Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Metabolismus erytrocytů Alice Skoumalová. Erytrocyty  Struktura:bikonkávní tvar (7,7 μm) nemají nitrobuněčné organely (membrána obklopující roztok hemoglobinu)

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Metabolismus erytrocytů Alice Skoumalová. Erytrocyty  Struktura:bikonkávní tvar (7,7 μm) nemají nitrobuněčné organely (membrána obklopující roztok hemoglobinu)"— Transkript prezentace:

1 Metabolismus erytrocytů Alice Skoumalová

2 Erytrocyty  Struktura:bikonkávní tvar (7,7 μm) nemají nitrobuněčné organely (membrána obklopující roztok hemoglobinu)  Funkce:transport - kyslík do tkání - odstraňování oxidu uhličitého a protonů  Doba života 120 dní  4,6-6,2 milionů/μl u mužů, 4,2-5,4 milionů/μl u žen

3 1. Membrána erytrocytů

4 50% lipidová dvojvrstva (fosfolipidy, cholesterol) 50% proteiny SDS-PAGE:rozdělení podle migrace (proužek 1-7) isolace a analysa (10 hlavních bílkovin) Integrální: Protein vyměňující anionty, glykoforiny A, B, C Periferní: Spektrin, Ankyrin, Aktin Dědičná sferocytóza (AD)  deficit v množství spektrinu nebo jeho abnormality  přítomnost sferocytů v periferní krvi  destrukce při průchodu slezinou

5 2. Hemoglobin 4 polypeptidové řetězce + 4 hemové skupiny

6

7 Prostorové změny hemu a F-helixu během přechodu mezi T a R-formou hemoglobinu:

8

9 Saturační křivka hemoglobinu:

10 Autooxidace hemoglobinu: O 2 se váže na Fe 2+ Hem - Fe 2+ - O 2 Hem - Fe 3+ - O 2 - Methemoglobin (Fe 3+ ) není schopen vázat O 2 (methemoglobinreduktáza)

11 Nemají organely  produkce ATP oxidativní fosforylací  opravovat poškozené proteiny a lipidy Jsou vystaveny působení volných radikálů  autooxidace hemoglobinu (uvolňování O 2 - )  PUFA v membráně (peroxidace lipidů)  deformace v kapilárách, uvolnění katalytických iontů (peroxidace lipidů) 3. Specifika erytrocytů

12  Glukóza: energie  Glykolýza: ATP, 2,3-bisfosfoglycerát, NADH  Pentosafosfátová dráha: NADPH  Syntéza glutathionu (antioxidant)  Zánik: globin, Fe 2+, tetrapyrol 4. Metabolismus erytrocytů

13

14 Glukóza je zdroj energie Přenašeč pro glukosu 12 transmembránových helikálních úseků kanál pro průchod glukózy nezávislý na inzulínu Glykolýza 1. zdroj ATP laktát pouze z glykolýzy 2. dodavatel 2,3-bisfosfoglycerátu (2,3-BPG) (= Rapaport-Luebering shunt) odklonění glykolýzy (nevzniká ATP) vazba na deoxyhemoglobin, stabilizace, usnadnění uvolňování kyslíku v tkáních

15 2,3-bisfosfoglycerát Allosterický efektor hemoglobinu:  stabilizuje deoxyhemoglobin  snižuje afinitu hemoglobinu ke kyslíku Klinické aspekty:  zvýšená produkce u lidí žijících ve vysoké nadmořské výšce a u kuřáků  neváže se na fetální hemoglobin (HbF α 2 γ 2 ), větší afinita ke kyslíku, předávání kyslíku plodu přes placentu

16 Pentosafosfátová dráha  NADPH: redukce oxidovaného glutathionu na redukovaný  Glutathion: odstraňuje H 2 O 2 z erytrocytů (za katalýzy glutathionperoxidázy obsahující selen) Mutace glukosa-6-fosfátdehydrogenázy Hemolytická anémie: snížená tvorba NADPH oxidace hemoglobinu, Heinzova tělíska peroxidace lipidů, rozpad erytrocytů Klinika: požití bobů či různých léčiv (primachin, sulfonamidy) 100 milionů lidí deficit aktivity tohoto enzymu (nejčastější enzymopatie)

17 V erytrocytech probíhá syntéza glutathionu

18 Glutathion Důležitý pro ochranu před volnými radikály 1. Kofaktor glutathionperoxidázy (odstraňování H 2 O 2 v erytrocytech) 2. Součást metabolismu kyseliny askorbové (recyklace) 3. Chrání proteiny před oxidací SH-skupin a tvorbou zkřížených vazeb Gly Cys Glu Gly Cys Glu Gly Cys SH Glu S Oxidovaný glutathion (dimer) Redukovaný glutathion (monomer) Glutathionperoxidáza Glutathionreduktáza

