PRSTENA, POVEZANA METENSKIM MOSTOVIMA (-CH=)

• SVI PORFIRINI SU DERIVATI PORFINA, CIKLIČNOG TETRAPIROLA, BEZ BOČNIH SUPSTITUENATA

HEMIJSKA STRUKTURA PORFIRINA

SINTEZA HEMA

• HEM JE PROSTETIČNA GRUPA HROMOPROTEINA, HEMOGLOBINA

• SINTETIŠE SE NAJVIŠE U KOŠTANOJ SRŽI I JETRI• U KOŠTANOJ SRŽI HEM SE UGRAĐUJE U

HEMOGLOBIN• SINTEZA ZAPOČINJE KONDENACIJOM SUCINATA I

GLICINA U MITOHONDRIJAMA• NASTAVLJA SE U CITOPLAZMI KONDENZACIJOM 2

MOLEKULA AMINOLEVULINSKE KISELINE

• POSLEDNJE 3 ETAPE U SINTEZI HEMA SE ODIGRAVAJU PONOVO U MITOHONDRIJAMA

• PROTOPORFIRIN VEZUJE 1 ATOM GVOŽĐA (Fe2+)

HEMIJSKI PROCESI PRI SINTEZI HEMA

STRUKTURA HEMA

HEMOGLOBIN

• KONJUGOVANI PROTEIN (HROMOPROTEIN), KOJI UZ 4 GLOBINSKE SUBJEDINICE SADRŽI I 4 MOLEKULE HEMA

• SVAKA GLOBINSKA SUBJEDINICA SE SASTOJI OD 2 POLIPEPTIDNA LANCA

• POSTOJE 4 VRTSE POLIPEPTIDNIH LANACA, KOJI SE RAZLIKUJU PO SVOJOJ PRMARNOJ STRUKTURI, (α, β, γ, δ)

• SVAKI LANAC JE POVEZAN HISTIDINSKIM OSTATKOM ZA MOLEKULU HEMA

ŠEMATSKI PRIKAZ DEOKSIHEMOGLOBINA

SINTEZA I RAZGRADNJA HEMOGLOBINA

• SINTEZA HEMOGLOBINA SE VRŠI UPOREDO SA SAZREVANJEM ERITROCITA

• DNEVNO SE SINTETIŠE 8-10 g HEMOGLOBINA, ODNOSNO 300-350 mg PORFIRINA

• HEMOGLOBIN SE PRAKTIČNO NE MENJA U TOKU 120 DANA, KOLIKO PROSEČNO IZNOSI VEK ERITROCITA

• RASPADANJE ERITROCITA SE VRŠI FAGOCITOVANJEM U ĆELIJAMA RETIKULO ENDOTELNOG SISTEMA

VRSTE HEMOGLOBINA

• POSTOJI VIŠE OD 400 RAZLIČITIH GENETSKI DETERMINISANIH VARIJANTI HEMOGLOBINA

• 96 % ČINI HEMOGLOBIN A (A1), KOJI SE SASTOJI OD 2α I 2β, SA PO 141, ODNOSNO 146 AMINOKISELINA

• 2-3 % HEMOGLOBINA, KOJI SE SASTOJI OD 2α I 2δ LANCA JE HEMOGLOBIN A2

• MANJE OD 1 % HEMOGLOBINA SE NALAZI U OBLIKU FETALNOG OBLIKA, (F), KOJI SE SASTOJI OD 2α I 2γ LANCA

ODREĐIVANJE HEMOGLOBINA

• ODREĐIVANJE UKUPNOG HEMOGLOBINA: 1) PRIMENA DRAPKINOVE METODE

Hb-Fe(II) + Fe(III) (CN)₆3- Hb-Fe(III) + Fe(II) (CN)₆⁴ˉHb-Fe(III) + CN Hb-Fe(III) CN ˉ 2) DIREKTNO SPEKTROFOTOMETRIJSKO ODREĐIVANJE

APSORBCIONI SPEKTRI DERIVATA HEMOGLOBINA

RAZDVAJANJE I ODREĐIVANJE HEMOGLOBINSKIH FRAKCIJA

1) ELEKTROFOREZOM

2) PRIMENOM HPLC TEHNIKE

3) KAPILARNOM ELEKTROFOREZOM

BIOLOŠKI MATERIJAL ZA ODREĐIVANJE HEMOGLOBINA

1) PUNA KRV

2) URIN

3) FECES

PATOLOŠKI HEMOGLOBINI

• SVI PATOLOŠKI HEMOGLOBINI SU POSLEDICA NASLEDNIH POREMEĆAJA, KOJI VODE KA IZMENJENOJ SINTEZI GLOBINA:

