7. Nukleotydy i kwasy nukleinowe:

Nukleotydy to składniki budujące kwasy nukleinowe. Odgrywają też ważną rolę w metabolizmie komórek. U człowieka i zwierząt występują dwie pentozy ryboza(RNA) i dezoksyryboza (DNA).

Nukleotydy uczestniczą prawie we wszystkich procesach biochemicznych:
-są one aktywowanymi prekursorami DNA i RNA,
-pochodne nukleotydów są aktywowanymi związkami pośrednimi w wielu biosyntezach. Na przykład UDP-glukoza jest prekursorem glikogenu, a CDP-diacyloglicerol glicerofosfolipidów. S-adenozylometionina przenosi aktywowany metyl.
-ATP, nukleotyd adeninowy, jest uniwersalną substancją napędową w układach biologicznych. GTP bierze udział w przemieszczaniu makrocząsteczek, takich jak powstające łańcuchy peptydowe w rybosomach i w aktywacji białek związanych z kaskadą przenoszenia sygnałów.
-Nukleotydy adeninowe są składnikami trzech głównych koenzymów: NAD+, FAD i CoA.
-Nukleotydy są regulatorami przemiany materii. Najczęstszym z nich jest cykliczny AMP, który pośredniczy w działaniu wielu hormonów. Kowalencyjne modyfikacje wprowadzone przez ATP zmieniają aktywności niektórych enzymów, czego przykładem jest fosforylacja syntazy glikogenowej i adenylilacja syntezy glutaminowej.

Rola kwasów nukleinowych:
-DNA zawiera geny, które są nośnikiem informacji dla syntezy RNA i białek,
-DNA zawiera fragmenty odpowiedzialne za regulację ekspresji genów (protomery i wzmacniacze),
-Rybosomalne RNA (rRNA) jest składnikiem rybosomów,
-Messenger (mRNA) jest składnikiem rybosomów,
-Transferowe RNA (tRNA) tłumaczy sekwencję nukleotydów na sekwencję aminokwasów,
-siRNA - pełni fukcję regulatorową,
-RNA ma czasami aktywność hydrolaz (zdolność niszczenia innych cząsteczek).

Dla każdego aminokwasu istnieje osobna cząsteczka tRNA, która rozpoznaje aminokwas i trójkę rybosomów.

Nukleotydy syntezowane są z prostych cegiełek budulcowych (synteza de Novo) albo przez ponowne wykorzystanie wolnych zasad już istniejących (szlak rezerwowy). Puryny i pirymidyny są zbudowane de Novo z aminokwasów, pochodnych tetrahydrofolianu, NH₄⁺ i CO₂.

Budowa nukleotydów - pentoza, reszta kwasu fosforanowego, zasada azotowa.

NAD jako koenzym,
NADH nośnik protonów i uniwersalny reduktor, pochodna witaminy- niacyny,
NADP na pozycji 2 ma przyłączoną grupę fosforanową.

Ryboza:

pięciowęglowy cukier prosty (pentoza) należący do aldoz (aldopentoza).
Jest to węglowodan o wzorze sumarycznym: C₅H₁₀O₅. Wchodzi w skład rybonukleozydów, nukleotydów (np. AMP, ADP, ATP, GTP, CTP, UTP), dinukleotydów (np. NAD, NADP, FAD), kwasu rybonukleinowego (RNA), niektórych koenzymów (koenzym A) i witamin (witamina B2 i B12).

D-ryboza
L-ryboza

Pirymidyny i puryny:

Wszystkie nukleotydy i kwasy nukleinowe są purynami lub pirymidynami. Nigdy nie łączą się 2 pirymidyny lub 2 puryny. Tylko przeciwstawne zasady.
Główne zasady w kwasach nukleinowych:
-Adeina i Guanina - purynowe,
-cytozyna, tymina i Uracyl - pirymidynowe.

Nukleozyd - grupa organicznych związków chemicznych, podgrupa glikozoamin powstałych w wyniku połączenia zasady azotowej z rybozą, deoksyrybozą lub rybitolem poprzez wiązanie N-β-glikozydowe.

Przyłączenie reszt fosforanowych tworzy fosforany danego nukleotydu.
cAMP cykliczny fosforan adenozyny,?
cGMP antagonista cAMP.
Są to cykliczne formy nukleotydów.

Deoksyrybonukleotydy:

organiczne związki chemiczne zbudowane z węglowodanu deoksyrybozy z przyłączoną resztą zasady azotowej (adeniny, guaniny, cytozyny lub tyminy) w pozycji 1' oraz przynajmniej jedną resztą kwasu fosforowego w pozycji 5'.
Deoksyrybonukleotydy są podstawowymi jednostkami budulcowymi (monomerem) DNA, jednego z kwasów nukleinowych.

Monomery nukleotydowe - mogą łączyć się poprzez wiązania fosfodiestrowe tworzące się pomiędzy grupą 3'-OH nukleotydu i resztą fosforanową kolejnego nukleotydu.

Polinukleotydy:

Składają się z naprzemiennie ułożonych reszt cukrowych i fosforanowych. Tworzy się struktura podobna do białka - szkielet tworzą te same wiązania, na bok wystają reszty zasad azotowych. Sekwencja jest zapisywana od końca 5' do 3' (5'-ATGCATGC-3'). Szkielet jest polianionem reszty fosforanowe mają pKa ~0. pKa punkt izoelektryczny.

Nukleotydy mogą przyjmować dwie konformacje (-syn lun anty), ze względu na możliwość obrotu.
Polinukleotydy mogą dojść swobodnie rotować wokół szkieletu. Wyjątkiem są pierścienie cukrów. Białka nie mają takich zdolności. Zasady azotowe tworzą swoiste wiązania A z T i G z C.

Budowa DNA:

Model DNA składa się z:
-dwa łańcuchy polinukleotydowe, biegnące w przeciwnych kierunkach, okręcające się wokół wspólnej osi tworząc prawoskrętną, dwuniciową helisę;
-zasady purynowe i pirymidynowe znajdują się wewnątrz helisy, natomiast reszty fosforanowe i deoksyrybozowe są na zewnątrz;
-adenina (A) tworzy parę z Tyminą (T), a guanina (G) z cytozyną (C). Para A-T połączona jest przez dwa precyzyjnie skierowane wiązania wodorowe, a para G-C przez trzy takie wiązania. Struktura dwuniciowej helisy jest także stabilizowana oddziaływaniami między zasadami jednej nici, które określa się mianem asocjacji warstwowej.

Pary C-G i A-T są izosteryczne (mają taki sam kształt i wielkość), co umożliwia złożenie się kolejnych par bez względu na sekwencję.

Formy DNA:

W organizmie człowieka puryny rozkładają się do moczanu:

Nukleotydy ulegają w komórkach stałym przemianom. Nukleotydazy rozkładają hydrolitycznie nukleotydy do nukleozydów. Fosforylazy nukleozydowe katalizują fosfolityczne rozszczepienie nukleozydów na wolne zasady i rybozo-1-fosforan (lub deoksyrybozo-1-fosforan). Fosforybomutaza izomerycznie rybozo-1-fosforan do rybozo-5-fosforanu, substratu w syntezie PRPP. Niektóre z zasad zostają ponownie użyte w tworzeniu nukleotydów przez rezerwowe szlaki metaboliczne.

