Тема № 21. Обмін гемоглобіну та його порушення. Метаболізм порфіринів.
Актуальність теми
Порфірини – органічні сполуки, що беруть участь в основних процесах життєдіяльності: тканинному диханні та фотосинтезі. У вільному стані порфірини майже не зустрічаються, специфічні сполуки порфіринів представлені комплексами, які складаються з білків і металів. Порфіриновмісні білки широко представлені у природі. В організмі людини вони відіграють важливу роль насамперед у процесах продукції енергії. Найбільше значення мають гемопротеїни: гемоглобін як транспортер кисню, міоглобін, який резервує кисень у м’язах, і цитохроми дихального ланцюга. У зв’язку з тим, що енергопродукція є важливою складовою метаболічних перетворень, знання, які стосуються всіх етапів перетворень порфіринів, є обов’язковими для майбутніх фармацевтів. Крім того, існують спадкові захворювання біосинтезу порфіринів, клінічна картина яких дуже складна - це порфірії. Клінічні прояви порфірій пов’язані з порушенням певних етапів синтезу гему, тому ефективне лікування базується на знаннях дефектних ланок цього синтезу і можливостях їх корекції. Катаболізм гемоглобіну та інших гемовмісних білків відбувається в печінці. Продукти катаболізму - білірубін і білівердин - разом з іншими органічними речовинами, що продукуються гепатоцитами, входять до складу жовчі та екскретуються через кишечник. Порушення процесів метаболізму білірубіну викликають захворювання жовтяниці, діагностика яких проводиться за біохімічними показниками крові та сечі.
Мета заняття:
- уміти пояснювати послідовність реакцій синтезу гему; характеризувати найбільш поширені порфірії.
- засвоїтибіохімічні основи катаболызмугему.
- навчитися за біохімічними показниками крові та сечі проводити диференційну діагностику жовтяниць.
Конкретні завдання:
Ø Трактувати використання амінокислот як попередників у біосинтезі гему.
Ø Обумовити основні етапи синтезу порфіринів на прикладі гему.
Ø Аналізувати диференційні зміни біохімічних показників крові та сечі (вільний та кон’югований білірубін) з метою оцінки патобіохімії жовтяниць.
Ø Визначити жовчні пігменти у сечі. Дати оцінку проведеним дослідженням і зробити висновок.
Теоретичні питання
1. Гемоглобін: структура, властивості, біологічна роль. Нормальні та патологічні похідні гемоглобіну. Аномальні форми гемоглобіну при таласеміях та серповидно – клітинній анемії.
2. Порфірини: номенклатура, структура.
3. Синтез гему: етапи ферментативних перетворень його синтезу. Регуляція та порушення синтезу.
4. Спадкові порушення обміну порфіринів (ензимопатія): еритропоетична порфірія, печінкова порфірія, неврологічні порушення. Фотодерматити та їх корекція фармацевтичними засобами.
5. Катаболізм гемоглобіну: розрив тетрапірольного кільця гему, розпад вердоглобіну, перетворення білівердину на білірубін, утворення білірубіндиглюкуроніду, екскреція в жовч та подальше перетворення у шлунково – кишковому тракті.
6. Клініко – діагностичне значення визначення загального білірубіну та його фракцій.
7. Патобіохімія жовтяниць: гемолітична (передпечінкова), паренхіматозна (печінкова), обтураційна (післяпечінкова). Ферментативні, спадкові жовтяниці:
· Синдром Криглера-Найяра – жовтяниця, що спричинена недостатністю синтезу УДФ-глюкуронілтрансферази (“кон’югаційна жовтяниця”)
· Хвороба Жільбера – патологічний стан, який є гетерогенною групою порушень, спричинених як блоком синтезу УДФ-глюкуронілтрансферази, так і порушенням здатності гепатоцитів до поглинання білірубіну з крові (“абсобційна жовтяниця”)
· Синдром Дабіна-Джонсона – жовтяниця, пов’язана з порушенням транспорту білірубін-глюкуроніду з гепатоцитів у жовч (“екскреційна жовтяниця”).
· Ферментативні жовтяниці новонароджених, способи їх запобігання.
Практична робота
Дослід 1. Визначення жовчних пігментів в сечі реакцією Гмеліна.
Принцип методу заснований на окисленні жовчних пігментів концентрованою азотною кислотою і появі різно забарвлених продуктів окислення (проби не струшувати).
Хід роботи. У пробірку наливають 3-5 мл азотної кислоти, на яку обережно нашаровуються по стінці пробірки 5 мл профільтрованої сечі. Зелене кільце на кордоні рідин доводить наявність жовчних пігментів, нижче зеленого кільця з'являється часто цілий ряд кольорових кілець: синє, фіолетове, червоне, жовте.
Клініко-діагностичне значення. Жовчні пігменти-білірубін, білівердин, уробілін –з’являються лише при патології. Білірубінурію спостерігають при ураженнях печінки і жовчовивідних шляхів (хвороба Боткіна, механічна жовтяниця).Сеча за наявністю жовчних пігментів набуває темного жовто-зеленого кольору.