19 Hemoglobin Oxyhemoglobin Methemoglobin Methemoglobinreduktáza O2O2 Superoxid Superoxiddismutáza H2O2H2O2 Kataláza ½ O 2 +H 2 O Glutathionperoxidáza H2OH2O GSH GSSG Glutathionreduktáza NADPH NADP + Pentosofosfátová dráha GSH-redukovaný glutathion; GSSG-oxidovaný glutathion

20 Autooxidace hemoglobinu 3% hemoglobinu každý den se oxiduje Konstantní uvolňování O 2 - Hem - Fe 2+ - O 2 Hem - Fe 3+ - O 2 - Hem – Fe 2+ - O 2 Hem - Fe 3+ + O 2 - Methemoglobinreduktáza Redukce methemoglobinu FAD, cytochrom b 5 a NADH (z glykolýzy) Methemoglobinemie 1. Dědičná: deficit methemoglobinreduktázy (AR) 2. Abnormální hemoglobin HbM (mutace hemoglobinu, náchylný k oxidaci) 3. Vyvolaná požitím léčiv či chemikálií (sulfonamidy, anilin) Klinika:cyanóza (10% Hb ve formě metHb) léčba podání redukčních činidel (methylenová modř, kyselina askorbová)

21 Superoxiddismutáza (SOD) Konvertuje O 2 - na H 2 O 2 CuZnSOD ve vysoké koncentraci v erytrocytech Odstranění H 2 O 2 : 1. Kataláza hemová skupina s Fe 3+ katalyzuje dekompozici H 2 O 2 na vodu a kyslík: 2H 2 O 2 2H 2 O+O 2 2. Glutathionperoxidáza redukuje H 2 O 2 na vodu a zároveň oxiduje glutathion H 2 O 2 +2GSHGSSG+2H 2 O Glutathionreduktáza GSSG+NADPH+H + 2GSH+NADP + NADPH z pentosafosfátové dráhy (glukóza-6-fosfátdehydrogenáza)

22 α-tokoferol (vitamin E) v membráně erytrocytů chrání před peroxidací lipidů α-TocH+LO 2 α-Toc +LO 2 H Kyselina askorbová (vitamin C) v cytoplasmě recykluje α-tokoferol Dehydroaskorbátreduktáza (GSH dependentní) regeneruje askorbát 5. Biologické antioxidanty:

23 Mutace - abnormální struktury hemoglobinu V důsledku mutací dochází k tvorbě srpků, změně afinity ke kyslíku, ztrátě hemu či disociaci tetrameru Nejznámější jsou hemoglobin M a S, dále thalasemie Hemoglobin M Náhrada His (E8 neboF7) v podjednotce α nebo β Tyr Silná iontová vazba s Tyr stabilizuje železo ve formě Fe 3+ (methemoglobin) Methemoglobin neváže kyslík Thalasemie V důsledku genetických poruch je snížená či chybí tvorba α či β- řetězců (α či β-thalasemie) 6. Hemoglobinopatie

24 Hemoglobin S  Srpkovitá anémie  Agregace patologického hemoglobinu S

25 Hemoglobin S  tzv. lepkavý úsek na povrchu hemoglobinu (Glu - Val)  deoxyhemoglobin - komplementární místo k lepkavému úseku - polymeraci deoxyhemoglobinu S - vznik dlouhého vláknitého precipitátu

26 Srpkovitá anémie  erytrocyty zkrouceny do tvaru srpků, blokují kapiláry, způsobují zánět a bolest; jsou fragilní a mají tendenci se rozpadat, což vede k anemii  v tropech (koincidence s malárií): heterozygotní forma hemoglobinu S - výhoda při nákaze malárií, rozpad erytrocytů přeruší parazitární cyklus

27 7. “Přepínání“ hemoglobinu:

28  Neenzymová glykace na terminální NH 2 skupině (Val) β-řetězce  Glykovaná frakce asi 5% celkového množství hemoglobinu (úměrná koncentraci glukózy v krvi)  Měřením hladiny HbA 1 lze získat informace o průběhu diabetes mellitus (odráží hladinu glukózy za posledních několik týdnů); CukrCHO + NH 2 CH 2 Protein CukrCHNCH 2 Protein Cukr CH 2 NH CH 2 Protein Schiffova base Glykovaný protein Amadoriho přesmyk 8. Glykovaný hemoglobin (HbA1)

29 Souhrn:  Specifická struktura a funkce erytrocytů  Specifika metabolismu (glykolýza, PPP)  Ochrana před oxidačním stresem  Hemoglobin, hemoglobinopatie

30 Schémata použitá v prezentaci: Marks´ Basic Medical Biochemistry, A Clinical Approach, third edition, 2009 (M. Lieberman, A.D. Marks) Principles of Biochemistry, 2008, (Voet D, Voet J.G., and Pratt C.W) Color Atlas of Biochemistry, second edition, 2005 (J. Koolman and K.H. Roehm)


Stáhnout ppt "Metabolismus erytrocytů Alice Skoumalová. Erytrocyty  Struktura:bikonkávní tvar (7,7 μm) nemají nitrobuněčné organely (membrána obklopující roztok hemoglobinu)"

Podobné prezentace


Reklamy Google