Metabolismo del Hierro y del Hemo

Hemo y Hierro

Universidad Central de Venezuela

Facultad de Medicina

Escuela “José María Vargas”

Cátedra de Bioquímica

Br. Carlos Pedroza

Metabolismo del Hemo y del Hierro

Hemo y Hierro

Hemo y Hierro

Proteína Transportadora de O2

“Proteína con un grupo prostético (hemo) afín al oxígeno, con el cual cumple funciones de transporte”

Hemoproteína

Hemo y Hierro

Grupo Hemo Parte Proteica

Met

Ala

Arg

Asn

Asp

His

Gly

Glu

Gln

Ile

Leu

Lys

Phe

Pro

Val

Tyr

Trp

Thr

Cys Ser

Grupo Prostético

Parte Proteica

Apoproteína

Hemoproteína

Hemo y Hierro Hemo y Hierro Fe-Protoporfirina IX

Hemo y Hierro Hemo y Hierro Fe-Protoporfirina IX

Hemo y Hierro Hemo y Hierro Fe-Protoporfirina IX

Hemo y Hierro Hemo y Hierro Fe-Protoporfirina IX

Hemo y Hierro Metileno Metenilo

Nomenclatura Porfirinógeno Porfirina

Hemo y Hierro

Nomenclatura

1

2 3

4

8

7 6

5

α

γ

δ β

Hemo y Hierro

Acetil -CH2-COOH

Metil -CH3

Propionil -CH2-CH2-COOH

Vinil -HC=CH2

AMPVenezolano

Hemo y Hierro

Según el tipo de los sustituyentes Uroporfirinógenos

A P

P

P A

P A

A

Nomenclatura

Acetil

Propionil

Uroporfirinógeno I

Hemo y Hierro

Nomenclatura Según el tipo de los sustituyentes Coproporfirinógenos

M P

P

P M

M M

P

Metil

Propionil

Coproporfirinógeno III

Hemo y Hierro

M V

P

V M

M M

P

Nomenclatura Según el tipo de los sustituyentes Protoporfirinógenos

Metil

Propionil

Vinil

Protoporfirinógeno IX

Hemo y Hierro

A P

P

P A

P A

A

Nomenclatura Según la distribución de los sustituyentes Serie I

Uroporfirinógeno I

Hemo y Hierro

A A

P

P P

A A

P

Nomenclatura Según la distribución de los sustituyentes Serie II

Uroporfirinógeno II

Hemo y Hierro

A P

P

P A

A A

P

Nomenclatura Según la distribución de los sustituyentes Serie III

Uroporfirinógeno III

Hemo y Hierro

A P

A

P A

A P

P

Nomenclatura Según la distribución de los sustituyentes Serie IV

Uroporfirinógeno IV

Hemo y Hierro

Nomenclatura Según la distribución de los sustituyentes Serie I y Serie III

Hemo y Hierro

Nomenclatura Según la distribución de los sustituyentes A, B y C

Metil -CH3

Vinil -HC=CH2

Propionil -CH2-CH2-COOH

Hemo y Hierro

Propiedades 1) Tienen facilidad para unirse a iones metálicos

2) Espectros de absorción característicos

3) Presentan resonancia debido a la presencia de

dobles enlaces conjugados → Estabilidad

4) Las porfirinas son coloreadas, los

porfirinógenos son incoloros

5) Cuando reaccionan con solventes orgánicos y son

iluminadas con luz UV presentan fluorescencia

Hemo y Hierro

Banda de Soret

Hemo y Hierro

BIOSÍNTESIS DEL HEMO

PRIMERA PARTE

Hemo y Hierro

PRIMERA PARTE – Biosíntesis del Hemo

Hemo y Hierro

PRIMERA PARTE – Biosíntesis del Hemo

Hemo y Hierro

PRIMERA PARTE – Biosíntesis del Hemo

ALA sintasa

Fosfato de piridoxal

Hemo y Hierro

PRIMERA PARTE – Biosíntesis del Hemo

Porfobilinógeno

(PBG) Ácido δ-aminolevulínico

ALA deshidratasa Porfobilinógeno sintasa

Hemo y Hierro

PRIMERA PARTE – Biosíntesis del Hemo

Porfobilinógeno

(PBG)

Uroporfirinógeno I inactivo

(Hidroximetilbilano)

