FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA

CURSO DE BIOQUÍMICA I

DOCENTE: Q.F MARIA CALIXTO COTOS

ALUMNOS:

AGUIRRE ÑIQUEN DIEGO

CALLE LOPEZ MARYCRUZ

REYES ROMERO DENIS

SUAREZ EGUSQUIZA BEATRIZ

2015 - I

PORFIRINAS: BIOSINTESIS DE LA

HEMOGLOBINA. CATABOLISMO DE LA

HEMOGLOBINA

PORFIRINASSon compuestos cíclicos que se forman por el enlace de 4 anillos pirrol,

mediante puentes de metino (-HC=)

Una propiedad de estos es la formación de complejos con iones metálicos

unidos al átomo de nitrógeno de los anillos de pirrol.

Ejem:

-porfirina de hierro (hem de la hemoglobina)

-porfirina con magnesio (clorofila: pigmento fotosintético de los

vegetales)

En la molécula de porfirina los

anillos (pirrol) se designan

con 1, II, III y IV. Las

posiciones en donde pueden

efectuarse sustituciones en

los anillos están numeradas

1,2, 3, 4,5,6, 7 y 8. Los

puentes metenilo (-HC =) se

designan como α, β. y δ.

Estructura del Porfirina

Las porfirinas que existen en la naturaleza son compuestos en los que los

ocho átomos numerados de hidrógeno, han sido sustituidos por diversas

cadenas laterales en el núcleo de la porfirina.

Como un medio sencillo para mostrar estas sustituciones, Fischer propuso

una fórmula corta para representar la molécula de porfirina, en la cual se

omiten los puentes metenil y en la que cada anillo pirrólico se presenta

como una abrazadera rectangular con la posición de los ocho sustituyentes

enumerados

En la naturaleza sólo existen las porfirinas tipos 1 y 111, y de estas la serie de tipo 111 es la más abundante e importante, devido a que incluye al hem.

HEMOGLOBINA

• Estructura común a todos los mamíferos.

• Lugar de síntesis: eritrocitos.

• Es una proteína conjugada oligomérica constituida por 4 subunidades.

• PM aproximado: 68.000.

• Formada por dos componentes:1. Grupo HEMO: derivado porfirínico que contiene el átomo de Fe indispensable para el transporte de

O2,constituye el núcleo prostético .

2. GLOBINA: proteína conjugada oligomérica formada por 4 subunidades, cada una unida a un grupo HEMO.

ESTRUCTURA DE LA HEMOGLOBINA

ESTRUCTURA DE LA HEMOGLOBINA

CARACTERÍSTICAS DEL GRUPO HEMO:

• Constituye el 4% de la molécula de Hemoglobina.

• Es una estructura heterocíclica llamada protoporfirina IX (por ser la 9º de una serie de estructuras isoméricas)

• Contiene un átomo de Fe ligado por uniones covalentes a sus átomos de N centrales, es decir que es una metalo-porfirina o ferro-porfirina.

• Cada molécula de Hb contiene 4 grupos HEMO unidos cada uno a una diferente cadena polipeptídica de la globina.

Síntesis de Hemoglobina

La síntesis de Hemoglobina empieza cuando los

eritrocitos aun están en estado de

proeritroblastos y continúa incluso en la fase de

reticulositos, cuando estas células abandonan la

médula ósea y entran en el torrente sanguíneo.

Durante la formación de la hemoglobina la

molécula hemo se combina con una cadena

polipeptídica muy larga denominada globina,

para formar una subunidad de hemoglobina

llamada cadena de hemoglobina.

Cuatro de estas cadenas de hemoglobina se

unen débilmente entre ellas para formar así una

molécula de hemoglobina.

Síntesis de la

hemoglobina

Células eritroides de la médula

ósea, donde el Hemo se utiliza

para formar Hemoglobina.

Hepatocitos, donde el Hemo se

emplea en la síntesis de Citocromos.

Principales Localizaciones de Biosíntesis de Hem

BIOSÍNTESIS DEL GRUPO HEMO

Los seres humanos fabrican entre

40-50mg/día de Hemo.

El 80-85% del mismo se utiliza para la síntesis de la

Hemoglobina.

Los hematíes maduros carecen de mitocondrias, por lo que no

pueden sintetizar el Hemo.

BIOSÍNTESIS DEL GRUPO HEMO

COMPARTIMENTALIZACIÓN

La Biosíntesis del Hemo está repartida entre la Mitocondria y el Citosol.

Citoplasma

Mitocondria

BIOSÍNTESIS DEL GRUPO HEMO

Es un derivado porfirínico que contiene un átomo de Fe

(elemento clave en el transporte de O2). Este grupo

constituye el núcleo prostético (porción no proteica sin la

cual la proteína no tendría actividad)

GRUPO HEMO

SÍNTESIS DE

HEMO Grupo prostético de la hemoglobina, de los citocromos redox y

de las enzimas con citocromo P450.

