Wykład z dnia 15 lutego 2011r.

Cechy
Witaminy rozpuszczalne w wodzie (B₁, B₂, B₆, C, kwas pantotenowy, kwas foliowy):
- dobra rozpuszczalność w wodzie,
- nie są magazynowane w ustroju człowieka,
- ulegają niszczeniu podczas obróbki technologicznej pokarmów.

Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach (A, D, E, K):
- dobra rozpuszczalność w tłuszczach,
- nie ulegają zniszczeniu podczas obróbki technologicznej,
- są magazynowane w ustroju człowieka,
- ulegają zniszczeniu w czasie jedzenia tłuszczów.

Witamina B₁ (tiamina) - aneuryna (C₁₂H₁₈N₄SOCl₂):
- biologicznie aktywny di fosforan tiaminy (pirofosforan, kokarboksylaza),
- uczestniczy w procesach energetycznych, w reakcjach cyklu pentozowego (powstanie rybozy, niezbędnej do syntezy nukleotydów i NADPH), w procesach neurofizjologicznych),
- koenzym enzymów np. dekarboksylazy, transketolazy i α-ketokwasów,
- bierze udział w przewodzeniu impulsów nerwowych.

Niedobór witaminy B₁ choroba beri - beri (zaburzenia tkanki nerwowej i mięśniowej)

3 postaci

1. „sucha” - zaniki mięśniowe, zapalenie wielonerwowe, zapalenie mózgu (utrata koordynacji mięśniowej, zaburzenia odruchów oraz czucia); często u alkoholików (psychoza Korsakowa, drżenie zamiarowe),

2. „mokra” - anoreksja, zaburzenia wodno - elektrolitowe, rozległe obrzęki tkanki podskórnej, narządów wewnętrznych (m. sercowego), zaburzenia mózgowe, sercowe; gromadzenie wody do rozcieńczenia toksyn,

3. „dziecięca” - anoreksja, konwulsje, nagła śmierć, zaburzenia układu krążenia wzrost zapotrzebowania na B₁ - stres, wysiłek fizyczny (sportowcy) - obserwuje się u dzieci afrykańskich.

Witamina B₂ (ryboflawina)
6,7 - dwumetylo - 9 - D - rybityloalloksydoza
- flawiny C₁₇H₂₀N₄O₆
- magazynowana w wątrobie jako mononukleotyd ryboflawiny (FMN) i dwunukleotyd adeninoflawinowy,
- wchodzą w skład enzymatycznie czynnych związków flawoproteidów,
- udział w procesach oksydoredukcyjnych w przemianach węglowodanów, tłuszczów i białek, w wytwarzaniu energii w łańcuchu oddechowym,
- katalizują utlenianie glukozy do kwasu glukuronowego, α-aminokwasów i ketokwasów,
- biorą udział w przemianie retinolu do kwasu retinowego, witaminy B₆ i kwasu foliowego do form aktywnych, degradacji i syntezie kwasów tłuszczowych.

Niedobór witaminy B₂ - zaburzenia biochemiczne
- zmiany w glikoneogenezie i kumulacja glikogenu w wątrobie,
- spadek zawartości DNA i RNA w tkankach,
- spadek β - oksygenacji i dehydrogenacji kwasów tłuszczowych spadek ilości kwasu lipidowego, linolenowego i arachidonowego w surowicy i wątrobie,
- niedokrwistość ( spadek wbudowywania Fe do Hb),
- zaburzenia układu nerwowego obwodowego i ośrodkowego, układu odpornościowego,
- zapalenie jeżyka, łojotok, nadmierne rogowacenie skóry,
- światłowstręt, łzawienie, pogorszenie ostrości wzroku, zaćma.

Witamina B₅ (kwas pantotenowy)
- chemicznie nietrwały,
- uczestniczy w reakcjach biochemicznych ustroju człowieka jako składnik koenzymu A i k - fosfopanteiny,
- bierze udział w przemianie węglowodanów, białek i lipidów ustrojowych; w reakcjach dostarczających energii do syntezy: steroli (cholesterol), hormonów, neurotransmiterów (acetylocholina), fosfolipidów (składniki błony komórkowej), porfiryny (Hb), przeciwciał,
- udział witaminy B₅ w przenoszeniu grup acylowych w syntezie kwasów tłuszczowych.

