Hemoglobin
1
Hemoglobin Složená bílkovina - hemoprotein • bílkovina – globin • hem: tetrapyrolové jádro Fe2+
!
N N N
2+ Fe
N
2
Hemoglobin je tetramer 4 podjednotky: podjednotky a a b b
a a
b
HBA - složení a2b2 (hlavní hemoglobin dospělých)
Genetická informace: řetězce a, b, g, d Typy hemoglobinu: HbA2 (a2d2) HbF (a2g2) 3
Transport kyslíku vazba O2 na hemoglobin - na Fe2+ OO
N N N
2+ Fe
N
N N
Fe2+ váže 6 ligandů: čtyři vazby na N pyrrolů pátá vazba na His globinu šestá vazba na dikyslík
Peptidový řetězec globinu 4
Vazba kyslíku v plicích – transport – uvolnění kyslíku v tkáních
oxyhemoglobin HbO2
Plíce - vysoký pO2 - nasycení Hb kyslíkem
deoxyhemoglobin Hb
Tkáně - nízký pO2 - uvolnění kyslíku
5
Zjednodušené schema transportu O2 mezi plícemi a tkáněmi plíce
krev
tkáň
ve formě HCO3-
CO2
CO2 CC
O2
Hb
HbO2
Hb
O2
HbO2 Uvolnění O2 z HbO2 v tkáních je podporováno 2,3-bisfosfoglycerátem 6
Zjednodušené schema transportu O2 a CO2 plíce
H+ + HCO3-
vydýchání
mezi plícemi a tkáněmi
krev
tkáň
HCO3-
HCO3- + H+
H2CO3
H2CO3
CO2+H2O
CO2+H2O
Hb
Hb
HbO2
HbO2
O2
O2
7
Zjednodušené schema transportu CO2 mezi plícemi a tkáněmi plíce H+ + HCO3-
vydýchání
krev
tkáň
HCO3-
HCO3- + H+
H2CO3
H2CO3
CO2+H2O
CO2+H2O
Hb
Hb
HbO2
HbO2
O2
O2
HbO2 uvolňuje H+ ,
Hb váže H+ , které se
které reagují s HCO3-
uvolnily disociací H2CO83
Transport plynů krví transport O2
transport CO2
HbO2 , Hb
ve formě HCO3vazba na bílkoviny fyzikálně rozpuštěný
9
Zábrana transportu kyslíku CO
• karbonylhemoglobin - HbCO vazba CO na hemoglobin
N N N
• methemoglobin
2+ Fe
N
globin
oxidovaná forma hemoglobinu (obsahuje Fe3+)
Koncentrace hemoglobinu v krvi : 2,15-2,65 mmol/l
10
Karbonylhemoglobin HbCO • vazba CO na hemoglobin (na Fe2+) • CO se váže pevněji než O2 (až 200x) • karmínově červené zbarvení
• otrava CO ! prostředí obsahující 0,1% CO – smrtelná koncentrace
• terapie – ventilace s vysokým pO2, hyperbarická léčba 11
Příznaky otravy CO Hodnoty HbCO v % (*)
Příznaky
10
Při větší námaze dušnost
20 - 40
Bolesti hlavy, dušnost, únava, zvracení
40 - 60
Hyperventilace, tachykardie, křeče
60 - 80
Kóma, smrt
* - hodnoty HbCO v % z celkového Hb
12
Karbonylhemoglobin v krvi Jedinec
HbCO (%) *
Novorozenec
0,4
Dospělý (venkov)
1-2
Dospělý (město)
4-5
Kuřák
10-12
Dopravní policista
12-15
* - % HbCO z celkového hemoglobinu (Hb)
13
Methemoglobin • oxidovaná forma hemoglobinu (obsahuje Fe3+) • nepřenáší O2 • vznik: působení - chlorečnanů, dusitanů, dusičnanů
• odstranění methemoglobinu: enzymaticky (methemoglobinreduktasa) • methemoglobinemie: ohroženi jsou především kojenci (kojenci - limit pro NO3- v pitné vodě = 15mg/l)
14
Myoglobin • monomer 1 globin, 1 hem (Fe2+)
• vazba kyslíku • svaly, srdce
15
Odbourání hemoglobinu • probíhá v retikuloendotelovém systému (RES): slezina, kostní dřeň, játra • erytrocyty: doba života 120 dní rozpad ery, uvolňuje hemoglobin odbourání hemoglobinu
Základní schema odbourání Hemoglobin
do střeva
hem
játra
bilirubin
přeměny bilirubinu
do žluče
stolice
střevo 16
Přeměna hemoglobinu na bilirubin • z hemoglobinu se odštěpuje:
hemoglobin
globin, CO, Fe2+
globin
• uvolňuje se hem
CO Fe2+
• degradace hemu: bilirubin (oranžový)
hem
(přes biliverdin-zelená barva) COOH COOH
• bilirubin –transport do jater (ve vazbě na albumin)
bilirubin
O
N H
N H
N H
N H
17
O
Tvorba konjugovaného bilirubinu • bilirubin vstupuje do jater • játra:
COOH COOH
bilirubin O
N H
N H
N H
N H
- vznik konjugovaného bilirubinu konjugace bilirubinu s kyselinou glukuronovou - vylučuje se do žluče
konjugovaný bilirubin žluč Játra
18
O
Vylučování a přeměny konjugovaného bilirubinu • konjugovaný bilirubin se dostává do žluče a pak do střeva
• střevo: - přeměna na urobilinogen a pak na další produkty - vyloučení degradačních produktů bilirubinu (urobilinogenu) stolicí - část urobilinogenu zpět do jater, poté opět do žluče
- malé množství urobilinogenu přechází do krve
ledviny
játra
konjugovaný bilirubin žluč
krev moč
konjugovaný bilirubin
urobilinogen
stolice střevo
19
Hyperbilirubinémie Ikterus - žloutenka Zvýšená koncentrace celkového bilirubinu v séru Příčina
Typ hyperbilirubinémie
• zvýšené odbourání hemoglobinu …….. .hemolytický nekonjugovaný bilirubin ↑
• porucha ve funkci jater ………………… .hepatocelulární konjugovaný i nekonjug bilirubin ↑ • snížená propustnost žlučovodů ………….obstrukční konjugovaný bilirubin ↑ Referenční hodnota celkového bilirubinu v séru: 5-20mmol/l
20
Novorozenecká žloutenka - nezralost jaterního systému - zvýšená hladina nekonjugovaného bilirubinu - fototerapie
21