Uroporfirinógeno I sintasa

Hemo y Hierro

PRIMERA PARTE – Biosíntesis del Hemo

Uroporfirinógeno I inactivo (Preuroporfirinógeno I)

Uroporfirinógeno III

Uroporfirinógeno III cosintasa

Hemo y Hierro

PRIMERA PARTE – Biosíntesis del Hemo

Hemo y Hierro

PRIMERA PARTE – Biosíntesis del Hemo

Uroporfirinógeno III Coproporfirinógeno III

Uroporfirinógeno descarboxilasa

Hemo y Hierro

PRIMERA PARTE – Biosíntesis del Hemo

Coproporfirinógeno III Protoporfirinógeno IX

Coproporfirinógeno oxidasa

Hemo y Hierro

PRIMERA PARTE – Biosíntesis del Hemo

Protoporfirinógeno IX Protoporfirina IX

Protoporfirinógeno IX oxidasa

Hemo y Hierro

PRIMERA PARTE – Biosíntesis del Hemo

Protoporfirina IX Fe++-Protoporfirina IX

Ferroquelatasa

Hemo y Hierro

PRIMERA PARTE – Biosíntesis del Hemo

Hemo y Hierro

PRIMERA PARTE – Biosíntesis del Hemo

ALA deshidrasa o Porfobilinógeno sintasa

Uroporfirinógeno I sintasa

Uroporfirinógeno III cosintasa

Uroporfirinógeno descarboxilasa

Coproporfirinógeno III oxidasa

Protoporfirinógeno IX oxidasa

Ferroquelatasa

Hemo y Hierro

PRIMERA PARTE – Biosíntesis del Hemo

Hemo y Hierro

CATABOLISMO DEL HEMO

SEGUNDA PARTE

Hemo y Hierro

SEGUNDA PARTE – Catabolismo del Hemo Hemólisis extravascular

Hemo y Hierro

Hemo y Hierro

SEGUNDA PARTE – Catabolismo del Hemo

Hemo y Hierro

SEGUNDA PARTE – Catabolismo del Hemo

Hemo y Hierro

SEGUNDA PARTE – Catabolismo del Hemo

Hemo y Hierro

Transporte facilitado Ligandinas → Retículo endoplásmico liso

SEGUNDA PARTE – Catabolismo del Hemo

Hemo y Hierro

Transporte facilitado Ligandinas → Retículo endoplásmico liso

SEGUNDA PARTE – Catabolismo del Hemo

Hemo y Hierro

SEGUNDA PARTE – Catabolismo del Hemo

Hemo y Hierro

SEGUNDA PARTE – Catabolismo del Hemo

Transporte

activo

Hemo y Hierro

SEGUNDA PARTE – Catabolismo del Hemo

Hemo y Hierro

SEGUNDA PARTE – Catabolismo del Hemo

Hemo y Hierro

SEGUNDA PARTE – Catabolismo del Hemo

Hemo y Hierro

SEGUNDA PARTE – Catabolismo del Hemo

Hemo y Hierro

SEGUNDA PARTE – Catabolismo del Hemo

Hemo y Hierro

SEGUNDA PARTE – Catabolismo del Hemo

Estercobilina

Urobilina

Hemo y Hierro

Sangre Sistema Reticuloendotelial

Hígado

Bilirrubina +

UDP-Ácido glucurónico

Diglucurónido de

Bilirrubina + UDP

UDP-glucoronosil

transferasa

Sistema Digestivo

Diglucurónido de

Bilirrubina

Urobilinógeno

Urobilina

50% 50%

Sangre →

Riñón

→

Estercobilina

Orina Heces fecales

Bilirrubina-Albúmina Hemoglobina

Hemoxigenasa

Globina + Hemo

Biliverdina

Hemoxigenasa

Bilirrubina

Biliverdina

reductasa

Hemo y Hierro

ABSORCIÓN Y DISTRIBUCIÓN DEL HIERRO

TERCERA PARTE

Hemo y Hierro

TERCERA PARTE – Absorción del Hierro

Fe+2 Fe+3 Zonas con pH ácidoneutras y

alcalinas

Zonas con pH neutro o alcalino

Hemo y Hierro

Esencial y funcional

Hemoglobina, Mioglobina, enzimas y cofactores

No esencial, de almacenamiento

Ferritina y Hemosiderina

TERCERA PARTE – Absorción del Hierro

Hemo y Hierro

Hemoproteínas Flavoproteínas

Citocromos (a-a3, b, b5, c, c1, p450, citocromo oxidasa)