Witamina B₅ - szeroko rozpowszechniona we wszystkich naturalnych produktach spożywczych - nie opisano awitaminozy.

Witamina H (biotyna)
C₁₀H₆O₃N₂S - 2 pierścienie - tifenolowy i imidazolowy oraz dołączony do nich boczny łańcuch kwasu walerianowego,
- jest koenzymem wielu enzymów katalizujących przenoszenie grupy karboksylowej; jako koenzym karboksylazy - w przemianie węglowodanowej i białkowej np. w ko karboksylazie propinylo - CoA i karboksylazie pirogronianowe,
- deaminacja aminokwasów i synteza kwasów tłuszczowych.

Niedobór:
- w wyjątkowych przypadkach tj. przy nadmiernym spożywaniu surowego białka (jajo kurze). Obecna w nim amidyna hamuje wchłanianie biotyny z przewodu pokarmowego,
- zmiany skórne: łojotok, wtórne zakażenie, czyraczność,
- brak łaknienia, ogólne osłabienie, bóle mięśniowe, senność,
- rola w procesach odpornościowych (w przebiegu niektórych zakażeń).

Witamina B₆ (pirydoksyna, adermina)
- 6 związków: pirydoksyna, pirydoksalu, pirydoksamina i ich estry fosforanowe,
- potoczna nazwa: chlorowodorek pirydoksyny,
- do wewnątrzustrojowych przemian witaminy B₆ niezbędne są ryboflawina (witamina B₂) i niacyna (witamina PP),
- metabolicznie aktywne w tkankach estry fosforanowe pirydoksalu i pirydoksaminy, są to grupy prostetyczne enzymów biorących udział w przemianach aminokwasów (transami nacja, dekarboksylacja, modyfikacja łańcuchów bocznych),
- aminotransferazy,
- dekarboksylazy,
- dezoaminazy aminowe,
- niezbędne do prawidłowej czynności układu nerwowego.

Niedobór witaminy B₆
- obwodowe neuropatie, konwulsje, depresja psychiczna; przedwczesne starzenie się neuronów,
- niedokrwistość (udział tej witaminy w syntezie kwasu amino lewulinowego hem),
- zaburzenie przemian hormonów steroidowych,
- zaburzenia czynnosci układu odpornościowego, humoralnego i komórkowego,
- powstawanie miażdżycy (homocysteinemia, brak witaminy B₆ jako kofaktora w przemianach homocysteiny w cystationinę, taurynę i kwas taurocholowy),
- homocysteinemia - udział w kancerogenezie (wpływ na działanie hormonów steroidowych - blokada wiązania się kompleksu hormon - receptor z DNA i nukleoproteinami),
-rak piersi, macicy, prostaty.

Kwas foliowy - pteroilomonoglutaaminowy + szereg związków

Kwas foliowy składa się z: 6 - metylopteryny, kwasu p - aminobenzoesowego oraz kwasu glutaminowego - aktywne formy folianów - wieloglutaminowe, pochodne kwasu tetrahydrafoliowego.
Przenoszą one jednowęglowe fragmenty w reakcjach syntezy puryn, kwasów nukleinowych i w przemianach wielu aminokwasów - niezbędne do funkcjonowania układu krwiotwórczego i nerwowego oraz rozwoju wszystkich komórek ustrojowych.

Niedobór folacyny
- hiperhomocysteinemia i nasilenie rozwoju miażdżycy,
- niedokrwistość megaloblastyczna,
- podatność komórek na transformacje nowotworowe.

Przyczyny:
- niedobory: w ciąży, niemowlęta, dziewczęta w okresie dojrzewania, osoby w podeszłym wieku (dysfunkcja umysłowa),
- choroby przewodu pokarmowego (choroba trzewna, sprue, choroba Crohna), alkoholizm, palenie papierosów, przyjmowanie leków, środków antykoncepcyjnych, diety odchudzające,
- kobiety z niedoborem folianów częściej rodzą dzieci z wadą cewy nerwowej (przepuklina rdzenia kręgowego, wodogłowie, bezmózgowie).

