2011/12
TERMIN 1 – WERSJA BIAŁA
TRANSPORT BILIRUBINY W OSOCZU I JEJ WYCHWYT W HEPATOCYTACH
Bilirubina powstaje w wyniku rozpadu hemu. Jest słabo rozpuszczalna w wodzie. W osoczu jest transportowana głównie w połączeniu z albuminą dzięki czemu wzrasta jej rozpuszczalność.
Z albuminą bilirubina tworzy połączenia niekowalencyjne. Każda cząsteczka albuminy ma 2 miejsca wiązania bilirubiny – 1 o dużym powinowactwie i 1 o małym powinowactwie do bilirubiny.
Pojemność osoczowa albuminy to ok. 250 mg bilirubiny wiąże się silnie z albuminą w miejscu jej dużego powinowactwa, jednakże gdy stężenie bilirubiny w osoczu przekroczy 20-25 mg/dl następuje pełne wysycenie albuminy i bilirubina przechodzi do tkanek obwodowych co jest szczególnie niebezpieczne u noworodków, u których może dojść do tzw. Żółtaczki jąder podkorowych, która jest chorobą nieodwracalną. O miejsce przyłączenia do albuminy konkuruje z bilirubiną wiele związków np. sulfonamidy, leki przeciwzapalne, warfaryna. Podanie egzogennej albuminy powoduje zwiększenie bilirubinemii. Nadmiar bilirubiny wiąże się słabo i tym samym łatwo ulega odłączeniu i dyfuzji do tkanek. Bilirubina połączona z albuminą stanowi frakcję BILIRUBINY POŚREDNIEJ (NIESPRZĘŻONEJ). W mniejszym stopniu bilirubina transportowana jest z HDL i w części w postaci wolnej.
Bilirubina niesprzężona może przenikać przez barierę krew-mózg oraz przez łożysko u ciężarnych kobiet.
Antybiotyki i inne leki mogą wypierać bilirubinę z jej połączenia z albuminą, ponieważ współzawodniczą z nią o miejsce o dużym powinowactwie.
WYCHWYT W WĄTROBIE
Bilirubina połączona z albuminą transportowana jest wraz z krwią do wątroby. W wątrobie bilirubina odłącza się od albuminy i przy udziale NIESWOISTEGO UKŁADU TRANSPORTUJĄCEGO przechodzi przez powierzchnię naczyniową hepatocytu do jego wnętrza. Transportowana jest przez transporter SLC21A6- jest to jeden z transporterów i wymaga również innych mechanizmów.
Ten układ transportu ułatwionego (dyfuzji) charakteryzuje się dużą wydajnością i nawet w warunkach patologicznych nie ogranicza szybkości przemian bilirubiny. Umożliwia on utrzymanie równowagi bilirubiny po obu stronach pow. Naczyniowej hepatocytu dlatego bilans wychwytu bilirubiny zależy od jej usuwania w dalszych etapach szlaku metabolicznego. W cytoplazmie bilirubina wiąże się z ligandyną oraz trasperazami glutationowymi- zapobiega to ucieczce poza komórkę, wiązanie zwiększa wychwyt bilirubiny. Substancje konkurujące z tym procesem zwiększają stężenie bilirubiny.
ALAS1 – REGULACJA
SYNTAZA ALA –kofaktorem jest fosforan pirydoksalu, enzym katalizujący powstawanie ALA z bursztynylo-CoA i glicyny.
GLICYNA i BURSZTYNYLO-CoA kondensują do KWASU ALFA-AMINO-BETA-KETOADYPINOWEGO, który ulega natychmiastowej dekarboksylacji do ALA. Oba etapy reakcji są katalizowane przez syntazę ALA. Proces syntezy ALA zachodzi w mitochondrium.
SYNTAZA ALA ma 2 izoformy – ALAS1(wątrobowa) i ALAS2(erytroidalna)
Reakcją kontrolującą syntezę hemu w wątrobie jest reakcja katalizowana przez ALAS1 (kluczowy enzym w szlaku syntezy hemu).
HEM za pośrednictwem cząsteczki aporepresora działa jako ujemny regulator syntezy ALAS1. Szybkość syntezy ALAS1 znacznie zwiększa się w przypadku braku hemu i maleje jeśli hem występuje.
ALAS1 – ma szybki obrót metaboliczny (okres półtrwania ok. 1h) charakterystyczny dla enzymów katalizujących reakcje ograniczające tempo przemian.
