Hemoglobin a hemoglobinpatie. Průša Richard, Srbová Martina

Podobné dokumenty
Hemoglobin N N. N Fe 2+ Složená bílkovina - hemoprotein. bílkovina globin hem: tetrapyrolové jádro Fe 2+

Biochemie krevních elementů I SFST-179 Vladimíra Kvasnicová

Glykovaný hemoglobin A 1c (HbA 1c ) Petr Breinek

Glykolýza Glukoneogeneze Regulace. Alice Skoumalová

Jana Fauknerová Matějčková

2.5 Porfyriny a buněčné heminy

Krev přednáška 1 fyzioterapie

Propojení metabolických drah. Alice Skoumalová

Erytrocyty. Hemoglobin. Krevní skupiny a Rh faktor. Krevní transfúze. Somatologie Mgr. Naděžda Procházková

Metabolismus pentóz, glykogenu, fruktózy a galaktózy. Alice Skoumalová

Integrace metabolických drah v organismu. Zdeňka Klusáčková

Petr Breinek. BC_HbA1c_N2011 1

Význam. Dýchací systém. Dýchání. Atmosférický vzduch. Dýchací cesty. Dýchání

Glykovaný hemoglobin. Ing. Martina Podborská, Ph.D. OKB FN Brno. Školní rok 2015/2016. Zpracováno s pomocí přednášek RNDr.

Klinický detektivní příběh Glykémie

Krevní barviva porfyriny, hemoglobin, bilirubin

Metabolismus kyslíku v organismu

Stanovení hemoglobinu v krvi

Obecný metabolismus.

TOXIKOLOGIE Methemoglobinizující látky, Kyanidy, Oxid uhelnatý. prof. MUDr. Daniela Pelclová, CSc. Klinika pracovního lékařství 1.

Přehled energetického metabolismu

Acidobazická rovnováha H+ a ph Vodíkový iont se skládá z protonu, kolem něhož neobíhá žádný elektron. Proto je vodíkový iont velmi malý a je

Genetický polymorfismus

Krevní barviva porfyriny, hemoglobin, bilirubin

Přírodní polymery proteiny

Vybrané klinicko-biochemické hodnoty

(II.) Určení krevní skupiny sklíčkovou metodou

Anémie. Bourková L., OKH FN Brno

Glykovaný hemoglobin HbA 1c standardizovaný nástroj n pro pandémii diabetu mellitu Bedřich Friedecký, Josef Kratochvíla FONS Pardubice, září 2012

Plasma a většina extracelulární

Kyslík v organizmu. Kyslík v organizmu. Oxygenace krve. Význam kyslíku v organizmu

ABR a iontového hospodářství

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/

ENZYMY. RNDr. Lucie Koláčná, Ph.D.

Mechanismy hormonální regulace metabolismu. Vladimíra Kvasnicová

Struktura proteinů. - testík na procvičení. Vladimíra Kvasnicová

tělní buňky tělní tekutiny krev erythrocyty 7.28 thrombocyty 7.0 žaludeční šťáva buňky kosterního svalstva duodenální šťáva

Biochemie krve. Plazma a sérum. Plazma : příprava centrifugací nesrážlivé krve. Sérum : příprava centrifugací srážlivé krve

Diagnostika poruch acidobazické rovnováhy

Intermediární metabolismus. Vladimíra Kvasnicová

Krvetvorba. doc. MUDr. Julie Bienertová Vašků, Ph.D. Ústav patologické fyziologie LF MU CZ.1.07/2.2.00/

Diabetes mellitus (DM)


Redoxní děj v neživých a živých soustavách

Metabolismus hemu a železa. Alice Skoumalová

Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, Vysoké Mýto

Bílkoviny - proteiny

GLUKÓZA a DIABETES MELLITUS

Převzato na základě svolení Macmillan Publishers Ltd: Nat Rev Genet. 2001;2(4):245-55), copyright (2001).

Biochemie jater. Vladimíra Kvasnicová

BILIRUBIN a IKTERUS. Vznik a metabolismus bilirubinu:

Sůl kyseliny mléčné - konečný produkt anaerobního metabolismu

Regulace metabolizmu lipidů

Co nám přináší migrace

ABR a iontového hospodářství

Proteiny krevní plazmy SFST - 194

Regulace metabolických drah na úrovni buňky

Bílkoviny. Charakteristika a význam Aminokyseliny Peptidy Struktura bílkovin Významné bílkoviny

glutamine.php ší šířenší

ANÉMIE Emanuel Nečas 2014

METABOLISMUS SACHARIDŮ

Otázka: Dýchací soustava. Předmět: Biologie. Přidal(a): Barča

Energetický metabolizmus buňky

1. Napište strukturní vzorce aminokyselin D a Y a vzorce adenosinu a thyminu

Toxikologie PřF UK, ZS 2016/ Toxikodynamika I.