Witamina PP (niacyna, amid kwasu nikotynowego)
- pochodna pirydyny, kwas nikotynowy - C₆H₅NO₂.

Nikotynamid - jego pochodna amidowa jest niezbędna dla prawidłowego funkcjonowania:
- ośrodkowego i obwodowego układu nerwowego,
- do syntezy hormonów płciowych, kortyzolu, tyroksyny, insuliny,
- kwas nikotynowy ze związkami Cr, obniża zawartość cholesterolu u osób z hipercholesterolemią,
- bogate w witaminę PP mięso, produkty zbożowe - ubogie.

Niedobór lub brak niacyny - pelagra lub rumień lombardzki (włoski - pell agra - szorstka skóra (główny objaw))
- odcinki skórne szczególnie nasłonecznione ulegają stanom zapalnym pęcherzyki, które pękają owrzodzenia; po ich wygojeniu długotrwałe ściemnienie skóry + chropowatość i zgrubienia,
- zmiany w przewodzie pokarmowym - owrzodzenie języka, stany zapalne błon śluzowych jamy ustnej, przełyku , żołądka i jelit,
- wymioty i biegunka,
- układ nerwowy tzw. zespół 3d dermatidis, diarrhoea, dementi - objawy psychiczne (stany otępienia, omamy, psychozy; silne bóle głowy, nerwobóle rdzeniowe + napadowe skurcze kończyn oraz uczucie palenia języka).

Witaminina B₁₂ (cyjanokobalamina, kobalamina, czynnik zewnętrzny Castle'a)
- grupa karotenoidów zawierających nukleotyd dimetylobenzoimidazalowy oraz kobalt,
- główne kobalaminy: adenozyno kobalamina, metylokobalamina, hydroksykobalamina,
cyjanokobalamina - stosowana w terapii (kortyna, nukleotyd, jon kobaltu, grupa cyjanowa),
- rola w przemianie nukleotydów katalizujących reakcję przejścia tyminy w tymidynę,
- niezbędna do tworzenia elementów morfotycznych krwi, osłonek nerwowych, syntezy białek,
- metabolizmie lipidów ustrojowych i węglowodanów.

Niedobór witaminy B₁₂
- zaburzenia w układzie krwiotwórczym: liczby erytrocytów, Hb, leukopenie, granulocytów segmentowanych; niedokrwistość megaloblastyczna, choroba Addisona - Biermera,
- zaburzenia w przewodzie pokarmowym: zmiany zanikowe brodawek języka, nabłonka wydzielniczego żołądka, nabłonka jelitowego, nudności, wymioty, naprzemiennie z zaparciem i biegunką; spadek wydzielania soku żołądkowego, pepsyny i kwasu solnego - oporne na histaminę,
- zmiany neurologiczne: parestezje i zaburzenia odruchów ścięgnistych; w OUN - osłabienie pamięci, stany depresyjne, melancholijne i paranoidalne.

Witamina C (kwas askorbinowy)
2,3 - endiol - L -

- kwas askorbinowy - we wszystkich tkankach roślinnych i zwierzęcych i w strukturach wewnątrzkomórkowych (rybosomy, mitochondria),
- bierze udział w syntezie kolagenu, hormonów, neurotransmiterów, karnityny, detoksykacji,
- ma wpływ na odporność organizmu i wchłanianie żelaza niehemowego.

Szkorbut niedobór witaminy C - rozpulchnienie dziąseł, wypadanie zębów (choroba wojenna - brak świeżych zielonych pokarmów, obecnie praktycznie nie występuje).

Do najważniejszych zadań krwi należą:
- transport tlenu i dwutlenku węgla miedzy układem oddechowym a tkankami,
- transport substancji pokarmowych z przewodu pokarmowego do organów magazynujących, jak i z tych organów, a także do wszystkich tkanek,
- transport produktów przemiany materii,
- transport hormonów,
- transport komórek z miejsc hematopoezy do centralnego układu krwionośnego,
- regulacja temperatury ciała (transport ciepła z narządów wewnętrznych o wyższej temperaturze do powierzchni ciała).