Droga rozkładu AMP obejmuje dodatkowy etap. AMP jest de aminowany do IMP przez deaminazę adenylanową. Powstanie hipoksantyny (wolnej zasady) zachodzi przez hydrolityczne usunięcie 5'-fosforanu z IMP i następnie rozszczepienie wiązania glikozydowego przez P_i. Oksydaza ksantynowa, flawoproteina zawierająca molibden i żelazo, utlenia hipoksantynę do ksantyny i dalej do moczanu. Tlen cząsteczkowy, utleniacz w obu reakcjach, zostaje zredukowany do H₂O₂. Katalaza rozkłada H₂O₂ do H₂O i O₂. Forma ketonowa kwasu moczowego pozostaje w równowadze z formą enolową, która w warunkach fizjologicznego pH traci proton i tworzy moczan. U ludzi moczan stanowi końcowy produkt rozkładu puryn i jest wydalany z moczem.

Geny ciągłe u człowieka:
-genom mitochondrialny,
-geny histonów,
-geny kodujące tRNA,
-geny niektórych receptorów hormonalnych,
-genu interferonu alfa.

Charakterystyka powtórzeń DNA - satelity, mini satelity, mikrosatelity.

Metody badań DNA - niezamplifikowany (wzmocnienie sygnału przez użycie sond molekularnych), zamplifikowany (klonowanie, reakcja łańcuchowa polimerazy PCR).

Różnice między DNA a RNA:

RNA	DNA
Występuje w nim Uracyl	Występuje w nim Tymina
Pojedyncza nić (tworzy struktury przestrzenne)	Podwójna helisa
Cukier ryboza	Cukier deoksyryboza
Zróżnicowany na: tRNA, mRNA, rRNA	Nie jest zróżnicowany

8. Węglowodany:

(cukry, cukrowce, sacharydy) - organiczne związki chemiczne składające się z atomów węgla, wodoru i tlenu. Są to związki zawierające jednocześnie liczne grupy hydroksylowe, karbonylowe oraz czasami mostki półacetalowe. Ogólnym wzorem sumarycznym węglowodanów jest CxH2yOy lub Cx(H2O)y (znane są jednak węglowodany niespełniające tego wzoru, np. deoksyryboza). Ze względu na liczbę jednostek cukrowych w cząsteczce, węglowodany dzielą się na:

-cukry proste, inaczej monosacharydy (jednocukry) - Cukry proste ze względu na ilość atomów węgla w pojedynczej cząsteczce dzielimy na: triozy o 3 atomach węgla, tetrozy o 4 atomach węgla, pentozy o 5 atomach węgla, heksozy o 6 atomach węgla.
Monosacharydy można także podzielić na: aldozy, w których występuje grupa aldehydowa (-CHO), np. deoksyryboza, ryboza, glukoza, galaktoza;
ketozy, w których występuje grupa ketonowa (=C=O), np. rybuloza, fruktoza.
Wszystkie monosacharydy posiadają właściwości redukcyjne, czyli dają pozytywny wynik prób zarówno Tollensa, jak i Trommera. Grupa aldehydowa w aldozach redukuje odczynniki Tollensa i Trommera, ulegając jednocześnie utlenieniu do grupy karboksylowej. W środowisku zasadowym podczas w/w prób ketozy ulegają reakcji enolizacji, tworząc epimery - dwie aldozy i jedną ketozę; powstające aldozy dają wynik pozytywny prób.

-dwucukry, inaczej disacharydy - Do dwucukrów zalicza się: sacharozę, laktozę, maltozę, celobiozę, rutynozę. Większość disacharydów (z wyjątkiem sacharozy) wykazuje właściwości redukcyjne.

-trójcukry, inaczej tri sacharydy
-penta-, heksa-, hepta- itd. sacharydy: oligosacharydy
-wielocukry czyli polisacharydy.

Wchłanianie odbywa się w przewodzie pokarmowym (w jelicie).

Węglowodany złożone - aby zostały wchłonięte muszą zostać zredukowane do cukrów prostych. Cukry złożone powstają w wyniku połączenia wiązaniami glikozydowymi dwóch lub więcej cząsteczek cukrów prostych. Hydroliza cukrów złożonych prowadzi do rozerwania wiązań glikozydowych. Przebiega ona jednak tym trudniej, im dłuższy jest łańcuch cukrowy i im bardziej jest on rozgałęziony.

Cząsteczki cukrów mogą się łączyć wiązaniami glikozydowymi na dwa sposoby:
-typ α - cząsteczki są zwrócone tą samą stroną do góry, np. w cząsteczkach maltozy i skrobi; ten typ wiązania warunkuje charakterystyczne wygięcie łańcucha polisacharydów
-typ β - cząsteczki są zwrócone raz jedną, raz drugą stroną do góry.

Polisacharydy w których dominują wiązania β (np. celuloza i celobioza) tworzą liniowe łańcuchy, które blisko do siebie przylegają i są powiązane licznymi wiązaniami wodorowymi, co powoduje, że stają się one nierozpuszczalne w wodzie i odporne mechanicznie. Natomiast skrobia, w której dominują wiązania α jest o wiele łatwiej rozpuszczalna i jej całkowita hydroliza jest możliwa dzięki kwasom i enzymom.

Polisacharydy:

Do polisacharydów zalicza się: skrobię, glikogen, celulozę, pektynę, chitynę, a także wiele pochodnych cukrów.

Łańcuchy polisacharydów dzieli się na:
-amylozy - łańcuch nierozgałęziony, łatwo rozpuszczalny w wodzie
-amylopektyny - łańcuch silnie rozgałęziony (występują także wiązania 1,6 glikozydowe), nierozpuszczalny w wodzie.

Polisacharydy nie wykazują właściwości redukcyjnych. Wiąże się to z bardzo małą ilością wolnych grup funkcyjnych w długich łańcuchach cukrowych. Należą do nich:

-skrobia - materiał zapasowy roślin, gromadzony w owocach, nasionach, korzeniach, liściach, bulwach, rdzeniu łodygi i kłączach; skrobia i jej pochodne są wykorzystywane w przemyśle włókienniczym, farmaceutycznym, kosmetycznym, papierniczym, tekstylnym oraz do produkcji klejów
-glikogen - materiał zapasowy u ludzi i zwierząt, występuje głównie w mięśniach szkieletowych i wątrobie
-dekstran - forma zapasowa dla bakterii i drożdży
-celuloza - główny składnik budulcowy roślin, podstawowy składnik papieru, klejów, lakierów, celofanu, błon fotograficznych i sztucznego jedwabiu
-hemicelulozy - rozgałęziona wersja celulozy
-chityna - substancja podporowa budująca pancerze skorupiaków i oskórek owadów
-kwas hialuronowy - wiążący wodę w skórze człowieka

Wchłanianie w jelicie:

-transport aktywny - związany z wydatkowaniem energii, transport przeciwko gradientowi stężeń (glukoza, galaktoza).
-dyfuzja ułatwiona - zgodnie z gradientem stężeń (fruktoza, mannoza, pentoza).