Metabolismus aminokyselin. Vladimíra Kvasnicová

Biochemické vyšetření

Dýchací řetězec, oxidativní fosforylace, mitochondriální transportní systémy

Metabolismus krok za krokem - volitelný předmět -

Metabolismus aminokyselin - testík na procvičení - Vladimíra Kvasnicová

Regulace glykémie. Jana Mačáková

V organismu se bílkoviny nedají nahradit žádnými jinými sloučeninami, jen jako zdroj energie je mohou nahradit sacharidy a lipidy.

Já trá, slinivká br is ní, slož ení potrávy - r es ení

Testové úlohy aminokyseliny, proteiny. post test

BÍLKOVINY. V organismu se nedají nahradit jinými sloučeninami, jen jako zdroj energie je mohou nahradit sacharidy a lipidy.

Eva Benešová. Dýchací řetězec

Otázka: Metabolismus. Předmět: Biologie. Přidal(a): Furrow. - přeměna látek a energie


Dýchací řetězec (DŘ)

KREVNÍ ELEMENTY, PLAZMA. Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie, státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje

ANÉMIE CHRONICKÝCH CHOROB

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í

DÝCHACÍ SOUSTAVA - VENTILACE

Anémie. Bourková L., OKH FN Brno

Klinicko-biochemická diagnostika

Diabetes mellitus. úplavice cukrová - heterogenní onemocnění působení inzulínu. Metabolismus glukosy. Insulin (5733 kda)

3 Acidobazické reakce

Kazuistika. Milan Sova. Lékařská fakulta Univerzity Palackého v Olomouci

PROTEINY. Biochemický ústav LF MU (H.P.)

Jana Fauknerová Matějčková

Aminokyseliny, peptidy a bílkoviny

sloučeniny C, H, O Cukry = glycidy = sacharidy staré názvy: uhlohydráty, uhlovodany, karbohydráty

Biopolymery. struktura syntéza

Základy Hematologie/ZHEM. Fyziologie erytrocytů. Radim Vrzal

Regulace enzymové aktivity

AMPK AMP) Tomáš Kuc era. Ústav lékar ské chemie a klinické biochemie 2. lékar ská fakulta, Univerzita Karlova v Praze

Seznam vyšetření OKL - PKBH Klatovské nemocnice a.s.

Ivana FELLNEROVÁ 2008/11. *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

Mikro elementy. Bc. Tereza Černá A MĚĎ

Biochemie svalu. Uspořádání kosterního svalu. Stavba kosterního svalu. Příčně pruhované svalstvo Hladké svalstvo Srdeční sval.

Transkript:

Hemoglobin a hemoglobinpatie Průša Richard, Srbová Martina

Hemoproteiny Obsahují hem cyklický tetrapyrol koordinačně vázané Fe 2+ systém konjugovaných dvojných vazeb methinový můstek pyrolový kruh

Hemoproteiny Hemoglobin (transport O 2 krví) Myoglobin (zásoba O 2 ve svalech) Redoxní stav železa Fe 2+ Redoxní stav železa Fe 2+ Fe 3+ Cytochromy (přenašeče e - v dých. řetězci) Kataláza + peroxidáza (rozklad peroxidů) Cytochrom P-450 (hydroxylace) Desaturasy MK (desaturace MK)

Struktura hemoglobinu R. 1849, 1937-1959-1968 (Kendrew, Perutz) 4 polypetidové podjednotky (globiny) Hb A (adults) heterotetramer 2α a 2β Každá podjednotka obsahuje 1 hem 8 helikálních úseků (A-H) β podjednotky 7 helikálních úseků α podjednotky Hydrofobní kapsa (hem chráněn před oxidací)

Struktura hemoglobinu Vazba hemu na globin koordinační vazba Fe 2+ na proximální histidin F8 Vazba O 2 vodíková vazba mezi distálním histidinem E7 a kyslíkem

Struktura hemoglobinu Kvarterní struktura Interakce mezi podjednotkami 1) hydrofobní ( mezi α-β) 2) elektrostatické mezi α-α; β-β nebo i mezi α-β po vazbě O 2 narušeny α 1 β 2 β 1 α 2