REGULACJA:
Na poziomie transkrypcji:
Hem działa jak represor- zużywany głównie do syntezy CYP, stąd induktory CYP indukują ALAS1
Gen ALAS1 leży w pobliżu niektórych genów CYP
Induktorem jest receptor pregnanowy X (PXR)- regulacja wzmacniaczy genów CYP i ALAS1
Enhancery wiążące się z niektórymi związkami chemicznymi i receptorem pregnanowym X
Zmiejszenie puli dostępnego hemu poprzez indukcję oksygenazy hemowej
Hem wychwytywany przez hepatocyty zmiejsza ekspresję
WPŁYW LEKÓW:
Poziom ALAS1 znacznie zwiększa się pod wpływem leków, które są metabolizowane przy udziale swoistej hemoproteiny CYTOCHROMU P-450. Ich metabolizm pociąga za sobą zwiększone wykorzystanie hemu przez cutochrom P-450, co powoduje obniżenie wewnątrzkomórkowego stężenia hemu i indukcję syntezy ALAS1.
LEKI- barbiturany, grizeofulwina
U chorych z porfirią zwiększenie st. ALAS1 prowadzi do zwiększenia stężenia prekursorów hemu poprzedzających blok metaboliczny. Przyjmowanie leków indukujących cytochrom P-450 może wywołać atak porfirii.
GLUKOZA, HEMATYNA – powodują represję ALAS1 i zmniejszenie tworzenia szkodliwych prekursorów hemu.
TOKSYCZNE DZIAŁANIE ALA i PBG
Kliniczne objawy porfirii są wynikiem nagromadzenia się metabolitów poprzedzających blok enzymatyczny lub braku metabolitów za blokiem enzymatycznym.
Jeśli wada metaboliczna dotyczy początkowych etapów biosyntezy hemu (poprzedzających tworzenie porfirynogenów) następuje nagromadzenie się ALA i PBG w tkankach i płynach ustrojowych.
Objawy kliniczne – bóle brzucha, zaburzenia neuropsychiczne. toksyczne działanie ALA: hamowanie ATPazy w nerwach brzusznych i OUN. , ALA jest analogiem GABA. toksyczne działanie PBG: hamowanie uwalniania acetylocholiny z zakończeń presynaptycznych.
NIEDOBÓR DEHYDRATAZY ALA – porfiria z niedoborem dehydratazy ALA (wzrost st. ALA bo nie może on być przekształcany do PBG)
NIEDOBÓR SYNTAZY UROPORFIRYNOGENOWEJ I – ostra porfiria przerywana (wzrost st. PBG)
UROBILINOGEN – POWSTAWANIE, WYDALANIE, PRZYCZYNY BRAKU
POWSTAWANIE
W miarę jak sprzężona bilirubina dociera do jelita krętego i jelita grubego, swoiste enzymy bakteryjne – B-glukuronidazy usuwają kwas glukuronowy, a flora bakteryjna kału redukuje bilirubinę do bezbarwnych związków tetrapirolowych zwanych urobilinogenmi.
W jelicie krętym i grubym pewna część urobilinogenów (20%) ulega resorpcji i wraz z krwią jest transportowana do wątroby skąd ponownie wydziela się do żółci. Jest to tzw. KRĄŻENIE WĄTROBOWO-JELITOWE UROBILINOGENU.
WYDALANIE
Urobilinogen który nie ulegnie resorpcji pozostaje w świetle jelita grubego i jest nazywany STERKOBILINOGENEM. Pod wpływem działania flory bakteryjnej kału utlenia się do STERKOBILINY o barwie brązowej. Wydalanie z kałem.
Nadmiar urobilinogenu we krwi jest wydalany również z moczem w przypadku wytwarzania nadmiernej ilości barwników żółciowych lub choroby upośledzającej krążenie wątrobowo-jelitowe. W nerkach urobilinogen jest utleniany do UROBILINY o żółtej barwie.
Fizjologicznie w moczu występują śladowe ilości urobilinogenu (0-4 mg w DZM).
BRAK – całkowite zaczopowanie przewodu żółciowego wspólnego (bilirubina nie przekształca się w urobilinogeny, bo nie dostaje się do jelita).
5. Zespół Gilberta: przyczyna, obraz kliniczny, objawy.
- wrodzona, przewlekła hiperbilirubinemia z przewagą frakcji niesprzężonej, obok hemolizy jest najczęstszą hiperbilirubinemii niesprzężonej zaburzenia przemiany bilirubiny prowadzą do wzrostu bilirubiny wolnej, zmniejszony klirens wątrobowy wolnej bilirubiny wynika ze zmniejszonej ekspresji UDP-glukuronylotansferazy I bilirubiny spowodowanej występowaniem dwóch dodatkowych zasad we fragmencie TATAA regionu 5` promotora genu dla tego enzymu.