SKROBIA:

węglowodan, polisacharyd roślinny, składający się wyłącznie z merów glukozy, pełniący w roślinach rolę magazynu energii.
W trakcie hydrolizy kwasowej skrobia rozpada się na coraz krótsze łańcuchy polisacharydowe tworząc kolejno:
-amylodekstryny (barwiące się z I₂ na niebiesko),
-erytrodekstryny (barwiące się z I₂ na czerwono),
-achrodekstryny (niebarwiące się z I2) i
-maltozę i glukozę.

Dostarcza 80% kalorii z diety.

GLIKOGEN:

Polisacharyd, którego cząsteczki zbudowane są z połączonych reszt glukozy. W organizmach zwierzęcych jest gromadzony w wątrobie, w mniejszym stężeniu występuje też w tkance mięśniowej. Jest głównym wielocukrem, który stanowi materiał zapasowy w komórkach zwierzęcych. Ma strukturę podobną do amylopektyny, tylko, że jego cząsteczki są bardziej rozgałęzione i jego łańcuchy są krótsze.

Cząsteczki glukozy w prostym łańcuchu połączone są wiązaniami α-1,4-glikozydowymi. Rozgałęzienie tworzone jest co 8-12 monomerów przez wiązanie α-1,6-glikozydowe. Glikogen w miarę potrzeby może być szybko rozkładany do glukozy i w przeciwieństwie do tłuszczy, uwalniana glukoza może być źródłem energii w przemianach beztlenowych. Do najbogatszych w ten materiał zapasowy narządów należą wątroba (10% jej masy) i mięśnie (łącznie ok. 2% wszystkich).

Rozkład glikogenu przebiega dwoma torami: fosforolitycznym i hydrolitycznym. Rozkład ten jest indukowany działaniem glukagonu (hormon produkowany przez komórki α trzustki), a jego skutkiem jest podniesienie poziomu cukru we krwi. Rozkład glikogenu w wątrobie spowodowany jest zapotrzebowaniem organizmu w cukier.

Trawienie slinianki:
Amylaza ze ślinianek powoduje rozkład na maltozę, maltotriozę, izomaltozę i α-dekstyny końcowe.
Trawienie jelito cienkie:
Enzymy trzustkowe - α-amylaza - znowu powstają α-dekstryny końcowe, maltoza i maltotrioza
α-dekstryny końcowe maltoza/α-dekstrynaza α-dekstrynaza maltaza sukraza.
Wchłaniane są tylko monosacharydy. Proces ten przebiega na powierzchni erytrocytów, gdzie glukoza może być od razu wchłaniana. Enzymy związane z powierzchnią erytrocytów: sukraza, αdekstrynaza, maltaza, laktaza, peptydazy.

GLUKOZA:

Główny węglowodan we krwi, gdzie występuje w stężeniu 65-100 mg/dl.

D-Glukoza jest podstawowym związkiem energetycznym dla większości organizmów, jest rozkładana w procesie glikolizy na kwas pirogronowy. Jest składowana w formie polimerów - skrobi i glikogenu. Również wykorzystywana jako substrat wielu procesów zachodzących w komórce - m.in. do produkcji celulozy.

Krystaliczna glukoza ma budowę cykliczną. Sześcioczłonowy pierścień hemiacetalu powstaje w wyniku reakcji grupy aldehydowej przy atomie węgla C1 z grupą hydroksylową przy atomie węgla C5 w łańcuchu. Możliwe są zatem dwa anomery - α oraz β w zależności od położenia grupy OH przy pierwszym atomie węgla formy cyklicznej.

MALTOZA:

cukier słodowy - organiczny związek chemiczny z grupy węglowodanów. Jest to dwucukier zbudowany z dwóch cząsteczek glukozy, połączonych wiązaniem α-1,4 glikozydowym. Fermentuje. Otrzymywany przez hydrolizę skrobi, stosowany jako środek słodzący, do pożywek bakteriologicznych, stabilizator wielosiarczków. Występuje w słodzie i pośrednich produktach przemysłu fermentacyjnego.

Źródła - kiełki nasion, syrop kukurydziany, produkt częściowej hydrolizy (cukier słodowy).

GALAKTOZA:

Monosacharyd (cukier prosty), aldoheksoza, o wzorze sumarycznym C6H12O6. Wchodzi w skład dwucukru laktozy. Cukier ten nie jest spotykany w postaci wolnej. Jest wiązany z białkiem i tłuszczem. U zwierząt występuje w postaci składnika cukru mlekowego oraz składnika substancji mózgowej.

Brak enzymu galaktokinazy powoduje odkładanie się galaktozy w organizmie, która zostaje zamieniona w alkohol odkładający się w wątrobie (marskość) lub w oku (mętnienie soczewki).

Zaburzenia wchłaniania węglowodanów:
Nietolerancja laktozy, zmniejsza się z wiekiem, fermentacja (biegunki osmotyczne, wzdęcia).

Jelito - wchłanianie węglowodanów:
Komórki są spolaryzowane, a wnętrze komórki jest ujemne gdy otoczenie ma znak dodatni. Przyciąga to inne kationy które chcą dostać się do wnętrza komórki, czemu zapobiega błona komórkowa. Istnieje jednak kanał którym mogą się tam dostać. I tak, kiedy do wnętrza dostaje się kation potasowy, to ucieka sodowy.

Symport (symporter) - układ polegający na tym, że przenośnik rozpoznaje dwie cząsteczki, które równocześnie zostają przeniesione, np. w jelicie cienkim (ale mamy wówczas do czynienia z transportem glukozy i jonów sodowych). Po przeniesieniu na drugą stronę obie cząsteczki mówią sobie do widzenia. Jon sodowy przenoszony z jodkami lub z glukozą pełni funkcję napędu całego systemu, bowiem istnieje gradient chemiczny jonów Na skierowany do wnętrza komórki (bowiem w płynie zewn. Kom. stężenie jonów sodowych jest wielokrotnie większe niż wewnątrz komórki).

Zapasy energetyczne u człowieka:

paliwo	tkanka	zawartość
				[g]	[kcal]
glikogen	wątroba	70	280
glikogen	mięśnie	120	480
tłuszcz	Tkanka tłuszczowa	15 000	135 000
białko	mięśnie	6 000	24 000

Utylizacja glukozy:

Losy glukozy:

Insulina:

Działanie aktywacja GLUT 4 (transport glukozy do wnętrza komórki), aktywacja transportu aminokwasów, gospodarka węglowodanowa (nasilenie metabolizmu glukozy), gospodarka lipidowa i białkowa.

Diagnostyka stężenie insuliny na czczo, stężenie insuliny stymulowane, stężenie peptydu C.

Patologia Cukrzyca typu 1 (IDDM) - cukrzyca insulino zależna. Trzeba podawać insulinę, by osoba nie umarła. Najczęściej występuje u osób młodych i dzieci.
Cukrzyca typu 2 (NIDDM) - Występuje u dorosłych.

Regulacja Glikemii:

-hormony hiperglikemizujące - glukagon, katecholaminy, glikokortykoidy, hormon tarczycy,
-hormony hipoglikemizujące - insulina.