1) HEMOGOBINOPATIJE ZA POSLEDICU IMAJU POREMEĆAJ U SINTEZI GLOBINSKIH LANACA

2) TALASEMIJEZA POSLEDICU IMAJU DEFICIT U STVARANJU α I β LANACA

HEMOGLOBINOPATIJA

• JAVLJAJU SE USLED: 1) SUPSTITUCIJE AMINOKISELINSKIH OSTATAKA 2) IZOSTAVLJANJA JEDNE ILI VIŠE AMINOKISELINA 3) UVOĐENJE JEDNE ILI VIŠE AMINOKISELINA U PEPTIDNI LANAC

POSLEDICE HEMOGLOBINOPATIJA

• SMANJENA RASTVORLJIVOST HEMOGLOBINA• PROMENA STABILNOSTI HEMOGLOBINA• IZMENJEN AFINITETE ZA KISEONIK• PROMENA U DUŽINI SINTEZE HEMOGLOBINA

SRPASTE ANEMIJE

• POSLEDICA: STAVARANJE RELATIVNO SLABO RASTVORLJIVOG HEMOGLOBINA (HbS)

• KONKRETNI POREMEĆAJ: ZAMENA GLUTAMINSKE KISELINE VALINOM NA BETA LANCU

TALASEMIJE

1) TALASEMIJA MAJOR (HOMOZIGOTNA)

2) TALASEMIJA MINOR (HETEROZIGOTNA)

PATOLOŠKI DERIVATI HEMOGLOBINA

1) METHEMOGLOBIN2) SULFOHEMOGLOBIN3) KARBOKSIHEMOGLOBIN4) HEMATIN

METABOLIZAM PORFIRINA

• PORFIRINI-TETRAPIROLI, OD KOJIH SU NEKI PREKURZORI HEMA

• PROTOPORFIRINI SU PORFIRINI SA KARAKTERISTIČNIM BOČNIM LANCIMA

• PORFIRINOGENI-REDUKOVANI PORFIRINI, KOJI RELATIVNO LAKO OKSIDUJU DO ODGOVARAJUĆEG PORFIRINA

PORFIRIJE

• PORFIRIJE SU NASLEDNI POREMEĆAJI U SINTEZI HEMA

• PORFIRIJE SE STOGA MOGU DEFINISATI KAO PREKOMERNO STVARANJE PORFIRINA I NJIHOVIH PREKURZORA

GLAVNI SIMPTOMI SU: 1) FOTOSENZITIVNOST 2) ABDOMINALNI BOL 3) NEUROLOŠKI POREMEĆAJI

PORFIRIJE PRAĆENE FOTOSENZITIVOŠĆU

• JAVLJAJU SE KAO POSLEDICA NENORMALNE SINTEZE PORFIRINA I TO: URO-, KOPRO-, ILI PROTOPORFIRINA, KOJI BIVAJU AKTIVIRANI SPOLJAŠNJOM SVETLOŠĆU

PORFIRIJE PRAĆENE ABDOMINALNIM BOLOM I NEUROLOŠKIM POREMEĆAJIMA

• POREMEĆAJI U PREKOMERNOM NAGOMILAVANJU δ-AMINOLEVULINSKE KISELINE (ALA) I

PORFOBILINOGENA (PBG)• POREMEĆAJ NASTAJE USLED: 1) POVEĆANE AKTIVNOSTI ALA-SINTAZE, I SMANJENE AKTIVNOSTI PDG DEAMINAZE (AKUTNE PORFIRIJE) 2) POVEĆANE AKTIVNOSTI PBG-DEAMINAZE (HRONIČNI TIP)

