UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD CIENCIAS MÉDICAS BIOQUIMICA HIERRO- HEM HEMOGLOBINA
Átomo de hierro
El átomo se encuentra en dos estados: (Fe 3+) : férrico
(Fe 2+): ferroso
Fe3+ : oxidado
(Fe2+): reducido
Menos estable
Más estable
Se lo encuentra Se lo halla en los alimentos: como sulfato ferroso Cárnicos: Hierro hemínico Vegetales: No hemínico
En fármacos y alimentos enriquecidos.
Ingresos de hierro
Existen dos formas: Hierro HEM o hemínico: Hemoglobina de la carne, hígado, aves, pescados. Más biodisponible y se absorbe entre 10 a 25%
Hierro NO HEM Presente en vegetales: arroz, maíz, trigo, papas, frutas y lácteos. Constituye el 85% de la alimentación. Menos biodisponible y se absorbe del 1 a 5%
HIERRO CORPORAL TOTAL
HIERRO HEMINICO: FUNCIONAL
¾ partes Hemoglobina
Mioglobina
Citocromo oxidasa
HIERRO NOHEMINICO: NO FUNCIONAL ¼ parte Ferritina Transferrina Lactoferrina Hemosiderina
Absorción del hierro
Hierro hem o no hem
Reservas corporales
Demanda hematíes
Absorción en intestino delgado depende de facilitadores e inhibidores
para
formar
Facilitador
Inhibidor
Vitamina C opera sobre el hierro no hemínico al cambiar el pH a ácido. Incrementa 3 a 7 veces la absorción
Taninos: Teofilina (té), teobromina (cacao). Compuestos insolubles de hierro Ca/P: Disminuyen la absorción por formación de sales insolubles
Absorción
El Fe 3+ se reduce a hierro ferroso 2+ en la superficie luminal de enterocitos
Fe 3+ Fe 2+
TRANSPORTE
Se une a transferrina en una proporción de dos moles de hierro/una de transferrina y por la circulación portal va al hígado.
Hígado principal sitio de almacenamiento del hierro, secundariamente músculo esquelético y retículo endotelio.
El principal sitio de utilización es la médula ósea para la síntesis del grupo HEM
Mecanismo de absorciรณn Intestino depรณsito
Plasma
Tejido de
Fe3 TLP
Formar HEM Complejo hierro transferrina Fe 2
Deposito de hierro
Depósito de Hierro
El contenido varia con la edad, sexo, talla, estado nutricional, concentración de Hb y niveles de reserva
Los depósitos en el RN cubren la necesidad hasta los 6 meses, pero los prematuros de bajo peso agotan las reservas a los 2-3 meses
DEFICIENCIA DE HIERRO
Se instaura cuando no hay suficiente absorción, pobre biodisponibilidad, períodos de crecimiento rápido, embarazo, pérdidas hemáticas.
La deficiencia causa disminución de las reservas, con disminución de la ferritina sérica que es el indicador mas sensible de reserva.
Evolución de la anemia ferropénica
I estadío: Se depletan las reservas sin alterar el aporte a los tejidos eritropoyéticos
II estadío: deficiencia de hierro latente Deficiente aporte de Fe a los tejidos sin modificar la síntesis de hemoglobina
III estadío: Deficiencia de hierro manifiesta Disminución de la síntesis de hemoglobina por lo que los niveles circulantes descienden= Anemia
Anemia ferropénica
Normal
Anemia hipocrómica microcítica
HEMOGLOBINA
ESTRUCTURA HEMOGLOBINA
Consiste en:
4 cadenas polipeptidicas
4 grupos Hem
Grupo HEM
Tetrapirrol
Fe 2+ enlazado a Protoporfirina IX
Síntesis: mitocondria y citoplasma
BIOSINTESIS DE GRUPO HEM M
V
I
N
M
IV
N
N
N
Fe
P
V
III
P
II
M
M
SINTESIS DEL HEM
I ETAPA: SINTESIS DE ALA
Comprende 4 etapas: Etapa I: formación de ALA ( ácido delta amino levulínico) NH2 CH + COOH
COOH CH2 CH2 1 C=O S-Co.A
Glicina amino
Succinil Co.A
COOH CO2 CH2 CH2 2 C=O CH-NH2
COOH CH2 CH2 C=O CH2 NH2 A.Amino ceto adípico A.Delta
levulínico 1= Delta amino levulínico sintetasa, de origen mitocondrial Controla síntesis del grupo HEM. 2= Descarboxilación espontánea.