Powikłania cukrzycy:

-ostre - śpiączka ketonowa (hiperosmolarna), mleczanowa, osmotyczna prowadzą do śmierci w ciągu kilku dni.
-przewlekłe (uszkodzenie tętnic) - mikroangiopatia (nerki), makroangiopatia (zawał mięśnia sercowego, choroba wieńcowa), neuropatia (zaburzenia czucia).

9. Lipidy osocza (tłuszcze):

szeroka grupa występujących w naturze związków chemicznych. Zaliczają się do nich tłuszcze, woski, sterole, tak zwane rozpuszczalne w tłuszczach witaminy (jak witaminy A, D, E, K), monoacyloglicerole, diacyloglicerole, fosfolipidy i wiele innych grup. Główne biologiczne funkcje lipidów to magazynowanie energii, tworzenie błon biologicznych i udział w przesyłaniu sygnałów.

Cholesterol - jest syntezowany wewnątrz organizmu, występuje w pokarmach pochodzenia zwierzęcego. Maksymalne wchłanianie 500 mg/dzień. Po pewnym czasie ulegają wysyceniu, wydalane są z żółcią.
Potocznie "cholesterolem" nazywa się pokrewne substancje lipidowe występujące w osoczu krwi - lipoproteiny, w skład których, między innymi wchodzą grupy cholesterolowe. Tzw. zły (niskiej gęstości - LDL) i dobry (wysokiej gęstości - HDL) cholesterol to w rzeczywistości lipoproteiny - czyli dość złożone polipeptydy zawierające cholesterol wolny i zestryfikowany. Są one formą transportową cholesterolu. Udowodniono, że zaburzenia gospodarki lipidowej, którego miarą jest wzrost stężenia cholesterolu w surowicy krwi, jest istotnym czynnikiem ryzyka wystąpienia miażdżycy i chorób układu sercowo-naczyniowego takich jak choroba wieńcowa i zawał serca, udar mózgu i miażdżyca zarostowa kończyn dolnych.
Nadmiar cholesterolu szkodzi nie tylko układowi krwionośnemu - związek ten stanowi główny składnik kamieni żółciowych.

Lipaza - grupa enzymów należących do hydrolaz. Hydrolazy wykazują niewielką specyficzność i katalizują rozkład estrów, utworzonych przez kwasy o krótkim i długim łańcuchu, nasycone i nienasycone, oraz alkohole mające łańcuch krótki lub długi, jedno- lub wielowodorotlenowe. Najważniejszą z nich jest lipaza trzustkowa.
Lizolecytyna - lecytyna plus jedna reszta kwasu tłuszczowego, jest toksyczna, ale po wchłonięciu so enterocytu ulega szybkiej ponownej estryfikacji.

Krążenie wątrobowo-jelitowe:
Wątroba - synteza lipidów, metabolizmy chylomikronów, biosynteza cholesterolu na potrzeby innych tkanek (acetylokoenzym A), z cholesterolu powstają związki kwasów żółciowych.

Lipoproteina - to wielkocząsteczkowy kompleks hydrofobowego rdzenia lipidowego, który zawiera estry cholesterolu i triglicerydy oraz polarnej powłoki zawierającej fosfolipidy, wolny cholesterol i białka, określane mianem apolipoprotein, które odgrywają ważną rolę w metabolizmie i transporcie lipidów.

Klasyfikacja lipoprotein:

-Chylomikrony - duże lipoproteiny występujące w osoczu krwi. Ze względu na hydrofobowy charakter cząsteczek lipidów (w tym triacylogliceroli oraz cholesterolu) nie mogą one być transportowane bezpośrednio w środowisku wodnym (przez krew). Aby transport mógł być możliwy, powstają kompleksy lipoproteinowe (np. chylomikrony, HDL, LDL, VLDL), których otoczka jest hydrofilowa, a cała cząsteczka rozpuszczalna w wodzie.
Chylomikrony transportują pochodzące z pokarmu m.in. triacyloglicerole, fosfolipidy i cholesterol z jelita cienkiego do wątroby i mięśni.
Metabolizm:
Chylomikrony z limfy transportowane są do krwi, a następnie do wątroby, tkanki tłuszczowej i do mięśni. Pod wpływem lipazy lipoproteinowej, obecnej na powierzchni naczyń włosowatych, tracą ok. 90% triacylogliceroli (trójglicerydów): powstają resztkowe chylomikrony - remnanty, które są transportowane przez krew do komórek wątroby - hepatocytów, gdzie są hydrolizowane do aminokwasów, cholesterolu, kwasów tłuszczowych i zasad azotowych, pochodzących z fosfolipidów. W komórkach tkanki tłuszczowej (adipocytach) są reestryfikowane.

-VLDL - (lipoproteiny o bardzo niskiej gęstości, ang. very low density lipoproteins) - wytwarzane są przez wątrobę, transportują lipidy z wątroby do tkanek tłuszczowych. Nowo powstałe w wątrobie VLDL zawierają apolipoproteiny - apoB-100 i apoA-I oraz triacyloglicerole pochodzenia endogennego.

-LDL - (Lipoproteiny niskiej gęstości, ang. Low Density Lipoproteins) - heterogenna populacja lipoprotein. Jest to główny transporter cholesterolu z wątroby do innych narządów (przede wszystkim nerek, mięśni i kory nadnerczy). W LDL zawarta jest większość cholesterolu osoczowego.
LDL pełnią swoją funkcję przez odkładanie wolnego cholesterolu na powierzchni błon komórkowych lub poprzez wiązanie się z receptorem błonowym, który rozpoznaje zawartą w nich apoproteinę B-100. Katabolizm 75% wątroba, 25% tkanki obwodowe.
Głównym nośnikiem tej frakcji jest cholesterol - 49%; trójglicerydy - 5%. Odkładają cząsteczki cholesterolu we włóknach mięśni gładkich ścian tętnic. Powstają w osoczu jako końcowy efekt sekwencji przemian: VLDL → IDL → LDL.

-HDL - (Lipoproteiny wysokiej gęstości, ang. High density lipoproteins) - frakcja lipoprotein o wysokiej gęstości, uzyskiwana w wyniku ultrawirowania lipoprotein surowicy, znajdująca się we frakcji α elektroforezy.
HDL powstają w osoczu z lipoprotein bogatych w triglicerydy - remnantów VLDL - lub z prekursorów syntetyzowanych przez wątrobę lub jelito.
HDL, obok LDL, jest główną lipoproteiną transportującą cholesterol we krwi. Jego działanie obniżające poziom cholesterolu we krwi polega na usuwaniu jego nadmiaru z komórek i transportowaniu go do wątroby, gdzie jest metabolizowany.

-IDL (z ang. intermediate density lipoproteins) - lipoproteiny o pośredniej gęstości, forma przejściowa w procesie konwersji VLDL (lipoprotein bardzo małej gęstości) do LDL (lipoprotein małej gęstości).

U pacjenta na czczo chylomikrony nie występuja.

Adipoproteiny - funkcje:
*strukturalna,
*udział w syntezie lipoprotein,
*aktywatory i inhibitory enzymów,
*ligandy receptorów.

LPL - lipaza lipoproteinowa.