Catalasa Peroxidasa

Triptófano pirrolasa Lipooxigenasa

Homogentísico oxidasa

Citocromo c reductasa NADH deshidrogenasa

Xantina oxidasa Succinato deshidrogenasa Acil-CoA deshidrogenasa

TERCERA PARTE – Absorción del Hierro

Hemo y Hierro

Anemia

Hemo cromatosis

vs

TERCERA PARTE – Absorción del Hierro

Hemo y Hierro

Fuentes exógenas Fuentes endógenas

Dieta Hemólisis Hematopoyesis ineficaz Depósitos (ferritina), etc

1-2 mg/día 23 mg/día

Requerimientos diarios 25mg/día

TERCERA PARTE – Absorción del Hierro

Hemo y Hierro

TERCERA PARTE – Absorción del Hierro

Hemo y Hierro

Duodeno Porción proximal

de Yeyuno

TERCERA PARTE – Absorción del Hierro

Hemo y Hierro

Hierro Hemo

Hierro no Hemo

TERCERA PARTE – Absorción del Hierro

Hemo y Hierro

Hierro Hemo

Hierro no Hemo

Hierro Hemo – Fe+2

Se encuentra en carnes y pescados.

Representa apenas un 10 a 20% de la

dieta. Puede ayudar al hierro no heme a

mejorar su absorción cuando se

combinan. (Dieta balanceada) Es el más

absorbido.

TERCERA PARTE – Absorción del Hierro

Hemo y Hierro

Hierro Hemo

Hierro no Hemo

Hierro no Hemo – Fe+3

Se encuentra en vegetales verdes, cereales

completos y frutas principalmente,

combinado con fitatos, oxalatos, entre

otros. Es el más abundante, pero el

menos absorbible (<5%).

Hierro Hemo – Fe+2

Se encuentra en carnes y pescados.

Representa apenas un 10 a 20% de la

dieta. Puede ayudar al hierro no heme a

mejorar su absorción cuando se

combinan. (Dieta balanceada) Es el más

absorbido.

TERCERA PARTE – Absorción del Hierro

Hemo y Hierro

TERCERA PARTE – Absorción del Hierro

Hemo y Hierro

TERCERA PARTE – Absorción del Hierro

Hemo y Hierro

METABOLISMO DEL HIERRO

CUARTA PARTE

Hemo y Hierro

Apoferritina + Fe++

Almacenamiento intracelular

del hierro

Capacidad → 4500 átomos de

hierro, aunque suele contener

menos de 3000.

Se sintetiza en el hígado, bazo

y mucosa intestinal.

Proteínas involucradas

CUARTA PARTE – Metabolismo del Hierro

Ferritina

Hemo y Hierro

Complejo insoluble formado

por la fusión de varias moléculas

de ferritina.

Acumulación → Produce

Hemosiderosis

Proteínas involucradas

CUARTA PARTE – Metabolismo del Hierro

Hemosiderina

Hemo y Hierro

Transporte del hierro en la

sangre.

Es sintetizada en el hígado

Puede unir sólo 2 Fe+3

No existe cooperatividad

Saturación de la Transferrina

(20 a 45%).

Proteínas involucradas

CUARTA PARTE – Metabolismo del Hierro

Transferrina

Hemo y Hierro

Transporte del hierro en la

sangre.

Es sintetizada en el hígado

Puede unir sólo 2 Fe+3

No existe cooperatividad

Saturación de la Transferrina

(20 a 45%).

Receptores → (TFr1 y TFr2)

Proteína transmembrana (2

monómeros) que media la

captación por endocitosis.

Su número en membrana es

inversamente proporcional a los

depósitos de hierro en el

organismo.

Proteínas involucradas

CUARTA PARTE – Metabolismo del Hierro

Transferrina

Hemo y Hierro

Transporte del hierro en la

sangre.

Es sintetizada en el hígado

Puede unir sólo 2 Fe+3

No existe cooperatividad

Saturación de la Transferrina

(20 a 45%).

Receptores → (TFr1 y TFr2)

Proteína transmembrana (2

monómeros) que media la

captación por endocitosis.

Su número en membrana es

inversamente proporcional a los

depósitos de hierro en el

organismo.