II ETAPA: FORMACION PORFOBILINOGENO
Formación de porfobilinógeno (PBG):Condensar 2 moléculas de ALA COOH COOH COOH CH2 CH2 COOH CH2 H2C + O=C 2 H2O CH2 CH2 C=O CH2 C C CH2 N NH2 H H 3 C CH H2C NH H2N Porfobilinógeno 3= Porfobilinógeno sintetasa
III ETAPA: metabolitos tetrapirrolicos intermedios:
Se condensan 4 moléculas PBG con eliminación de 4 NH4. Resultado: formación de un anillo de porfirina o tetrapirrol Porfibilinógeno Uroporfirinógeno III A P A P P A A A A
P
A
P
Uroporbirinógeno Cosintetasa
P
P
A= Acido acético. CH3-COOH P= Acido propiónico CH3-CH2-COOH
A
P
Metabolitos intermedios
Se produce una descarboxilación. Acetato se cambia por propionato Resultado: formación de coproporfibirinógeno III de porfirina o tetrapirrol Uroporfibirógeno III Coproporfirinógeno III A P M P A A M M P
P
A
Uroporfibirinógeno P descarboxilasa
M= metínico – CH3
P
P
M
P
IV etapa: Síntesis de Protoporfirina IX y Hem
Procesos de descarboxilación de propionato en pirroles I y II
CoproporfibirinógenoIII M P M M P
P
M
P
Protoporfirina IX M V M M
Protoporfirinógeno Oxidasa
P
P
Ferroquetalasa(-Pb)
M
V HEM
(Fe+++)
Transferrina:Fe2 ++
Hierro de transferrina
Regulación de la síntesis del hem
EL paso que limita la velocidad de formación catalizado por ALA sintasa
Globina
Formada por 564 a.a que se disponen en dos cadenas:α de 141 a.a. y beta de 146 a.a..
Cada cadena se repliega sobre sí misma en el espacio, formando un saco llamado bolsillo que contiene el grupo HEM.
Bolsillo del HEM
HEM
HEM
HEM
HEM
TIPOS DE HEMOGLOBINA
Hemoglobina fetal (F): 2α 2γ
Hemoglobina del adulto : 2α 2β
Tipos de hemoglobina
Hemoglobina glucosilada La hemoglobina se une por medio de su valina N terminal a la glucosa
Es un buen índice para conocer la concentración de glucosa de últimos 3 meses
Normal 5%.
Metahemoglobina: hierro se halla en estado 3+ De origen genético, se caracteriza por deficiencia de la hemoglobina reductasa. Es típico que no se una al oxígeno.
Hemoglobina S
Sustitución del ácido glutámico por valina en la posición 6 de la cadena beta Formas en hoz o en diana En estado hipóxico, la Hb se agrega, polimeriza y forma microtúbulos originando los drepanocitos. Las células no pueden circular y se destruyen Origina dolor dorso lumbar intenso, artritis, lesiones pulmonares, óseas ,renales.
Oxihemoglobina
El oxígeno se comunica con el hem a través de una hendidura Se produce una liberación de H de la histidina, lo que facilita la oxigenación
O2
Curva de disociación Oxihemoglobina
El oxígeno se comunica con el hem a través de una hendidura Se produce una liberación de H de la histidina, lo que facilita la oxigenación
O2
EFECTO BOHR
Protones disminuyen el enlace de O a Hb y desplazan la curva hacia la derecha
Curva hacia la derecha: se libera más O a los tejidos
Curva hacia la izquierda: se libera menos O
2-3 difosfoglicerato (DPG)
Hematíes.
Promueve liberación de O de Hb
Desplaza la curva a la derecha haciendo que se libera mas oxígeno.
Ocurre a menor PO2 en grandes alturas
Porfirias
Porfirias: Son alteraciones genéticas, que afectan a las enzimas de síntesis de la hemoglobina, excepto ALA sintasa Se caracteriza por alteraciones neuropsiquiatricas, fotosensibilidad y dolor abdominal.
Talasemias: son alteraciones causadas en la síntesis de las cadenas de globina. Provocan anemia severa y pueden ser de tipo alfa o beta
Intoxicación plúmbica
Vías de ingreso del plomo: Balas alojadas Niños que muerden pintura, juguetes. Inhalación del aire: gasolina, fabricación de baterías, vidrios Sintomatología: Neuropatía autónoma: dolor abdominal Neuropatía motora: parálisis Atraviesa la barrera placentaria y el niño puede ser de bajo peso con afectación cerebral
DESTINO METABOLICO DEL HEM HEM ------------ BILIVERDINA BILIVERDINA BILIRRUBINA INDIRECTA BILIVERDINA------BILIRRUBINA INDIRECTA
BILIRRUBINA INDIRECTA INDIRECTA---DIRECTA BILIRRUBINA DIRECTA BILIRRUBINA DIRECTA-----BILIS BILIS INTESTINO BILIRRUBINA INDIRECTA
BILIRRUBINA INDIRECTAUROBILINOGENO
• ESTERCOBILIN A UROBILINOGENO
• UROBILINA