Blut
Themenblock Blut, Infektion, Abwehr
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Cartes-fiches
ferroportin
transportiert Eisen aus Darmepithelzelle ins Plasma
istt exprimiert in: Enterozyten im Duodenum, Makrophagen, Hepatozyten, Syncytiotrophoblasten (Plazenta)
Hepdicin
Peptid (25 AS) -> bindet an ferroportin und dieses wird dann im proteasom zersörtt -> Eisen bleibt in der Zelle
hemmt Ferroportin und damit die Resorption von Fe im Darm sowie das Recycling durch Makrophagen und erhöht die intrazelluläre Fe Speicher
Hephaestin
Hephaestin besteht aus etwa 1.100 Aminosäuren und besitzt ein Molekulargewicht rund 130 kDa. Es wandelt Fe2+ zu Fe3+ um und vermittelt - wahrscheinlich in Kooperation mit Ferroportin - den Efflux von Eisenionen aus der Zelle.
Das Protein lässt sich vor allem in den Enterozyten des Dünndarms nachweisen, kommt aber auch im Colon, in der Milz, in den Nieren, im Knochen, sowie in der Brustdrüse und der Plazenta vor.
Trnasferrin
trnasortiert das FE3+
Transferrin-Rezeptor 1 und 2
TF-R1: Aufnahme Funktion
TF-R2: regulatorische Funktion<
IRP
iron regulatory protein
wenn eisen an IRP bindet -> dann führt dies zu KOnformationsänderung und die Trnaslationvon TF-R1 wird gesenkt und Trnaslation für Ferritin geseigert
wenn kein eisen gebunden wird -> Trnaslation für TF-R1 wird gestiegert, Trnaslation für Ferritin gesenkt
Erythroferron (ERFE)
wird in Erythroblasten produziert und hemmt d Hepdicin Produktion (=Gegenregulation nach Blutung)
bindet an BMP6 und verhindert dadruch die Hepdicinbildung
Was kann die Produktion von Hepdicin erhöhen und was hat dies für Folgen?=
IL-6 und BMP6 (bone-morphogenic protein 6)
-> vemrindernt die Eisenaufnahme und Eisenrecycling
Hämochromatose
Mangel an Hepdicin -> Fe Resoprtio und Fe-Recycling konstant gesteigert
Eisenspeicherkrankheit: Es wrid zu viel eisen im Körper eingelagert
Genmutationen:
Typ I: HFE (häufigste vererbte Ursache von Hämochromatose
Typ 2a: Hemojuvelin (HjB)
Typ 2b: Hepdicin (HAMP)
Typ 3: TR-R2 Mutationen
Typ 4: ferroportin Mutationen
Symptome:
- Müdigkeit, Schwäche, Oberbrauchschmerzen
- Gelenkschmerzen
- dunkle Hautpigmentierung
- Diabetes mellitus
- Herzinsuffizienz, Arrhythmien
HFE
high iron gene
leigt auf Chromosom 6 und bindet B2-Mikroglobulin
bei der häufigsten Mutation (C282Y) errreicht das Protein die Zellmembran nciht und bei zweithäufigster Mutation interagiert es nicht mehr mit TF-R1 und TF-R2 und Eisen wird nciht mehr aufngenommen -> Hämochromatose
biologische Funktionen Hämoproteine
Sauerstoff-Transporter: Hämoglobin, Myoglobin, Neuroglobin, Cytoglobin
Katalyse: Peroxidasen, Cytochrom-c-Oxidase
Aktiver Membrantrasnport: Cytochrome
Elektronentransfer: Cytochrom c
Allgemeine chrakteristika um Aufbau des Hömoglobins
Quartärstuktur: Tetramer aus 4 Globinen
Protein-Anteil = Globin
Häm-Anteil = Pophyrin + Fe2+
1 Molekül Hb besthet aus 4 Ketten, jede Kette bindet 1 Häm und 1 Molekül Hb 4 Moleküle O2
Adulte Hämoglobin
Synthese bereits während Fetalperiode, wrd nach Geburt verstärkt fortgesetzt
HbA1
98%
zwei alpha und beta Kettem: Sauerstoffaffinität wird stark von 2,3.BPG gesenkt
HbA2
2% zwei alpha und delta-kette
Fetales Hämoglobin (HbF)
zwei alpha und gamma Ketten
- vorherrschend bei Embryo, Fötus und Neugeborenen
- wesentlich höhere Sauerstoffaffinität als adultes Hämoglobin
- Sauerstoffaffinität wird kaum von 2,3- BPG beeinflusst
embryonales Hämoglobin
enthäöt e- un z-ketten
nur in den ersten 8 Wochen nach Befruchtung von bedetuugn
Hömoglobin-synthese
erfolgt in Erythroblasten (Knochenmark)
GlobinSynthese: Ribosomen
Häm-Synthese: 8 enzymatische Einzelschritte, in Mitochondrium und Zytosol
wichtigste Orte: Heoatozyten und Erythroblasten und kernlose Reticulocyten (Knochenmark)
Was ist das Schlüsselenzym der Häm-Biosynthese?