Wolne kwasy tłuszczowe - ich nośnikiem jest albumina, mogą być wychwytywane przez wątrobę, tkankę tłuszczową lub mięśnie. Układ nerwowy nie wykorzystuje ich przez barierę krew-mózg, nie przedostają się do mózgu.

Receptor LDLi apoB/E, czasami ulega zepsuciu, powoduje o połowę niższe funkcjonowanie receptorów na powierzchni komórki, co za tym idzie cholesterol nie jest wychwytywany i następuje podwyższenie stężenia LDLów.

Naciekanie ściany komórkowej przez LDL - macierz komórkowa przyciąga polarne LDL-e, Komórki znajdujące się w przestrzeni międzykomórkowej przyciągają zmodyfikowany LDL, co prowadzi do przeładowania komórki, a co za tym idzie powstaniu komórek piankowatych.

Miażdżyca tętnic - przewlekła choroba, polegająca na zmianach zwyrodnieniowo-wytwórczych w błonie wewnętrznej i środkowej tętnic, głównie w aorcie, tętnicach wieńcowych i mózgowych, rzadziej w tętnicach kończyn. Miażdżyca jest najczęstszą przyczyną stwardnienia tętnic.
Miażdżyca polega na wysepkowatym gromadzeniu się w błonie wewnętrznej tętnic cholesterolu (i jego estrów) oraz innych lipidów. W pierwszym etapie komórki śródbłonka gromadzą nadmierne ilości cholesterolu i lipidów, które są przemieszczane pod błonę wewnętrzną tętnic. (tzw. pasma tłuszczowo-lipidowe, ang. fatty streaks). Podśródbłonkowe masy lipidowo-cholesterolowe powodują gromadzenie się makrofagów, rozrost fibroblastów i komórek mięśni gładkich warstwy środkowej tętnicy oraz drobnych naczyń krwionośnych odchodzących od naczyń odżywiających ścianę tętnicy (łac. vasa vasorum). Zakłada się, że komórki piankowate tworzące blaszki miażdżycowe nagromadziły lipidy drogą tzw. szlaku zmiataczowego, pochodzące od lipoprotein osocza krwi , które uprzednio uszkodzone zostały przez reaktywne formy tlenu.
Kolejnym etapem jest wapnienie tych ognisk (tzw. wapnienie dystroficzne, łac. calcificatio dystrophica) prowadzące do miażdżycowego stwardnienia tętnic, oraz pojawienie się ubytków śródbłonka nad ogniskiem miażdżycowym. Ubytki śródbłonka są przyczyną miejscowego spadku stężenia prostacykliny - czynnika zapobiegającego gromadzeniu się płytek krwi. W wyniku tego procesu, w miejscach obnażonych z błony wewnętrznej dochodzi do owrzodzeń miażdżycowych (owrzodzeń kaszowatych), które stają się obszarami przyściennej agregacji płytek krwi i narastania zakrzepów (łac. thrombosis parietalis).
Proces miażdżycowy prowadzi do zmniejszenia światła tętnic i zmniejszenia ich elastyczności.
Miażdżyca tętnic mózgu powoduje niedokrwienie mózgu i zmiany psychiczne, ułatwia pęknięcia naczyń i udary (zwłaszcza przy współistniejącym nadciśnieniu). Miażdżyca tętnic wieńcowych jest jedną z przyczyn choroby wieńcowej, miażdżyca aorty może prowadzić do powstania tętniaka.

Biochemiczne czynniki ryzyka miażdżycy:
-zaburzenia metabolizmu lipidów,
-silny związek z rozwojem choroby niedokrwiennej serca,
-odwracalność ryzyka,
-łatwość wykonywania oznaczeń.

Oznaczania stężeń cholesterolu nie wykonuje się:
-w ostrej fazie zawału serca,
-w ostrych stanach zapalnych,
-w ciąży,
-podczas stosowania leków wywołujących dyslipidemię,
-w niewyrównywanych stanach endokrynologicznych.

Diagnostyka laboratoryjna gospodarki lipidowej:
Badania uzupełniające (elektroforeza lipoprotein, test zimnej flotacji, apolipoproteina B, Al, lipoproteina (a)).

10. Rola nerek w utrzymaniu homeostazy:

Utrzymanie rytmów biologicznych poprzez regulację metabolizmu.

BUDOWA NERKI:

Nerka jest parzystym narządem leżącym w jamie brzusznej w przestrzeni zaotrzewnowej. U człowieka nerki znajdują się po obu stronach kręgosłupa, za żołądkiem i pod wątrobą. Nerki leżą na wysokości dwóch ostatnich kręgu piersiowego i trzech pierwszych kręgów lędźwiowego, lewa na poziomie Th11-L2, prawa - Th12-L3.
Podstawową jednostką strukturalną nerki jest nefron. Nefron z kolei składa się z dwóch podjednostek strukturalnych, tj. cewek oraz kłębuszka nerkowego. Kłębuszek nerkowy (glomerulus renalis) składa się natomiast z kłębka naczyniowego i torebki nefronu (Bowmana). Liczba nefronów w ludzkiej nerce wykazuje zmienność osobniczą, średnio wynosi około 1 500 000 (1,5 mln). Wyróżnia się dwa rodzaje nefronów, o długiej i krótkiej pętli, tak zwane nefrony korowe i przyrdzeniowe. Z nefronów o krótkiej pętli zbudowana jest kora nerki, zaś nefrony o pętli długiej przenikają do ciemniejszego rdzenia nerki, który tworzy piramidy nerkowe. W wierzchołku każdej piramidy znajdują się brodawki nerkowe z polami sitowymi gdzie znajdują się ujścia przewodów wyprowadzających mocz przez kielichy nerkowe do lejkowatej miedniczki nerkowej, z której mocz odprowadza moczowód. Układ kielichowo-miedniczkowy oraz moczowód współtworzą górne drogi moczowe, zaś pęcherz i cewka moczowa - dolne drogi moczowe.

Główne zadania nerek to:
-usuwanie z moczem szkodliwych produktów przemiany materii,
-zatrzymywanie składników niezbędnych dla organizmu, które ulegają przefiltrowaniu do moczu pierwotnego (resorpcja),
-regulacja objętości płynów ustrojowych,
-wpływ na ciśnienie tętnicze krwi (układ renina-angiotensyna-aldosteron),
-wpływ na prawidłową erytropoezę (produkcja erytropoetyny),
-wpływ na równowagę kwasowo-zasadową (pH krwi), dzięki możliwości zakwaszania moczu,
-uwalnianie reniny z aparatu przykłębuszkowego,
-regulacja diurezy, natriurezy (zal. Funkcji resorpcyjnej i wydzielniczej cewek od ADH, aldosteronu i prostagladanu),
-wpływ na rzut minutowy serca, prze PHN,
-ANF - regulacja przesączania kłębuszkowego,
-wpływ na metabolizm wapnia i fosforu w układzie kostnym, produkcja aktywnej witaminy D3,
-Degradacja związków biologicznie czynnych, np. insuliny,
-Funkcje metaboliczne: możliwość zastąpienia wątroby w procesie glukonogenezy, w produkcji amoniaku, kwasu mewalonowego, kreatyny.