Transferrina

Proteínas involucradas

CUARTA PARTE – Metabolismo del Hierro

Hemo y Hierro

Ferroxidasa I

Oxidación del Fe+2

Fe+2 + ferroxidasa → Fe+3 +

ferroxidasa reducida

Proteínas involucradas

CUARTA PARTE – Metabolismo del Hierro

Ceruloplasmina

Hemo y Hierro

Se une a los dímeros de

oxihemoglobina durante la

hemólisis intravascular y la

transporta a las células

reticuloendoteliales.

Sintetizadas en el hígado

No permite la eliminación de la

hemoglobina a través de la

filtración renal.

Proteínas involucradas

CUARTA PARTE – Metabolismo del Hierro

Haptoglobina

Hemo y Hierro

Otra proteína que une hemo

libre y hemina.

Transfiere al hígado.

También fija protoporfirnina

libre.

No permite la eliminación de

la hemoglobina a través de la

filtración renal.

Proteínas involucradas

CUARTA PARTE – Metabolismo del Hierro

Hemopexina

Hemo y Hierro

Ciclo del Hierro

CUARTA PARTE – Metabolismo del Hierro

Hemo y Hierro

Ciclo del Hierro

CUARTA PARTE – Metabolismo del Hierro

Hemo y Hierro

PORFIRIAS

QUINTA PARTE

Hemo y Hierro

ALA deshidratasa o Porfobilinógeno sintasa

Uroporfirinógeno I sintasa

Uroporfirinógeno III cosintasa

Uroporfirinógeno descarboxilasa

Coproporfirinógeno III oxidasa

Protoporfirinógeno IX oxidasa

Ferroquelatasa

QUINTA PARTE – Porfirias

Hemo y Hierro

QUINTA PARTE – Porfirias

Neurotóxicos

Fo

to

se

ns

ibil

ida

d

Hemo y Hierro

QUINTA PARTE – Porfirias

Eritropoyéticas Hepáticas Eritrohepáticas

Porfiria eritropoyética

congénita (PEC) o de

Gunther

Porfiria eritropoyética

(PPE)

Plumboporfiria o

Porfira de Doss

Porfiria intermitente

aguda

Porfiria cutánea tardía

Porfiria Tóxica

Coproporfiria

hereditaria (CPH)

Porfiria variegata o

jaspeada

Hemo y Hierro

QUINTA PARTE – Porfirias

Porfiria Defecto Sitio Clínica

Plumboporfiria ALA deshidratasa,

COPROgen oxidasa y

Ferroquelatasa Hepática Mixta

↑ALA, COPROgen y

protoporfirina IX

Porfiria de Doss ALA deshidratasa Hepática Aguda ↑ALA

Intermitente aguda

(PIC) Uroporfirinógeno I

sintasa Hepática Aguda

Orina

↑ALA y PBG

Eritropoyética congénita

(PEC) o de Gunther

Uroporfirinógeno

III cosintasa Eritropoyética Cutánea

Hematíes → ↑UROgen I

Orina → ↑UROgen I y

COPROgen I

Cutánea tardía Uroporfirinógeno

descarboxilasa Hepática Cutánea

Orina → UROgen I y II

Heces → COPROgen

Coproporfiria

hereditaria (CPH) Coproporfirinógeno

oxidasa Mixta Mixta

Orina → ↑ALA, PBG y

COPROgen III

Variegata o jaspeada Protoporfirinógeno

oxidasa Mixta Mixta

Orina → ↑PBG y ALA

Hematíes → PROTOgen IX y

COPROgen III

Eritropoyética HEM sintetasa

Ferroquelatasa Eritropoyética Cutánea

Hematíes

↑Protoporfirna

Hemo y Hierro

QUINTA PARTE – Porfirias

Hemo y Hierro

ICTERICIAS

SEXTA PARTE

Hemo y Hierro

Ictericia Se define como “la coloración

amarillenta de la piel y de las

mucosas debido a niveles elevados de bilirrubina en

la sangre”.

