biochemia 3

BIOCHÉMIA LÁTOK

Poznámky k hemoglobínu a myoglobínu

6. POZNÁMKY K HEMOGLOBÍNU A MYOGLOBÍNU
6.1 Úvodné poznámky

  • Ľudia sú aeróbne organizmy.

  • Naše pľúca extrahujú kyslík zo vzduchu a uvoľňujú do neho kysličník uhličitý.

  • Inhalovaný kyslík slúži na oxidáciu metabolických palív za účelom získania energie, zatiaľ čo vydychovaný CO₂ je výsledkom celulárneho katabolizmu.

  • Živé organizmy obsahujú špecifické proteíny, ktoré reagujú s kyslíkom, zvyšujú jeho rozpustnosť vo vode a vedú k jeho väčšej sekvestrácii v reakciách.

  • U cicavcov sa tieto proteíny nazývajú myoglobín (nachádza sa vo svaloch) a hemoglobin (nachádza sa v erytrocytoch).

6.2 Poznámky k biochemickým princípom

  • Barometrický tlak vzduchu: 760 mm Hg, čo sa rovná 1 atmosfére.

  • Parciálny tlak kyslíka v ovzduší: 155 mm Hg alebo 130 kPa (1 mm Hg = 1 Pascal).

  • Štruktúra prostetickej skupiny hému:

    • Skladá sa z porfyrínového jadra a centrálneho železa a globínu, ktorý zvyšuje rozpustnosť hému.

  • Všeobecné charakteristiky globínových proteínov u cicavcov:

    • Globíny tvoria starú skupinu rozpustných metaloproteínov vyvíjajúcich sa milióny rokov.

    • Hemoglobin a myoglobin sú ich predstavitelia.

  • Myoglobin:

    • Pozostáva z jedného globínového reťazca a jednej prostetickej hémovej skupiny.

    • Viaže kyslík, ktorý sa uvoľňuje do mitochondrií a krvných kapilár; difúzia cez bunkovú membránu s vysokou afinitou k kyslíku.

  • Hemoglobin:

    • Je tetramér, pozostáva z dvoch alfa- a dvoch beta-reťazcov a prostetickej hémovej skupiny.

    • Môže viazať štyri molekuly kyslíka.

    • Ligandové väzbové miesta pre kyslík sú komplexnejšie ako pri myoglobine.

Hemoglobin a jeho interakcie s alosterickými efektormi

  • Rozdiel medzi oxygenovaným a deoxygenovaným hemoglobinom:

    • Prechody z deoxygenovaného na oxygenovaný stav vedú k signifikantným štrukturálnym zmenám v hemoglobíne.

    • Tieto zmeny menia ternárnu a kvartérnu štruktúru hemoglobínu.

    • Rotácie alfa- a beta-heterodimérov nie sú ešte dostatočne objasnené.

  • Alosterické molekuly:

    • Malé molekuly, ktoré vyvolávajú alosterický efekt, menia konformáciu proteínu.

  • Alosterický efekt:

    • Môže pozitívne alebo negatívne ovplyvňovať ligandové väzby.

  • Bohrov efekt:

    • Väzba kyslíka na hemoglobin závisí od pH; pri poklese pH sa saturačná krivka posúva doprava.

  • Účinok CO₂:

    • CO₂ znižuje afinitu kyslíka k hemoglobínu.

  • Účinok 2,3 difosfoglycerátu:

    • Je alosterický efektor pri chronickej deprivácii kyslíka; koncentrácia stúpa pri adaptácii na vysokú nadmorskú výšku a pri anémiách.

  • Varianty hemoglobinu:

    • HbA - má 2 alfa a 2 beta reťazce.

    • HbA2 - 2 alfa a 2 delta reťazce.

    • HbF - fetálny hemoglobin, má vyššiu afinitu pre kyslík.

  • Kosáčikovitá anémia:

    • Dedičná porucha spôsobená štrukturálnymi abnormalitami beta-globínového reťazca, vedie k hemolytickým atakom a vazooklúziám.

6.3 Poznámky ku klinickému kontextu

  • Terapia akútnej otravy CO v hyperbarickej komore:

    • CO sa viaže na hém; afinita CO je 10,000-krát väčšia než kyslíka.

    • Zvýšenie parciálneho tlaku kyslíka v prospech kyslíka sa dosahuje v hyperbarickej komore.

  • Hemoterapia:

    • Pri krvácaní vedie hypovolémia k vážnym kardiovaskulárnym problémom; sledovanie hemoglobínu je nevyhnutné.

  • Hyperventilácia:

    • Vedenie k respiračnej alkalóze, zmeny pCO₂ a pH ovplyvňujú afinitu hemoglobínu ku kyslíku.

    • Znižovanie úrovne ionizovaného vápnika vedie k necitlivosti a závratom.

6.4 Zapamätajte si

  • Dva významné proteíny, ktoré reagujú s kyslíkom:

    • Myoglobin - skladuje kyslík v tkanive.

    • Hemoglobin - transportuje kyslík do tkanív.

  • Oba proteíny majú väzbové miesta pre kyslík a podporujú aeróbny metabolizmus.

6.5 Uvedomte si

  • Dôležité klinické a diagnostické situácie:

    • Otrava CO v hyperbarickej komore.

    • Hemoterapia pri anémii a krvácaní.

    • Hyperventilácia a jej účinky.

    • Elektroforetické delenie hemoglobínových variantov.

6.6 Najdôležitejšie vzorce a schémy

  • Štruktúra hému:

    • Hém je tetrapyrol s centrálnym atómom železa.

Poznámky k lipidom a lipoproteínom

7. POZNÁMKY K LIPIDOM A LIPOPROTEÍNOM
7.1 Úvodné poznámky

  • Lipoproteíny sú dôležité pre transport tukov medzi orgánmi, podieľajú sa na rozvoji aterosklerózy.

  • Ateroskleróza je príčinou mnohých kardiovaskulárnych ochorení.

7.2 Poznámky k biochemickým princípom

  • Transport mastných kyselín a triglyceridov:

    • Syntetizujú sa v čreve a pečeni, transportujú sa viazané na albumín.

    • Prebytok sa ukladá vo forme esterov s glycerolom.

  • Triglyceridy a lipoproteíny:

    • Triglyceridy sú hydrofóbne, obalujú sa proteínmi do lipoproteínov.

  • Cholesterol:

    • Súčasť bunkových membrán, bunky ho môžu syntetizovať z acetylkoenzýmu A alebo ho internalizovať z potravy cez LDL.

7.3 Poznámky ku klinickému kontextu

  • Statíny:

    • Znižujú LDL cholesterol inhibíciou jeho syntézy.

  • Ultracentrifugácia:

    • Metóda používaná na výskum metabolizmu tukov a diferenciáciu lipoproteínových častíc.

7.4 Zapamätajte si

  • Dôležité lipoproteíny:

    • Chylomikróny, VLDL, LDL, HDL.

    • LDL transportuje cholesterol do tkanív, HDL späť do pečene.

  • Normalizácia lipidových parametrov je dôležité pre prevenciu aterosklerózy.

7.5 Uvedomte si

  • Znalosti o lipidoch a lipoproteínoch sú kľúčové pre klinickú prax, najmä pri prevencii a diagnostike kardiovaskulárnych ochorení.

7.6 Najdôležitejšie vzorce a schémy

  • Lipoproteíny a ich hlavné zložky:

    • Zobrazenie štruktúry chylomikróna a ďalších lipoproteínov s cholesterolom a triglyceridmi.