Rola nerek w homeostazie funkcja wydzielnicza, można ją zastąpić hemodializą.

Czynności regulacyjne nerek:
-utrzymanie równowagi wodno-elektrolitowej (RWE) płynów ustrojowych,
-regulacja ciśnienia tętniczego krwi i utrzymanie odpowiednich ilości erytrocytów,
-utrzymanie równowagi kwasowo-zasadowej (RKZ).

pH krwi 7,36 - 7,43.

Utrzymanie stałości środowiska wewnętrznego ustroju:

-izowolemia - utrzymywanie stałej objętości przestrzeni wodnych w organizmie.
Woda w organizmie występuje w przestrzeniach: wewnątrz-, zewnątrz- i międzykomórkowej.
Płyn z przestrzeni wewnątrzkomórkowej stanowi 50% wody w organizmie.
Płyn w przestrzeni zewnątrzkomórkowej stanowią osocze krwi, płyn tkankowy, chłonka.
Płyn w przestrzeni międzykomórkowej - PMR, płyn w komorze oka, jamach ciała (opłucna, osierdzie, otrzewna), w torebkach stawowych, soki trawienne przewodu pokarmowego.
Płyn hipotoniczny - wypity powoduje wzrost objętości płynu zewnątrz- i wewnątrzkomórkowego, spadek ciśnienia osmotycznego obu płynów.
Płyn hipertoniczny - wypity powoduje wzrost objętości płynu zewnątrz-, a spadek wewnątrzkomórkowego, następuje wzrost ciśnienia osmotycznego obu płynów.

Prawidłowa równowaga wodna izowolemia:
*sole potasu - wewnątrzkomórkowe czynniki osmotyczne czynne (płyn wewnątrzkomórkowy). Wysokie stężenie K+, niskie Na+.
*sole sodu - czynniki utrzymujące os molarność zewnątrzkomórkowego plynu (płyn zewnątrzkomórkowy). Wysokie stężenie Na+, niskie K+.

-izotonia - identyczność różnych roztworów pod względem stężeń rozpuszczonych w nich elektrolitów. Przy rozdzieleniu ich błoną półprzepuszczalną nie zachodzą żadne przesunięcia wody między nimi.

-izojonia - utrzymywanie w stałym, względnie równym poziomie stężenia poszczególnych jonów w organizmie.

-izohydria - stałe stężenie jonów wodorowych.

Równowaga wodna:

Hipowolenia - zmniejszenie objętości osocza przekraczające 10%.
-pragnienie zabezpiecza przed hiperosmolarnością,
-nerkowe wydalanie wody chroni przed hipoosmolarnością.
Maksymalne działanie ADH - zmniejsza wydalanie moczu (500ml/dzień). Skutkuje to wzrostem osmolarności.

Niewydolność nerek:

*Brak sprawnego wydalania niepotrzebnych produktów przemiany materii, skutek:
-gromadzenie się w organizmie szkodliwych substancji,
-nadmiar płynów w organizmie.
*ostra niewydolność nerek (nagły rozwój),
*przewlekła niewydolność nerek (stopniowy rozwój.

Czynność wewnątrzwydzielnicza:

Związana jest z aparatem przykłebkowym: produkcja hormonów odpowiedzialnych za regulację ciśnienia i krwi oraz poziom jonów sodu i wapnia, tempo filtracji kłębuszkowej.

Układ reninowo-angiotensynowy (RA):

Regulacja stężenia Na+ i ilości wody w organizmie.
Angiotensynogen wątroba - białko osocza.
Renina aparat przykłębuszkowy - endopeptydaza odcina dekapeptyd od końca angiotensynogenu, uwalnia się do krwi.
Ang I Ang II (płuca), Ang II pobudza korę nadnerczy do produkcji aldosteronu.
Wzrost resorpcji jonów sodu i wody z kanalika krętego, wzrost objętości krwi, wzrost stężenia jonów sodu, zahamowanie wydzielania reniny.

W warunkach prawidłowych około 1200 ml krwi/min przepływa przez nerki dorosłego człowieka. W kłębkach powstaje około 125 ml przesączu/min. Jest to bezbiałkowy i bezkomórkowy przesącz krwi izoosmotyczny do odbiałczonego osocza. Mocz ostateczny znacznie różni się składem od przesączu kłębkowego (moczu pierwotnego).

Powstawanie moczu:

Mocz pierwotny filtracja krwi w kłębku nerkowym otoczonym torebką Bowmana. Resorbcja zwrotna (w kanaliku bliższym substancji progowych: elektrolitów, aa, Gic). Wymagana energia z ATP.
Zagęszczanie moczu pętla Henlego. Sekrecja (substancje bezprogowe: mocznik, kwas moczowy, kreatynina) do światła cewek i wydalanie z moczem ostatecznym.

Zagęszczanie moczu:

Ramię zstępujące pętli Henlego:
-hiperosmolarny miąższ,
-ściana przepuszczalna dla wody i elektrolitów,
-narastający rozkład os molarności.
Ramię wstępujące (odbieranie jonów):
-nieprzepuszczalna dla wody,
-aktywny transport NaCl.

W cewkach bliższych:
Resorbcja Na+, Cl-, K+, dwuwęglanów, fosforanów, Glc, aa i sekrecja leków, diuretyków i kwasów organicznych.
Z reabsorpcją Na+ sprzężony jest transport anionów i substancji organicznych zgodnie z gradientem stężeń, lub transport aktywny. Ramię zstępujące pętli przepuszczalne jest dla wody, a zatrzymuje jony Na+.

Część cienkościenna pętli Henlego:
ważna rola w funkcjonowaniu mechanizmu wzmacniacza przeciwprądowego. Woda dyfunduje z ramienia zstępującego. Na+ opuszcza ramię wstępujące zgodnie z gradientem stężeń. Powstaje rozcieńczony płyn cewkowy.

Cewka dalsza:
Aktywny transport i reabsorpcja Na+ i Cl- są istotnym elementem procesu wzmocnienia przeciwprądowego. Odcinek wstępujący wykazuje względną nieprzepuszczalność wody. Aktywny transport Na+ tkanka śródmiąższowa staje się hipertoniczna co zapewnia dopływ hipotonicznego płynu cewkowego.

Cewka zbiorcza (ostateczna):
Sekrecja jonu H+. Wydzielanie dwuwęglanów. Sekrecja potasu w odcinku korowym komórki główne i wewnętrzne rdzeniowej cewki są wrażliwe na działanie ADH (hormonu antydiuretycznego).
Brak wazopresyny (ADH) - kanalik zbiorczy jest dla wody nieprzepuszczalny. Receptor V2 dla wazopresyny sprzężony z cyklozą adenylową zlokalizowany jest w cewce zbiorczej.
-zwiększa stężenie cAMP w komórkach kanalików,
-zwiększa przepuszczalność cewki zbiorczej dla wody.
Cewka zbiorcza przepływa przez śródmiąższ nerki (silnie hipertoniczny, ma wysokie ciśnienie osmotyczne). W obecności wazopresyny woda zaczyna się wchłaniać do kanalików, do krwi, natomiast mocz ulega zagęszczeniu. Mocz hipertoniczny.