Regulacja ciśnienia w różnych narządach (dotyczy to hemolimfy: poruszanie się dżdżownicy, usztywnianie narządów kopulacyjnych, wpuszczanie trąbki u motyli, rozrywanie pancerza w czasie linienia u skorupiaków.
- udział w procesach krzepnięcia,
- homeostaza wewnątrzustrojowa (tzw. milieu interieur) obejmująca gospodarkę białkami, elektrolitami, lipidami, pH oraz czynność hydrodynamiczną,
- udział w procesach obronnych.

Hematopoeza = krwiotworzenie
Jest to proces wytwarzania komórek krwi, który polega na stałym odnawianiu i uzupełnianiu komórek krwi, niszczonych fizjologicznie w śledzionie po wypełnieniu ich funkcji.

Mielopoeza
- zachodzi głównie w szpiku kostnym,
- prowadzi do wytworzenia: erytrocytów, granulocytów obojętnochłonnych, kwasochłonnych i zasadochłonnych, monocytów, komórek tucznych,
- w szpiku powstaje tylko około 10% limfocytów.

Limfopoeza
- jest tworzenie i przemiany limfocytów,
- ok. 10% zachodzi w szpiku kostnym,
- główne narządy limfo poetyczne to: grasica, węzły chłonne, migdałki podniebienne, kępki Peyera i śledziona.

Hematopoezę charakteryzują procesy:
a) odnowy - zdolność do rozmnażania,
b) różnicowania - ograniczenie potencjalnych możliwości komórki i maksymalne przystosowywanie się komórek do pełnionej funkcji,
c) dojrzewania - kumulacji związków koniecznych do pełnienia funkcji, struktury komórki.

Warunki prawidłowego krwiotworzenia
- macierzysta komórka szpiku,
- czynniki wzrostowe,
- mikrośrodowisko szpiku.

Macierzysta komórka szpiku (stem cell, komórka pnia, CFU - s, colony forming unit - spleen)

Cechy - zdolność do:
- samoodnowy,
- proliferacji,
- różnicowania.

1. Obecność w ustroju przez całe życie.

2. Krążenie po organizmie z krwią.

3. Zdolność do:
   - samoodtwarzania (self - renewal),
   - wielokierunkowego różnicowania,
   - odpowiadania na fizjologiczno - homeostatyczne zapotrzebowanie pośredniczone przez cytokiny,
   - odbudowy krwiotworzenia z wytworzeniem chimeryzmu hemopoetycznego w żywych organizmach (jest to tzw. gold standard, czyli główne kryterium czynnościowe).

GEMM - CFU
Granulocyte Erythrocyte Monocyte Megacariocyte Colony Forming Unit

E - CFU Erythrocyte colony forming unit,
M - CFU Megacariocyte colony forming unit,
G - CFU Granulocyte colony forming unit

Czynniki wzrostowe

• źródło
  - limfocyty limfokiny,
  - monocyty monokiny,
  - różne komórki,

• rola
  - regulacja różnych funkcji komórkowych,
  - pobudzanie lub hamowanie proliferacji i różnicowania komórek,
  - wpływ na inne procesy ogólnoustrojowe.

Czynniki wzrostowe (hormony tkankowe)
- czynniki pobudzające (CSF) i hamujące (CIF) wzrost hodowli komórek szpiku,

• interferony (INF)
  - pobudzają komórki mikrośrodowisko hematopoetycznego do wydzielania czynników wzrostu pod wpływem wirusów,

• interleukiny
  - działają bezpośrednio poprzez pobudzanie komórek do wydzielania innych cytokin.

CIF Colony Inhibiting Factor,

CSF Colony Stimating Factor

Najważniejsze cytokiny działające na komórki ukierunkowane, prekursorowe i dojrzałe
- G - CSF - czynnik stymulujący kolonie granulocytarne,
- M - CSF czynnik stymulujący kolonie monocytowe,
- GM - CSF - czynnik stymulujący wzrost kolonii granulocytarno - monocytowych,
- TPO - trombopoetyna,
- EPO - erytropoetyna,
- IL - 5,
- IL - 2,
- IL - 4.