Las reacciones iniciales en la síntesis de hemo son comunes a

la síntesis de otros tetra pirroles como la clorofila en plantas y

la coenzima B12 en Bacterias.

En el hombre, la síntesis de hemo ocurre en todos los tejidos,

sobretodo en la médula ósea (hemoglobina) y en el hígado

(citocromos P450)

SÍNTESIS DE

HEMO Se necesita no solo para Hb sino para citocromos, catalasas

y peroxidasas.

sustrato: glicina y succinil-CoA.

Fe+2 llega desde el plasma (transferrina), atraviesa la

membrana del GR en desarrollo y es captado la

sideroglobulina. Es incorporado al HEMO ya sintetizado.

REGULACIÓN DE LA SÍNTESIS DEL HEMO

Inducción del ALA Sintasa en el

Hígado1. Los medicamentos son

metabolizados por enzimas

del citocromo P450.

2. Algunos fármacos inducen

la síntesis del citocromo

P450, produciendo un

aumento del consumo y

rotura del hemo.

REGULACIÓN DE LA SÍNTESIS DEL HEMO

Inducción del ALA Sintasa en el Hígado

3. Esto da lugar a una disminución global de

la concentración de hemo en las células

hepáticas, lo que a su vez estimula o

induce la transcripción de la ALA sintasa y

la síntesis del hemo.

4. La glucosa bloquea su inducción.

Metabolismo del Hierro

Las células utilizan el hierro principalmente para la síntesis de hemoglobina (las cual es liberada hacia la circulación como componente de los eritrocitos), mioglobina (pigmento muscular) y algunas enzimas respiratorias (citocromos, peroxidasas, catalasas).

La cantidad total de hierro en el organismo es de 4 a 5 gramos por término medio.

Aproximadamente el 65% de esa cantidad se encuentra en la hemoglobina; alrededor del 4% en la mioglobina; un 1% en los grupos hemo de diversos compuestos que estimulan la oxidación intracelular; el 0.1% se encuentra combinado con la proteína transferrina del plasma sanguíneo; y del 15% al 30% se encuentra almacenado, principalmente en el sistema reticuloendotelial y en las células del parénquima hepático, sobre todo en forma de ferritina.

El hierro se combina con la protoporfirina IX para formar la molécula hem, la cual se une a una cadena polipeptídica, llamada globina, para formar la hemoglobina.

METABOLISMO DEL HIERRO

Cada gramo de Hemoglobina contiene 3,4 mg de Fe la reserva sanguínea es de 50 mg.

Las pérdidas renales, por sudoración y digestivas son menores que 1 mg el déficit de Fe se genera más por pérdidas sanguíneas que por problemas nutricionales.

Sin embargo en los niños pequeños y en las embrazadas la ingestión adicional de Fe es fundamental para cubrir las necesidades de síntesis.

La absorción de Fe estará regulada por la magnitud de la eritropoyesis, el estado de los depósitos de reserva y la cantidad de Fe de la dieta.

Fe+2 necesario para sintetizar la Hemoglobina nueva es aprox. de 20 mg diarios. El requerimiento diario de un adulto es de 1mg/día. no viene de la dieta sino que proviene de la destrucción de GR.

CATABOLISMO DE LA HEMOGLOBINA

Bilirrubina directa o bilirrubina conjugada. Se encuentra unida con ácido

glucurónico, para luego ser acumulada en la vesícula biliar y constituir parte de la

bilis, para su posterior eliminación. Su valor normal estándar es de 0 a 0,3 mg/dL

en adultos.

Bilirrubina indirecta o bilirrubina no conjugada. Se encuentra unida a la

albúmina ya que aún no se ha unido a ácido glucurónico, en el hígado para su

eliminación, porque aún no ha tenido el proceso adecuado de degradación para

formar parte de la bilis. Su valor normal aproximado es de 0,1 a 0,5 mg/dl adultos.

También encontramos formas no unidas a albúmina que pueden atravesar la BHE y

producir daño cerebral (kernicterus). Así pues, la bilirrubina indirecta viene

determinada por la bilirrubina no conjugada, ligada y no ligada a albúmina.

Bilirrubina total es la suma de bilirrubina directa y bilirrubina indirecta, lo que da

como resultado aproximado del valor normal de 0,3 a 1,0 mg/dL

VALORES NORMALES DE LA BILIRRUBINA

Los siguientes problemas del hígado también pueden causar

ictericia o niveles de bilirrubina altos:

- Cirrosis (cicatrización del hígado)

- Hepatitis

- Enfermedad hepática

- Enfermedad de Gilbert

Los siguientes problemas con la vesícula biliar o las vías biliares

pueden causar niveles de bilirrubina más altos:

- biliar

- Cáncer del páncreas o de la vesícula biliar

- Cálculos biliares