PODELA PORFIRIJA• PREMA MESTU AKUMULACIJE PORFIRINA 1) HEPATIČNE 2) ERITROPOETSKE

HEPATIČNE PORFIRIJE 1) AKUTNA INTERMITENTNA 2) NASLEDNA PORFIRIJA 3) PORFIRIJA VARIEGATE 4) PORFIRIJA CUTANEA TARDA

ENZIMSKA DEFICIJENCIJA KOD KARAKTERISTIČNIH HEPATIČNIH PORFIRIJA

ERITROPOETSKE PORFIRIJE

1) KONGENITALNA ERITROPOETSKA PORFIRIJA2) PROTOPORFIRIJA - KONGENITALNA ERITROPOETSKA PORFIRIJA JE

VRLO REDAK NASLEDNI POREMEĆAJ, KOJI SE PRENOSI RECESIVNO

- ZNAČAJNO NAGOMILAVANJE UROPORFIRINA I U ERITROCITIMA I PLAZMI

- JAVLJA SE FOTOSENZITIVNOST

PROTOPORFIRIJA

• POVEĆAN NIVO PROTOPORFIRINA U ERITROCITIMA I FECESU, DOK U URINU NEMA POVEĆANJA

• SREDNJE IZRAŽENA FOTOSENZITIVNOST• POREMEĆAJI U SINTEZI FEROHELATAZE

PORFIRINURIJE

• POVEĆANO IZLUČIVANJE PORFIRINA URINOM, ZBOG POREMEĆAJA U IZLUČIVANU ISTIH PUTEM ŽUČI

• SINTEZA HEMA JE NORMALNA • POVEĆANO IZLUČIVANJE KOPROPORFIRINA

URINOM

UZROK PORFIRINURIJA

1) HOLESTAZA 2) TROVANJE OLOVOM3) ALKOHOLIZAM- POSLEDICA JE INHIBICIJE, ALA DEHIDRATAZE,

KOPROPORFIRINOGEN OKSIDAZE ILI FEROHELATAZE

- U URINU SU POVEĆANE KOLIČINE ALA I KOPROPORFIRINA

HEMIJSKA ISPITIVANJA PORFIRIJA

1) ODREĐIVANJE UKUPNIH PORFIRINA U URINU2) ODREĐIVANJE PORFOBILINOGENA U URINU3) ODREĐIVANJE AMINOLEVULINSKE KISELINE4) ODREĐIVANJE SVAKOG PORFIRINA

POJEDINAČNO, U URINU

ODREĐIVANJE PORFOBILINOGENA U URINU

• KORIŠĆENJE EHRLICHOVOG REAGENSA:

METABOLIZAM GVOŽĐA

• U ORGANIZMU GA IMA OKO 70 mmol, ILI OKO 4 g, U ORGANSKOM I NEORGANSKOM OBLIKU

• NALAZI SE: 1) U SASTAVU HEMOGLOBINA 2) U SASTAVU CITIHROMA, MIOGLOBINA I DRUGIH HEMOPROTEINA

RASPODELA GVOŽĐA PO ORGANIMA

• OKO 70 % UKUPNOG GVOŽĐA SE NALAZI U ERITROCITIMA, U OBLIKU HEMOGLOBINA

• OKO 25 % SE NALAZI U: JETRI, SLEZINI, KOŠTANOJ SRŽI I MUKOZNIM ĆELIJAMA GASTROINTESTINALNOG TRAKTA

• U OVIM ORGANIMA GVOŽĐE SE NALAZI U PROTEINSKI VEZANOM OBLIKU: FERITIN I HEMOSIDERIN

GVOŽĐE U KRVNOJ PLAZMI

• SAMO OKO 0,1 % UKUPNOG GVOŽĐA SE NALAZI U KRVNOJ PLAZMI

• VEZANO JE ZA PROTEIN TRANSFERIN i CIRKULIŠUĆI FERITIN

TRANSPORT GVOŽĐA

• GVOŽĐE SE KROZ ĆELIJSKE MEMBRANE PRENOSI U FERO OBLIKU, AKTIVNIM TRASNPORTOM

• U FERO OBLIKU GVOŽĐE TRAJNO EGZISTIRA SAMO U HEMOGLOBINU

• PROTEINSKI VEZANO GVOŽE JE UVEK U FERI OBLIKU

APSORPCIJA GVOŽĐA

• DNEVNI UNOS, 10-20 mg/DAN • SAMO 5-10 % SE APSORBUJE U GORNJEM

DELU DUODENUMA• GUBITAK FECESOM I URINOM SAMO OKO 1

mg/DAN• POVEĆAN GUBITAK MENSTRUALNIM

ODLIVOM I DOJENJEM

MEHANIZAM APSORPCIJE GVOŽĐA

• APSORBCIJA GVOŽĐA SE LAKŠE ODVIJA U FERO OBLIKU U ODNOSU NA FERI OBLIK

• APSORBIJA JE EFIKASNIJA U KISELOJ SREDINI• U APSORBCIJI UČESTVUJU FERITINO I

TRANSFERIN• APSORBCIJA SE POVEĆEVA U SLUČAJU DEFICITA

GVOŽĐA• SA POVEĆANJEM ERITROPOEZE, POVEĆAVA SE I

BRZINA APSORBCIJE GVOŽĐA

GUBITAK GVOŽĐA

• NEPOSTOJI DIREKTNA KONTROLA IZLUČIVANJA GVOŽĐA

• UKUPNI DNEVNI GUBITAK JE OKO 1 mg• KOD HEMORAGIJA GUBITAK JE MNOGO VEĆI• MENSTRUALNI ODLIV IZNOSI OKO 16

mg/MESEC• U TOKU TRUDNOĆE POTREBE SE POVEĆAVAJU

ZA OKO 1,5 mg/DAN

SERUMSKO GVOŽĐE, TIBC I UIBC

• NAKON APSORBCIJE GVOŽĐA PRELAZI U FERI OBLIK• U PLAZMI GVOŽĐE JE VEZANO ZA TRANSFERIN• 30-50 % AKTIVNIH METSA NA MOLEKULU

TRANSFERINA JE ZASIĆENO GVOŽĐEM (SERUMSKO GVOŽĐE)

• OSTATAK TRANSFERINA PREDSTAVLJA NEVEZANI KAPACITET VEZIVANJA GVOŽĐA (UIBC)

• SUMA SERUMSKOG GVOŽĐA I UIBC, JE UKUPNIKAPACITET VEZIVANJA GVOŽĐA (UIBC)

FERITIN I HEMOSIDERIN

• FERITIN, RASTVORLJIVI PROTEIN KOJI VEZUJE GVOŽĐE U JETRI, SLEZINI, KOŠTANOJ SRŽI I DRUGIM ORGANIMA

• MANJIM DELOM SE NALAZI I U PLAZMI• DELIMIČNO DETANATURISANI FERITIN JE

HEMOSIDERIN, KOJI JE MANJE RASTVORLJIV OD FERITINA, TE SE JAVLJA U OBLIKU GRANULA U JETRI I ĆELIJAMA RES

GLAVNI METABOLIČKI PUTEVI GVOŽĐA

NIVO GVOŽĐA U PLAZMI

• VIŠI KOD MUŠKARACA NEGO KOD ŽENA• VELIKE OSCILACIJE U FUNKCIJI VREMENA• VIŠI UJUTRU NEGO UVEČE• NEOPSODNO ODREĐIVANJE I DRUGIH

PARAMETARA KOJI OPISUJU METBOLIZAM GVOŽĐA: TIBC, UIBC, FERITINA, TRANSFERINA

DEFICIT GVOŽĐA

• JAVLJA SE ZBOG:

1) NEDOVOLJNOG UNOŠENJA HRANOM (KOD DECE) 2) POREMEĆAJA APSORBCIJE 3) POVEĆANOG GUBITKA

BIOHEMIJSKO –HEMATOLOŠKI NALAZ KOD DEFICITA GVOŽĐA

1) SNIŽENA KONCENTRACIJA FERITINA2) POVIŠENA VREDNSOT TIBC3) SNIŽENO SERUMSKO GVOŽĐE4) HIPOHROMNA ANEMIJA5) MIKROCITNA ANEMIJA6) SNIŽENA KONCENTRACIJA HEMOGLOBINA7) POVEĆANJE BROJA RETIKULOCITA

PREOPTEREĆENJE GVOŽĐEM

• JAVLJA SE ZBOG: 1) POVEĆANOG UNOŠENJA HRANOM 2) TRANSFUZIJOM KRVI I PARENTERALNIM DAVANJEM GVOŽĐA 3) IDIOPATSKE HEMOHROMATOZE

ODREĐIVANJE GVOŽĐA• ODREĐIVANJE GVOŽĐA SA BATOFENATROLINOM UZ

DEPROTENIZACIJU

• DEPROTENIZACIJA TRIHLORSIRĆETNOM KISELINOM• REDUKCIJA GVOŽĐA ASKORBINSKOM KISEINOM

ODREĐIVANJE GVOŽĐA SA FEROZNIM BEZ DEPROTENIZACIJE

•ODVAJANJE GVOŽĐA OD TRASNFERINA GVANIDINOM•REDUKCIJA GVOŽĐA ASKORBINSKOM KISELINOM