Brak wazopresyny moczówka prosta.
Cewka względnie nieprzepuszczalna dla wody. Mocz hipotoniczny

ANP - przedsionkowe peptydy natriuretyczne:

hormon peptydowy wytwarzany przez ściany przedsionka serca pod wpływem wysokiego stężenia jonów sodu, dużej ilości płynu pozakomórkowego lub dużej ilości krwi. Hamuje zwrotną reabsorbcję jonów sodu i wody głównie w kanalikach zbiorczych nerki i prowadzi do ich zwiększonego wydalania z moczem. Wpływa również na rozszerzanie i zwężanie pewnych naczyń krwionośnych (tętniczek doprowadzających i odprowadzających kłębuszków nerkowych), co wpływa na szybkość filtrowania płynów w nerkach, a to powoduje przyśpieszenie produkcji moczu. Peptyd hamuje układ renina angiotensyna aldosteron (RAA) poprzez stymulację syntezy prostaglandyn, oraz zmniejsza uwalnianie ADH. Peptyd przeciwdziała więc mechanizmom nasilającym niewydolność krążenia. Jego rola jest jednak niewielka, ponieważ liczba i wrażliwość receptorów jest zmniejszona - mechanizm down regulation.

Równowaga wodno-elektrolitowa:

Klirens (clearance) - wskaźnik oczyszczania nerkowego. Klirens oczyszczonej substancji C_x = objętość osocza V, która zawiera tę samą bezwzględną ilość substancji x co mocz wydalony przez nerki w ciągu 1 minuty.

POTAS: (drżenie rąk)
89,6% zewnątrzkomórkowo,
3,5-5 mmol/l - stężenie w surowicy,
Wydalanie: 90% nerki, 10% przewód pokarmowy,

WAPŃ:
przesączalny - 65% puli wapnia: zjonizowany 53% lub kompleksowy 12% (cytrynian, fosforan, mleczan, weglan),
nieprzesączany - 35% puli wapnia.
Resorpcja zwrotna 98% przesączonego wapnia.

MAGNEZ: (skurcze)
5% płyn pozakomórkowy,
45% płyn śródkomórkowy,
0,75-1,25 mmol/l - stężenie w surowicy,
Zdolność konserwacji magnezu przez nerki.

FOSFOR: (kościotworzenie)
1% przestrzeń wodna pozakomórkowa,
14% płyn śródkomórkowy,
0,9-1,6 mmol/l - stężenie fosforu nieorganicznego w surowicy,
85% przesączonego fosforu ulega resorpcji zwrotnej.

Kanalikowy transport jonów sodu:

Kanały sodowe, wymieniacz Na+/H+, transport sprzężony z glukozą, aminokwasami, fosforanami.
Pompa sodowa: błona antyluminalna, transport wbrew gradientowi stężeń, energia z hydrolizy ATP.

Równowaga kwasowo-zasadowa:

Resorpcja wodorowęglanów (HCO₃^-):
regeneracja zasad (zobojętnienie kwasów powstających w kataboliźmie). Resorpcja wodorowęglanów - kanalik proksymalny. Wydzielenie jonu wodorowego do światła cewki (wymiana z sodem - zgodnie z gradientem).
H⁺ + HCO₃^- H₂CO₃ (kwas węglowy)
dehydrataza węglanowa: kwas węglowy woda + dwutlenek węgla.
Wchłonięcie CO₂.
Resorpcja wodoroweglanów: regulacja wymiany Na+/H+.
Spadek pH wewnątrzkomórkowego - uczynnia,
Wzrost pH wewnątrzkomórkowego - zwalnia.
Spadek pH płynu kanalikowego - hamuje wydzielanie jonów H+. pH = 4,8.
Substancje buforowe wiążące jon H+: fosforany, kwas moczowy, kreatynina, ketokwasy (w patologii).

Regeneracja zasad:

Kwaśność miareczkowa moczu: ilość jonów wodorowych wydalonych z moczem jako H₂PO₄^- lub inne słabe kwasy.
Oznaczanie miareczkowanie DZM do pH 7,4.
Fizjologicznie do 0,3 mmol H+/kg masy ciała /dobę.

Amoniogeneza:

Kanalik proksymalny:
-glutamina glutaminian ketoglutaran.
-wydzielenie amoniaku do światła cewek H⁺ + NH₃ NH₄⁺
-błona komórkowa nieprzepuszczalna dla jonu amonowego.

11. Bilirubina, hemoglobina, porfiryny:

PORFIRYNY:

to organiczne związki heterocykliczne składające się z czterech pierścieni pirolowych, połączonych mostkami metinowymi =CH- w makrocykliczny układ o bardzo wysokim stopniu sprzężenia występujących w nim wiązań podwójnych. Pod względem budowy cząsteczki wszystkie związki z tej grupy są pochodnymi najprostszej porfiryny zwanej porfiną.

Produktami degradacji, która prowadzi do rozerwania pierścienia markocyklicznego, są np. biliwerdyna i bilirubina. Częściowe uwodornienie prowadzi do powstania chloryn (chlorofil).
Związki te występują głównie w białkach zawierających hem (hemoglobina) a także w ludzkich odchodach (koproporfiryna) i moczu chorych na porfirię (uroporfiryna).

Kondensacja suklcynylo CoA i glicyny:
-syntaza kwasu delta-aminolewulinowego (ALA),
-koenzym fosforan pirydoksalu,
-reakcja regulatorowa w syntezie hemu (tlen hamuje):
*hematyna hamowanie depresji genu,
*glukoza hamowanie indukcji (zmniejsza pobudzenie reakcji).
-pobudzanie:
*ksenobiotyki metabolizowane,
*wzrost syntezy CYP450 wzrost zapotrzebowania na hem wzrost zezucia hem spadek ilości hemu wewnątrzkomórkowego depresja syntazy ALA wzrost syntezy ALA.

Właściwości fizjologiczno-chemiczne porfiryn:

Intensywnie absorbują światło w zakresie widzialnym, w paśmie 400 nm, pasmo Soreta.
Rozpuszczalna w mocnych kwasach nieorganicznych lub w organicznych.
Fluoryzują w UV. ALA i PBG w moczu - kolorymetrycznie.

Porfirie:

grupa wrodzonych lub nabytych schorzeń wynikających z zaburzenia działania enzymów w szlaku syntezy hemu, zwanym również szlakiem porfiryn.
Klasyfikuje się je jako porfirie wątrobowe, porfirie erytropoetyczne lub porfirie skórne, w zależności od tego gdzie występuje nadprodukcja i nadmierna akumulacja porfiryn (lub ich chemicznych prekursorów).

Objawy - bóle brzucha i objawy neuropsychiczne (ALA hamuje aktywność ATPazy w tkance nerwowej), nadwrażliwość skóry na światło słoneczne prowadzi do uszkodzenia skóry.

Porfirie wątrobowe dotykają głównie układ nerwowy powodujące bóle brzucha, pocenie się, wymioty, bezsenność, ostrą neuropatię, ataki drgawek, zaburzenia psychiczne: halucynacje, depresję, rozdrażnienie i objawy paranoidalne.