Struktura myoglobinu (1959) 1 polypeptidový řetězec (153 AMK) 1 hem terciární struktura velmi podobná s podjednotkami α a β hemoglobinu v srdečním a kosterním svalu

Vazba kyslíku (oxygenace) Oxygenace změna elektronového stavu hemu

Kooperativní vazba kyslíku na hemoglobin Vazba první molekuly O 2 na Hb usnadní vazbu dalších molekul O 2 Afinita Hb ke kyslíku stoupá s rostoucím po 2 Sigmoidální saturační křivka Hyperbolická saturační křivka pro Mb není kooperace

Preanalytická fáze Teplota 37 st. C Hemoglobin 150 g/l FiO2 (21 %) Kooxymetrie: methb, sulfhb, karbonylhb karbonylhemoglobin: 0 0,020 rel.j. (podíl z celkového hemoglobinu) methemoglobin: 0 0,015 rel.j. (podíl z celkového hemoglobinu)

Saturation O2

Saturation O2

Saturation O2

Vliv barometrického tlaku Barometrický tlak Nadmořská výška: 0 m, 19,9 kpa 20,9 % 610 m, 18,4 kpa 19,4 % 1830 m, 15,7 kpa 16,6 % 2440 m, 14,4 kpa 15,1 % 3050 m, 13,3 kpa 14,0 %

Saturace frakční a funkční Frakční saturace je podíl oxygenovaného Hb vzhledem ke všem přítomným Hb (k celkovému Hb) Funkční saturace je podíl oxygenovaného Hb na Hb, který je schopen vazby kyslíku cto2 = množství O2, které je krev schpona transportovat ve formě vázané na Hb a ve formě rozpuštěné P50 = tenze kyslíku při saturaci Hb kyslíkem 50% - ukazatel afinity Hb ke kyslíku

Vazba kyslíku na Hb Pohyb Fe 2+ do roviny hemu spouští konformační posun T R

Konformační posun T R T forma (tense) R forma (relaxed) Navázání O 2 vede k přerušení elektrostatických interakcí mezi podjednotkami

Alosterické efektory Ovlivňují rovnováhu mezi T-formou a R-formou CO 2 H + 2,3-bisfosfoglycerát Snižují afinitu Hb k O 2

2,3 - bisfosfoglycerát odklonění glykolýzy (nevzniká ATP) váže se na deoxyhemoglobin stabilizuje T formu usnadnění uvolňování kyslíku v tkáních

2,3 - bisfosfoglycerát Klinické aspekty: zvýšená produkce při adaptaci na vysokou nadmořskou výšku a u jedinců s poruchami oxygenace krve fetální hemoglobin (HbF α 2 γ 2 ), má nízkou afinitu vůči BFG větší afinita ke kyslíku, předávání kyslíku plodu přes placentu

Bohrův efekt ph snižuje afinitu Hb k O 2 ph odstranění H + z Hb stimuluje vazbu O 2 na Hb Usnadňuje transport O 2 HCO 3 - Cl - Cl -

Bohrův efekt Cl - Cl - HCO 3 -

Deriváty hemoglobinu Deoxyhemoglobin Hb bez O 2 Oxyhemoglobin Hb s O 2 Karbaminohemoglobin Hb s CO 2 15% CO 2 je transportováno krví ve vazbě na Hb Karbonylhemoglobin Hb s CO CO se váže na Fe 2+ pevněji než O 2 otrava CO, kuřáci Hodnoty HbCO v % Příznaky 10 dušnost při námaze 20-40 bolest hlavy, dušnost, únava, zvracení 40-60 hyperventilace, tachykardie, křeče >60 kóma, smrt

Methemoglobin (methb) obsahuje Fe 3+ místo Fe 2+ Autooxidace hemoglobinu 3% hemoglobinu se každý den oxiduje Hem Fe 2+ - O 2 Hem - Fe 3+ + O 2 - Methemoglobinreduktáza Redukce methemoglobinu FAD, cytochrom b 5 a NADH 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)

Glykovaný hemoglobin (HbA1c) 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 1c lze získat informace o průběhu diabetes mellitus (odráží hladinu glukózy za posledních několik týdnů)

Glykovaný hemoglobin, 1968 HBA, HBA 2, HBF HBA 1 glykace valinu v N-terminální části beta řetězce: aldimin (24 h), ketoamin HBA 1a1 fruktosa 1,6-bifosfát HBA 1a2 glukosa-6-fosfát HBA 1b kyselina pyrohroznová HBA 1c D-glukosa tvoří cca 80 % HBA 1 HBA 2c D-glukosa Jiná glykace Hb lysin alfa řetězců atd.