SEXTA PARTE – Ictericias

Hemo y Hierro

SEXTA PARTE – Ictericias

Valores normales de Bilirrubina

Bilirrubina directa 0,1 a 0,3 mg/100 ml

Bilirrubina indirecta menor de 1,0 mg/ml

Bilirrubina total 0,3 a 1,0 mg/100 ml

Hemo y Hierro

SEXTA PARTE – Ictericias

Hemo y Hierro

HB de

retención

HB de

regurgitación

SEXTA PARTE – Ictericias

Método de Van den Bergh

Reactivo de Ehrlich → Reactivo

diazo (Acido clorhídrico, Ácido

sulfanílico, Nitrito de sodio) +

Bilirrubina + Metanol

Reactivo diazo +

Bilirrubina +

Metanol

Reacción

indirecta

Bilirrubina

no

conjugada

Reactivo diazo +

Bilirrubina

Reacción

directa

Bilirrubina

conjugada

Reactivo diazo +

Bilirrubina +

Metanol

Reacción

indirecta

Reactivo diazo +

Bilirrubina

Reacción

directa

Hemo y Hierro

SEXTA PARTE – Ictericias

Hemo y Hierro

SEXTA PARTE – Ictericias

Hemo y Hierro

SEXTA PARTE – Ictericias

Hemo y Hierro

Clasificación de las Ictericias

Excreción

Hemólisis

Transporte

Bilirrubina-Albúmina

Captación

Conjugación

Bilirrubina no conjugada

Bilirrubina conjugada

Pre-Hepáticas

Hepáticas

SEXTA PARTE – Ictericias

Hemo y Hierro

Clasificación de las Ictericias

Hiperbilirrubinemia no conjugada

Sobreproducción de

bilirrubina

Alteración

transporte

plasmático

Alteración de la

captación hepática

Alteración de la

conjugación

Hemólisis,

eritropoyesis ineficaz,

reabsorción de

hematomas

Contrastes RX

Fármacos como

Sulfamidas,

Ampicilina, Salicilatos,

Fenilbutazona,

Furosemida

Síndrome de Gilbert

Contrastes RX

Fármacos como

Probenecid,

Rifampicina, Ácido

flavaspídico

Síndrome de Gilbert

Síndrome de Crigler-

Najjar

Ictericia fisiológica

del recién nacido

Leche materna

Fármacos como

Novobiocina y

Cloranfenicol

SEXTA PARTE – Ictericias

Hemo y Hierro

Clasificación de las Ictericias

Hiperbilirrubinemia conjugada

Alteración aislada de la

excreción de bilirrubina Colestasis intrahepática Colestasis extrahepática

Síndrome de Dubin-Johnson

Síndrome de Rotor

Colestasis benigna recurrente,

colestasis gravídica, Enfermedades

congénitas, Hepatitis aguda y

crónica, Cirrosis hepática y biliar

primaria, Fármacos, Ictericia

postoperatoria, ICC, amiloidosis,

sepsis, Hepatitis neonatal

idiopática, enfermedad de Caroli,

Colangitis esclerosante primaria

Granulomatosis hepática, Tumores

hepáticos

Quiste de colédoco, Litiasis biliar,

Colangitis esclerosante primaria,

Hemobilia, Parasitosis,

Pancreatitis aguda y crónica,

Pseudoquiste pancreático,

Estenosis biliar postquirúrgica,

Atresia biliar, Tumores de la vía

biliar, Carcinoma de páncreas,

Ampuloma

SEXTA PARTE – Ictericias

Hemo y Hierro

Clasificación de las Ictericias

Excreción

Hemólisis

Transporte

Bilirrubina-Albúmina

Captación

Conjugación

Bilirrubina no conjugada

Bilirrubina conjugada

Síndrome de Gilbert

Síndrome de Crigler-Najjar y Recién Nacidos

SEXTA PARTE – Ictericias

Síndrome de Dubin-Johnson

Hemo y Hierro

SEXTA PARTE – Ictericias

Ictericia fisiológica del recién nacido

↓Actividad de la UDP-

glucoroniltransferasa

↓Ácido glucurónido

↑Bilirrubina no

conjugada

Hemo y Hierro

SEXTA PARTE – Ictericias

Ictericia fisiológica del recién nacido

Hemo y Hierro

HEMÓLISIS INTRAVASCULAR

SÉPTIMA PARTE

Hemo y Hierro

SÉPTIMA PARTE – Hemólisis intravascular

Hemo y Hierro

SÉPTIMA PARTE – Hemólisis intravascular

Hemo y Hierro

SÉPTIMA PARTE – Hemólisis intravascular

Hemo y Hierro

Hemo y Hierro

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