Mikrośrodowisko szpiku (hematopoetyczne)
- struktura anatomiczna i czynnościowa szpiku, w której przebiega hematopoeza,

• rola
  - miejsce zagnieżdżenia komórki macierzystej,
  - wydziela czynniki wzrostowe regulujące proces hematopoezy,
  - bariera szpikowa - umożliwia przejście do krwi obwodowej tylko komórek całkowicie dojrzałych.

W większości układów krwiotwórczych szpiku wydzielić można pule komórek o wspólnych cechach:
- pulę proliferacji czyli namnażania, w której komórki mnożą się przez podział mitotyczny,
- pulę dojrzewania, w której komórki nie dzielą się, lecz przekształcają w kierunku dojrzałych sprawnych czynnościowo,
- pulę rezerwową utworzoną z dojrzałych morfologicznie i czynnościowo komórek oczekujących na przejście ze szpiku do krwi,
- pulę czynnościową (funkcjonalną) - złożoną z komórek znajdujących się we krwi i/lub tkankach.

Hematopoeza płodowa

1. Okres pęcherzykowy - hematopoeza w pęcherzyku żółtkowym (I miesiąc ciąży).

2. Okres wątrobowo - śledzionowy - 2 - 6 miesiąc ciąży,

3. Okres szpikowy - ostatni trymestr ciąży.

Centralne narządy hematopoezy:
- szpik kostny,
- grasica.

Obwodowe narządy hematopoezy:
- węzły chłonne,
- śledziona,
- grudki limfatyczne przewodu pokarmowego,
- migdałki podniebienne.

Szpik kostny

• 3 - 6% masy ciała,

• 1 kg komórek jądrzastych ( 1,0 - 1,2 biliona)
  - 10 - 30% erytroidalny,
  - 60 - 70% granulocytarny,
  - 3 - 12% limfocytarny.

Mielogram - diagnostyka pracy szpiku.

Mielogram
- badanie bioptyczne szpiku jest jednym z podstawowych badań w diagnostyce zespołów hematologicznych,
- wskazanie do uzyskania bioptaty ustala lekarz:
- mielogram wykonuje się w celu postawienia diagnozy,
- monitorowania skuteczności leczenia,
- ustalenia dalszego postępowania terapeutycznego,
- przeciwwskazania;
- hemofilia i inne skazy krwotoczne,
- ostre skazy małopłytkowe,
- znaczna aktywacja fibrynolizy.

Biopsja szpiku kostnego
- nakłucie mostka lub kość biodrowej wykonuje się przy pomocy specjalnej igły punkcyjnej z mandrynem,
- po odkażaniu skóry i wprowadzeniu igły usuwa się mandryn i aspiruje strzykawką miazgę szpiku w ilości 0,5 ml.,
- wykonuje się 8 - 10 cienkich preparatów i barwi się metoda May - Grinvalda - Giemsy,
- na miejsce nakłucia nakłada się jałowy opatrunek.

Badanie bioptaty szpiku

1. Barwienia hematoksyliną - eozyną (identyfikowanie komórek szpikowych, zliczanie i kwalifikowanie przez doświadczoną osobę do odpowiedniej linii komórkowej),
   - wynik badania podawany jest w odsetkach poszczególnych komórek róznych linii, przyjmując za 100% wszystkie znalezione komórki liczone do 500.

2. Badanie cytochemiczne - identyfikacja poszczególnych komórek poprzez wykazanie w nich ziarnistości cytoplazmatycznych charakterystycznych dla poszczególnych linii komórkowych lub komórek określonym stadium rozwojowym. Są to odczyn peroksydazowy, barwienie preparatu na obecność syderoblastów.

Badania szpiku kostnego

1. Badania immunologiczne - od precyzyjnego rozpoznawania komórek poszczególnych linii komórkowych stosuje się przeciwciała monoklonalne przeciwko receptorom powierzchniowym i antygenom cytoplazmatycznym.

2. Badania cytogenetyczne komórek szpiku - krótkoterminowe hodowle komórek szpiku, ale także krwi obwodowej, komórek śledziony, czy komórek węzłów chłonnych.

3. Badania molekularne - diagnostyka ostrych białaczek i rozpoznawanie i monitorowanie choroby szpikowej.

1

---