Upload
edin
View
81
Download
16
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Metabolizam Hemoglobina i Porfirina
Citation preview
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 KONDENZACIJOM 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) TALASEMIJE ZA 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