57
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

Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

  • Upload
    edin

  • View
    81

  • Download
    16

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

Citation preview

Page 1: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

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

Page 2: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

STRUKTURNI PROTEINI ERITROCITA

1) STRUKTURNI PROTEINI ERITROCITNE MEMBRANE

2) HEMOGLOBIN

3) ERITROCITNI ENZIMI

Page 3: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

METABOLIČKI PROCESI U ERITROCITIMA

• EMBDER-MEYERHOFOV PUT (EMP)

• RAPOPORT-LUEBERINGOV CIKLUS (RLC)

• HEKSOZA-MONOFOSFATNI PUT (HMP)

• GLUTATIONSKI PUT

Page 4: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

HEMIJSKI PROCESI U EMP, RLC I HMP_u

Page 5: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

HEMIJSKI PROCESI GLUTATIONSKOG PUTA

Page 6: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

RAPOPORT-LUEBERGOV CIKLUS

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

• SMANJUJE AFINITET KISEONIKA ZA MOLEKUL HEMOGLOBINA

Page 7: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

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

Page 8: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

POREMEĆAJI U HMP_u

• VIŠE VARIJANTI ENZIMSKOG DEFICITA GLUKOZO-6-FOSFAT DEHODROGENAZE

Page 9: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

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

Page 10: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

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

Page 11: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

HEMIJSKA STRUKTURA PORFIRINA

Page 12: Metabolizam Hemoglobina i 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

Page 13: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

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

• PROTOPORFIRIN VEZUJE 1 ATOM GVOŽĐA (Fe2+)

Page 14: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

HEMIJSKI PROCESI PRI SINTEZI HEMA

Page 15: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

STRUKTURA HEMA

Page 16: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

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

Page 17: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

ŠEMATSKI PRIKAZ DEOKSIHEMOGLOBINA

Page 18: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

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

Page 19: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

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

Page 20: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

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

Page 21: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

APSORBCIONI SPEKTRI DERIVATA HEMOGLOBINA

Page 22: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

RAZDVAJANJE I ODREĐIVANJE HEMOGLOBINSKIH FRAKCIJA

1) ELEKTROFOREZOM

2) PRIMENOM HPLC TEHNIKE

3) KAPILARNOM ELEKTROFOREZOM

Page 23: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

BIOLOŠKI MATERIJAL ZA ODREĐIVANJE HEMOGLOBINA

1) PUNA KRV

2) URIN

3) FECES

Page 24: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

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

Page 25: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

HEMOGLOBINOPATIJA

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

Page 26: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

POSLEDICE HEMOGLOBINOPATIJA

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

Page 27: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

SRPASTE ANEMIJE

• POSLEDICA: STAVARANJE RELATIVNO SLABO RASTVORLJIVOG HEMOGLOBINA (HbS)

• KONKRETNI POREMEĆAJ: ZAMENA GLUTAMINSKE KISELINE VALINOM NA BETA LANCU

Page 28: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

TALASEMIJE

1) TALASEMIJA MAJOR (HOMOZIGOTNA)

2) TALASEMIJA MINOR (HETEROZIGOTNA)

Page 29: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

PATOLOŠKI DERIVATI HEMOGLOBINA

1) METHEMOGLOBIN2) SULFOHEMOGLOBIN3) KARBOKSIHEMOGLOBIN4) HEMATIN

Page 30: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

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

Page 31: Metabolizam Hemoglobina i 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

Page 32: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

PORFIRIJE PRAĆENE FOTOSENZITIVOŠĆU

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

Page 33: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

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)

Page 34: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

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

Page 35: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

ENZIMSKA DEFICIJENCIJA KOD KARAKTERISTIČNIH HEPATIČNIH PORFIRIJA

Page 36: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

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

Page 37: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

PROTOPORFIRIJA

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

• SREDNJE IZRAŽENA FOTOSENZITIVNOST• POREMEĆAJI U SINTEZI FEROHELATAZE

Page 38: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

PORFIRINURIJE

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

• SINTEZA HEMA JE NORMALNA • POVEĆANO IZLUČIVANJE KOPROPORFIRINA

URINOM

Page 39: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

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

Page 40: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

HEMIJSKA ISPITIVANJA PORFIRIJA

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

POJEDINAČNO, U URINU

Page 41: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

ODREĐIVANJE PORFOBILINOGENA U URINU

• KORIŠĆENJE EHRLICHOVOG REAGENSA:

Page 42: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

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

Page 43: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

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

Page 44: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

GVOŽĐE U KRVNOJ PLAZMI

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

• VEZANO JE ZA PROTEIN TRANSFERIN i CIRKULIŠUĆI FERITIN

Page 45: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

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

Page 46: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

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

Page 47: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

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

Page 48: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

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

Page 49: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

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)

Page 50: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

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

Page 51: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

GLAVNI METABOLIČKI PUTEVI GVOŽĐA

Page 52: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

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

Page 53: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

DEFICIT GVOŽĐA

• JAVLJA SE ZBOG:

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

Page 54: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

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

Page 55: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

PREOPTEREĆENJE GVOŽĐEM

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

Page 56: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

ODREĐIVANJE GVOŽĐA

• ODREĐIVANJE GVOŽĐA SA BATOFENATROLINOM UZ DEPROTENIZACIJU

• DEPROTENIZACIJA TRIHLORSIRĆETNOM KISELINOM• REDUKCIJA GVOŽĐA ASKORBINSKOM KISEINOM

Page 57: Metabolizam Hemoglobina i Porfirina

ODREĐIVANJE GVOŽĐA SA FEROZNIM BEZ DEPROTENIZACIJE

•ODVAJANJE GVOŽĐA OD TRASNFERINA GVANIDINOM•REDUKCIJA GVOŽĐA ASKORBINSKOM KISELINOM