- osoby z zespołem Gilberta nie stanowią jednolitej grupy pod względem mechanizmu powstawania:
- u jednych dominuje zaburzenie wychwytu bilirubiny na biegunie naczyniowym hepatocytów z tą nieprawidłowością często współistnieje niewielka hemoliza
- u innych za wzrost stężenia bilirubiny niesprzężonej odpowiedzialna jest obniżona aktywność transferazy glukuronionowej
- nie daje żadnych objawów poza okresową niewielką żółtaczką, do wystąpienia przyczynia się: wysiłek fizyczny, głodzenie, infekcja, menstruacja, spożycie alkoholu
- stężenie bilirubiny całkowitej we krwi waha się od wartości prawidłowych do 2-3 mg/dl, a po wymienionych obciążeniach wzrasta nawet 2-krtonie, nigdy nie przekracza 5-6 mg/dl, prawidłowe są pozostałe testy wątrobowe
- stwierdza się prawidłowe lub zmniejszone wydalanie urobilinogenu z kałem, nieobecność bilirubiny w moczu, zmniejszone wydalanie urobilinogenu z moczem
- brak leczenia, gdyż jest nie potrzebne, należy uświadomić choremu nieszkodliwy charakter schorzenia
6. Regulacja biosyntezy puryn
- główny czynnik warunkujący szybkość biosyntezy puryn de novo jest stężenie PRPP -> charakteryzuje względną szybkość biosyntezy, zużywania i rozkładu PRPP
- szybkość syntezy PRPP jest zależna od dostępności rybozo-5-fosforanu (czyli aktywność szlaku pentozofosforanowego) i od aktywności syntazy PRPP (enzym wrażliwy na stężenie fosforanu, rybonukleotydów purynowych, które działają jak jego allosteryczne regulatory.
- powstawanie AMP, GMP z IMP jest regulowane przez sprzężenie zwrotne, konwersję regulują dwa mechanizmy:
- > AMP poprzez sprzężenie zwrotne reguluje synteza adenylobursztynianowa a GMP hamuje dehydrogenazę IMP
-> konwersja IMP do adenylobursztynianu w szlaku biosyntezy AMP wymaga GTP, konwersja ksontynianu do GMP wymaga ATP -> krzyżowa regulacja pomiędzy drogami metabolizmu IMP służy zmniejszeniu biosyntezy jednego nukleotydu, jeżeli brakuje innego (zachowanie równowagi w organizmie)
-> AMP i GMP hamują także fosforybozylotranzferazę hipoksantynowo-guanozynową (przemiana hipoksantyny i guaniny do IMP i GMP)
GMP poprzez sprzężenie zwrotne hamuje amidotransferazę glutamylową PRPP
7. Czynniki rozprzęgające łańcuch oddechowy
Związki rozprzęgające zwiększają przepuszczalność błony dla jonów, umożliwiając przepływ H+ przez błonę bez udziału syntezy ATP, obniżając w ten sposób gradient protonów rozprzęga transport elektronów w łańcuchu oddechowym od procesów syntezy ATP.
EGZOGENNE:
- dodanie DNP (2,4-dinitrofenol) powoduje przerwanie ścisłego sprzężenia transportu elektronów z fosforylacją w mitochondriach. Podobne działanie wykonują niektóre inne kwasowe zw. aromatyczne. Substancje te przenoszą protony przez błony mitochondrialne zgodnie z ich gradientem stężeń. W obecności takich rozprzęgaczy elektrony są prawidłowo przenoszone z NADH do tlenu, jednakże mitochondrialna syntaza ATP nie syntetyzuje ATP, ponieważ siła protonomotoryczna wytwarzana w poprzek błony wewnętrznej mitochondrialnej ulega stałemu rozproszeniu.
Utrata kontroli oddechowej prowadzi do zwiększenia pobierania tlenu i przyspieszenia utlenienie NADH.
Przypadkowe spożycie rozprzęgacza powoduje zwiększenie zużycia paliwa kom., ale energia nie zostaje zmagazynowana w postaci ATP, zostaje natychmiast uwalniana w postaci ciepła.
- oligomycyna, DCC (dicykloheksylokarbodiimid) hamuje syntazę ATP, łańcuch transportu elektronów przestaje działać.
ENDOGENNE:
- termogenina – tworzy drogę przepływu protonów z cytosolu do matriks, powoduje zwarcie w „mitochondrialnej baterii protonowej”, energia gradientu protonowego normalnie wychwytywana przez ATP, zostaje uwolniona w postaci ciepla.
Formy UPC-1, UPC-2 (w różnych tkankach) UPC-3 (m. szkieletowe, tkanka brunatna tłuszczowa), UPC-2, UPC-3 wolne w homeostazie energetycznej.