Biohemija – sinteza hema

Sadržaj:

Uvod.................................................................................................................................................2

1.

Biosinteza hema....................................................................................................................... 4

2.

Regulacija biosinteze hema......................................................................................................5

3.

Poremećaj sinteze Hema (Porfirije)......................................................................................... 7

4.

Akutna intermitentna hepatična porfirija.................................................................................8

5.Hereditarna  koproporfirija.........................................................................................................10

5.1. Šta je to Porfirija variegata..................................................................................................... 10

5.2. Pojam Porfirija kutanea tarda..................................................................................................11

5.3. ALA dehidrataza.....................................................................................................................11

5.4. Kongenitalna eritropoetska porfirija....................................................................................... 11

5.5. Eritropoetska protoporfirija.................................................................................................... 12

5.6. Stečene porfirinopatije............................................................................................................ 12

5.7. Trovanje olovom.....................................................................................................................12

6. Zaključak....................................................................................................................................13

Literatura:.......................................................................................................................................14

2

Uvod

Sinteza   hema   je   ključan   biokemijski   proces   u   organizmu   koji   omogućava   pravilno 

funkcionisanje   mnogih   vitalnih   sistema,   uključujući   transport   kiseonika   putem   hemoglobina, 

mioglobina, kao i enzima koji učestvuju u metabolizmu. Hem, koji se sastoji od porfirinskog 

prstena sa vezanim gvožđem, ima važnu ulogu u brojnim biološkim procesima. Proces njegove 

sinteze, poznat kao biosinteza porfirina, se odvija kroz niz enzimskih reakcija, pri čemu su za svaki 

korak odgovorni specifični enzimi. Međutim, poremećaj bilo kojeg od ovih enzima može dovesti 

do   različitih   oblika   porfirija,   skupine   metaboličkih   poremećaja   koji   se   javljaju   kada   postoji 

deficitarna aktivnost enzima u sintezi hema.

Poremećaji u sintezi hema mogu biti nasledni ili stečeni. Nasledni oblici porfirija nastaju zbog 

genetskih   mutacija   koje   dovode   do   nedostatka   određenih   enzima,   što   može   uzrokovati 

nagomilavanje porfirinskih prekursora, a samim tim i ozbiljne zdravstvene probleme. Neki od 

najpoznatijih naslednih oblika porfirija uključuju hereditarnu koproporfiriju, porfiriju variegata, 

ALA dehidrataza deficitnu porfiriju i kongenitalnu eritropoetsku porfiriju. Svaki od ovih oblika 

porfirija ima specifične kliničke manifestacije, kao što su akutni napadi, fotosenzitivnost kože i 

kožne lezije, koji su direktno povezani sa poremećajem sinteze hema i nakupljanjem njegovih 

prekursora.

S druge strane, stečene ili sekundarne porfirije nastaju kao rezultat oštećenja jetre ili drugih organa, 

često usled trovanja hemikalijama, lekovima ili alkoholu, što takođe dovodi do poremećaja u 

metabolizmu porfirina i povećanog izlučivanja porfirina urinom. Iako se ne prenose genetski, 

stečeni oblici porfirija mogu izazvati simptome slične onima kod naslednih oblika, uključujući 

kožne lezije i fotosenzitivnost.

Poremećaj sinteze hema, bilo da je uzrokovan genetskim defektima ili spoljnim faktorima, ima 

ozbiljan uticaj na organizam, te je razumevanje biokemijskih mehanizama i kliničkih manifestacija 

ovih poremećaja od ključne važnosti za dijagnostiku i lečenje obolelih.

4

organizma. Sinteza hema se odvija uglavnom putem tetrapirolova tipa III. Ovaj put sinteze je 

normalan i produktivan, dok je put sinteze derivata tipa I neželjen i predstavlja otpadne metabolite.

Nastali porfirinogeni, kao što su uroporfirinogen i koproporfirinogen, pretrpeće dalje reakcije 

dekarboksilacije i oksidacije. Uroporfirinogen III se pretvara u koproporfirinogen III, koji zatim 

ulazi   u   mitohondrije,   gde   nastavlja   proces   sinteze   hema.   Koproporfirinogen   I,   koji   nije 

kompatibilan sa mitohondrijama, ne učestvuje u sintezi hema, već se oksidiše ili izbacuje iz 

organizma.

U mitohondrijama, koproporfirinogen III se dalje transformiše u protoporfirinogen III, a zatim u 

protoporfirin III, uz uklanjanje atoma vodonika u reakcijama katalizovanim enzimima poput 

koproporfirinogen oksidaze i protoporfirinogen oksidaze. Na kraju, poslednji korak biosinteze 

hema uključuje vezivanje železnog jona (Fe² ) za protoporfirin III. Ovu reakciju katalizuje enzim

⁺

ferohelataza   (hem   sintetaza),   koji   je   ključan   za   formiranje   funkcionalnog   hema.   Aktivnost 

ferohelataze   zavisi   od   različitih   faktora,   uključujući   prisustvo   molekularnog   kiseonika   i 

regulatorne supstance kao što su vitamin C, glutation i cistein.

2. Regulacija biosinteze hema

Regulacija   biosinteze   hema,   kako   sam   saznala,   uključuje   složen   mehanizam   koji   se 

kontroliše   aktivnostima   enzima,   pre   svega   ALA-sintaze   i   ferohelataze,   kao   i   drugim 

metabolizmima i faktorima koji utiču na proizvodnju ovog vitalnog jedinjenja. Ovaj proces je po 

meni  neophodan za pravilno funkcionisanje organizma, jer hem proteini kao što su hemoglobin i 

citohromi imaju ključnu ulogu u transportu kiseonika i detoksikaciji organizma. Zbog toga je, 

smatram,  efikasna regulacija biosinteze hema od suštinskog značaja za održavanje zdravlja.

Biosinteza hema u organizmu čoveka podrazumeva nekoliko ključnih enzima koji omogućavaju 

sintezu ovog kompleksnog molekula. Najvažniji enzimi u ovom procesu su ALA-sintaza (ALA-

sintaza),   ferohelataza,   ALA-dehidrataza,   uroporfirinogen   III   kosintetaza   i   koproporfirinogen 

dekarboksilaza. Regulacija aktivnosti ovih enzima omogućava kontrolu brzine biosinteze hema.