Produkty metabolizmu porfiryn wydalają się z moczem lub kałem, stąd przybiera on czerwoną barwę. Skóra "porfiryka" czerwienieje na słońcu. Inne objawy porfirii to: uczucie słabości kończyn, utrata czucia lub parestezje, czerwono-szare przebarwienia zębów (ze względu na odkładanie się uroporfiryny i moproporfiryny w kościach i zębach). W ostrym przebiegu choroby może dochodzić do oparzeń skóry, a w formie przewlekłej do wypadania lub (rzadziej) nadmiernego wzrostu włosów. Porfiria w sporadycznych przypadkach może doprowadzić nawet do zgonu[1].

HEMOGLOBINA:

Żelazoporfiryna + globina

oznaczana też skrótami Hb lub HGB - czerwony barwnik krwi, białko zawarte w erytrocytach, którego zasadniczą funkcją jest przenoszenie tlenu - przyłączanie go w płucach i uwalnianie w tkankach. Mutacje genu hemoglobiny prowadzą do chorób dziedzicznych: anemii sierpowatej, talasemii lub rzadkich chorób zwanych hemoglobinopatiami.

Zdolność wiązania tlenu i dwutlenku węgla, zależne od ciśnienia parcjalnego.
↑ temperatury - spadek powinowactwa tlenu do hemoglobiny,
↓ temperatury - spadek powinowactwa CO2 do hemoglobiny.

Utlenowanie hemoglobiny - przyłączenie tlenu, który może być potem oddany (w płucach).
Utlenienie Hb - zmiana chemicznej utlenienia stopnia utlenienia żelaza hemoglobiny z ⁺² na ⁺³.

Methemoglobina Met - Hb (Fe³⁺)

Pochodne hemoglobiny:
-oksyhemoglobina,
-karbohemoglobina (karbamino-),
-karboksyhemoglobina (tlenkowęglowa),
-methemoglobina,
-cyjanomethemoglobina,
-sulhemoglobina (sHb),
-Hemoglobina tlenkoazotowa (HbNO),
-Hemoglobina glikowana.

Diagnostyka - zawartość hemoglobiny we krwi pełnej:
K 6,82-9,31 mmol/l 11-15g%
M 7,45-10,55 mmol/l 12-17g%

Stężenie Hemoglobiny w surowicy:
< 2,5 μmol/l < 4mg%

Niedokrwistość:
-pokrwotoczne,
-niedoborowe (Fe, B12, B6, kwas foliowy),
-hemolityczne (nadmierny rozpad erytrocytów),
-hipoplastyczne i aplastyczne (uszkodzenie szpiku kostnego),
-objawowe (nowotwory, ołowica, kolagenozy, zakażenia)

Pozorna niedokrwistośc przewodnienie, spadek Ht.

Nadkrwistość:
-fizjologiczna (duża wysokość),
-czerwienica (nowotwór powodujący nadmierne wytwarzanie hemoglobiny),
-niewydolność krążenia,
-hemoglobinopatie.

Pozorna nadkrwistość odwodnienie, wzrost Ht.

BILIRUBINA:

organiczny związek chemiczny powstały w wyniku rozpadu hemu uwolnionego wcześniej z hemoglobiny w śledzionie, wątrobie lub szpiku kostnym w procesie niszczenia czerwonych ciałek krwi.

Wskutek licznych przemian chemicznych z hemoglobiny powstaje i oddziela się zielonkawa biliwerdyna, która ulega przemianie na bilirubinę pośrednią, nazywaną czasem hemobilirubiną, bilirubiną B lub bilirubiną niezwiązaną. Bilirubina krążąca w tej postaci we krwi w połączeniu z albuminą jest nierozpuszczalna w wodzie i dlatego nie przechodzi do moczu. Przedostaje się natomiast do komórek wątrobowych, z których później zostaje wydzielona do żółci wątrobowej w postaci bilirubiny bezpośredniej, zwanej inaczej cholebilirubiną, bilirubiną A lub bilirubiną związaną. Po dostaniu się do komórek wątrobowych bilirubina jest dwukrotnie sprzęgana z kwasem glukuronowym. Przez to traci zdolność przenikania bariery krew-mózg i przestaje być związkiem neurotoksycznym.

Prawidłowy poziom bilirubiny całkowitej w surowicy krwi człowieka wynosi 0,3-1,0 mg/dl lub 5,1-17,0 μmol/l. Po przekroczeniu stężenia 2-2,5 mg/100 ml krwi, bilirubina dyfunduje do tkanek, powodując ich zażółcenie (żółtaczka).

Sprzęganie bilirubiny wychwyt przez hepatocyty w wątrobie, sprzęganie (przyłączane związki polarne), wydalana jest przez żółć, potem dostaje się do jelita, gdzie dochodzi do przemian.

Metabolizm bilirubiny:
-UDP-glukoronian 75%
-PAPS 15%
-glicyna, tauryna 10%

Wydalanie:
transport aktywny, biegun żółciowy hepatocytu.
Przemiany w jelicie:
-odłączanie reszt glukuronidowych,
-redukcja (mezobilinogen, sterkobilinogen),
-utlenianie (sterkobilina wydalana jest z kałem, barwna).

Frakcje:
-wolna - (+ Albumina), przedwątrobowa, daje pośredni odczyn van der Bergha,
-sprzężona - (przeszła przez wątrobę i ma reszty polarne),wątrobowa, daje bezpośredni odczyn vdB
-pośrednia
-bezpośrednia (od razu daje reakcję barwną)

Diagnostyka:
bilirubina całkowita: stężenie w surowicy <17,1 μmol/l, <1,0mg%.
Frakcje bilirubiny i odczyn van der Bergha.

Żółtaczki:

-hemolityczna: nadmierna produkcja bilirubiny, nadmierna hemoliza.
Powodowana defekty enzymatyczne erytrocytu, przeciwciała przeciwko erytrocytom (przetaczanie krwi), substancje toksyczne, jady węży.
Podwyższone bilirubina całkowita, wolna, urobilinogen w moczu, żelazo.
Obniżone haptoglobina
Brak bilirubina w moczu
Odczyn vdB pośredni

-wątrobowa: miąższowa, nieprawidłowy metabolizm bilirubiny w wątrobie spowodowany uszkodzeniem hepatocytów.
Powodowana Zapalenie wątroby, Toksyczne uszkodzenie wątroby (np. zatrucie 4chlorkiem węgla, muchomorem sromotnikowym).
Podwyższone bilirubina całkowita, wolna, sprzężona, urobilinogen w moczu, enzymy indykatorowe w wątrobie (AlAT, AspAT), żelazo (uszkodzony hepatocyt nie wychwytuje żelaza z krwi, a magazynowane uwalnia).
Obecne bilirubina w moczu
odczyn vdB dwufazowy

-cholestatyczna: pozawątrobowa, zaburzone wydalanie żółci do dwunastnicy.
Powodowana kamica dróg żółciowych, rak głowy trzustki, rak brodawki Vatera, zapalenie dróg żółciowych.
Podwyższone bilirubina całkowita, sprzężona, enzymatyczne markery cholestazy.
Obniżone żelazo
Obecne bilirubina w moczu (mocz ma kolor ciemnego piwa, jest pienisty).
Brak urobilinogen w moczu
odczyn vdB bezpośredni

---