Glykovaný hemoglobin Imunochemické stanovení x HPLC Abnormální Hb (více než 400) interferují Nelze použít u dětí do 9 m, přítomnost HbF Chronická hemolýza faleš negativní hodnota Soudobá ztráta krve falešně negativní hodnota Hypochr mikrocyt anemie faleš pozitiv hodnota Karbamylovaný Hb (uremie), acetylovaný Hb Hodnota glykovaného Hb nad 20 % znamená přítomnost abnormálního Hb

HPLC TOSOH G7

Deglykace: fruktosamin 3-kináza AGE, reparační deglykační protektivní enzym Monomer, 309 amk, gen 17q25.3 Vyšší aktivita v tkáních s proteiny s dlouhým T1/2: erytrocyty, oční čočka, mozek Hladovění a d.m. nezvyšují aktivitu FN3K Aktivita nízká v ery u kuřat a vepře Aktivita enzymu polymorfismy FN3K genu Kompetitivní inhibitor deoxymorpholinofruktosa DMF 35

Deglykace: fruktosamin 3-kináza Alfa Lys139, Lys16 Lys61 beta Val1 Fosforyluje fruktosamin na třetím uhlíku, destabilizace a uvolnění z proteinu FL3P (FV3P) Lys (Val) + fosfát + 3-deoxyglucoson 3- deoxyfruktosa nebo 2-deoxy-3-ketoglukonová k. Polymorfismy v promotoru a v exonech, např. c.900 CC nízký HbA1c Interindividuální variabilita FN3K: HbA1c nekoreluje s průměrnou glykemií, různé HbA1c u shodných AG 36

Typy hemoglobinu Volný hemoglobin Dospělý HbA: 2α a 2β podjednotky (98%HbA) Dospělý HbA2: 2α a 2δ podjednotky Fetální HbF: 2α a 2γ váže kyslík při nižším po 2 než HbA ( může vázat O 2 z HbA matky) Embryonální: 2 and 2 2 and 2 2 and 2 vyšší afinita ke kyslíku než HbA

Přepínání globinů V průběhu vývoje dochází ke změnám v expresi jednotlivých genů

Hemoglobinpatie mutace abnormální struktury hemoglobinu tvorba srpků, změna afinity ke kyslíku, ztráta hemu či disociace tetrameru hemoglobin M a S, thalasemie 1. Hemoglobin M náhrada His E7α za Tyr (Hb Boston) nebo náhrada Val E11β za Glu (Hb Milwaukee) stabilizuje železo ve formě Fe 3+ (methemoglobin) methemoglobin neváže kyslík

2. Thalassemie Mutace vedou k poklesu syntézy α nebo β řetězců Heterozygoti thalasemie jsou odolnější vůči malárii α- thalassemie úplná delece genů 4 α globinové geny : ztráta 1 genu: bez příznaků ztráta 2 genů: červené krvinky jsou mikrocytární, hypochromní, jedinci netrpí anemií ztráta 3 genů: středně těžká mikrocytární, hypochromní anémie, splenomegalie ztráta 4 genů: hydrops fetalis: fatal in utero Nadbytek β řetězců - homotetramer HbH, vysoká afinita ke kyslíku není schopen kyslík uvolnit

β- thalassemie β + globin částečně syntetizován β 0 globin není vůbec syntetizován Heterozygoti: mikrocytární, hypochromní lehká anémie Homozygoti β 0 β 0 : těžká anemie, splenomegalie, hyperplazie kostní dřeně Nadbytek α řetězců - precipitují v erythroidních buňkách ty se rozpadají - neefektivní erythropoesa

3. Hemoglobin S (srpkovitá anémie) Hb S záměna Glu A3(6)β za Val na povrchu hemoglobinu agregace HbS ( lepkavý úsek ) vnik vláknitého precipitátu

Srpkovitá anémie erytrocyty zkrouceny do tvaru srpků blokují kapiláry, způsobují zánět a bolest fragilní erytrocyty anemie v tropech (koincidence s malárií): heterozygotní forma hemoglobinu S - výhoda při nákaze malárií, rozpad erytrocytů přeruší parazitární cyklus

HbA1c 18,0 mmol/mol věk 10 let Fe 27 umol/l, haptoglobin 0,7 g/l bilirubin, LD HbAS, DM1 HbA1c 62 96 110 mmol/mol Horečka, hypoxie, hyperosmolární stavy (dehydratace, hyperglykemie) 44

G7 x G8 45

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)