ALA-Synthase (gamma-AMinolävulinsäure-Synthase)
- benötigt PALP als Kofaktor
- wrid durch Feddback-Hemmung reguliert -> Häm hemmt die Transkriütion der ALA-Synthase
chemsicher Aufbau Häm
Porphyrin-Molekük mit zentralem Fe2+ Ion
Pophyrien
entstehen durch Störung der Häm-Biosynthese
Endprodukt Häm wird vermindert gebildet
meist angeborener enzymdefekt
je nach Enzymdefekt akkumulieren unterschiedliche Porphyrinvorstufen oder Porphyrine, die in die Gewebe übertreten
Einteilung der Prophyrien
Primäre Pophyrien (genetisch bedingter Enzymdefekt)
Sekundäre Pophyrien (erworben)
akute Pophyrien -> Mangel an Pophyobilinogendesaminase
nicht akute, chronische Pophyrien -> Mangel an Uropophyrinogendecarboxylase -> erhöhte Lichtempfindlichkeit (Anreicherung Pophyrine in der Haut), teilweise Tumorentwicklung
Erythozytenabbau
hautpsächlich in Makrophagen in der Milz
auch Abbau Hämoglobin findet in Makrophagen statt
Abbau: Schicksal von Globin, Eisen und Häm
Globin: wird in Aminosäuren zerlegt
Eisen: wird freigesetzt und wiederverwertet
Häm: wird zu Bilirubin abgebaut und ausgeschieden (GIT, Nieren)
Hämoglobin-Abbau bei z.B Hömolyse im Blut
frigesetzte Hämoglonin wird an Haptoglobin gebuden un ddem monozytären Phagozyten System (MPS) in Milz und leber zugeführt
wenn Häm freigesetzt wird, wird dieses im Blut an Hämopexin gebunden und zur Leber transportiert und abgebaut
Abbau von Häm zu Bilirubin
1. Hämoxygenase: Öffnung des Pophyrinringssystems, Freisetzung des Eisenions -> grünfarbigen Biliverdin
2. Biliverdin-Reduktase: Methin-gruppe zwischen Ringen C und D wird zur Methylen-Gruppe reduziert -> organefarbigen Bilirubin entsteht
Erythrozyten Eigenschaften
- biokokave Scheibe, grosse Deformierbarkeit
- Zusammmensetzung: 65% Wasser, 34% Hämoglobin, 1% Enzyme
- kein Zellkern
- kein endoplasmatisches Retikulum
- keine Mitochondrien -> nur anaerobe Glykolyse -> Bildung von (2,3-Biphophoglycerat)
Erythrozyten-Stoffwechsel
strikt auf Glucose als Energieträger angewiesen
Aufnahme von Glucose erfolgt durch insulinabhängige GLUT1-Trnasporter -> 80% zur ATP Erzeugung -> LAktat und Generierung von NADPH (10%) und 2,3-Biphophoglycerat (10%)
entsthendes Laktat -> wird aus Zelle ausgeschleist und in Lieber und Niere zu Pyruvat umgewandelt -> Gluconeogenesef
Gluthathionsynthese
G-SH ist Reduktionsmittel und dient dem Schutz des Hb vor Oxidation
NADPH + H+ in Erythozyten Stoffwechsel
wird für Glutathion-Regernation und den Abbau von Peroxiden benötigt
NADPH +H+ Wuelle der Erythrozyten ist Hexosemonophophatweg (=Pentosepophatweg)
MCV
MCH
MCHC
MCV: mittleres kopuskläres Volumen
MCH: mittleres korpuskläres Hämoglobin
MCHC: mittlere kospuskläre Hamoglobinkonzentration
Sauerstoff O2 -Trnasport im BLut
im arteriellen Blut (21oml O2/L Blut(
Hauptanteil ist chemisch an Hämoglobin in Erythrozyten gebunden
Kohlendioxid CO2- Transport im Blut
CO2-Gehalt: im arteriellen Blut 490 ml CO2/L Blut und im gemischt-venösen Blut 520 ml CO2/L Blut
90% von Co2 wird in Erythrozyten durch Carboanhydrase in Bikarbonat HCO3- ugewandelt -> Puffer
kleienr Teil wird an Hämoglobin gebunden (Carbamino-Hämoglobulin)
4% ist physikalsich gelöst
Wie bindet O2 an Hämoglobin?
nicht-kovalent -> nur elektrostatiche Wechselwirkung
Reaktion ist reversibel
Hüfner Zahl
maximale O2-Mege in ml, die von 1 g Hb gebunden werden kann
im Blut: 1g Hb 1.34 O2
in einer reinen Hb-Lösung: 1g bindet maximal 1.39 ml O2
O2-Sättigung des Hämoglobins
gibt an, wieviel des vorhandenen Hämoglobins mit O2 beladen ist
Verhältnis von oxygenierten Hb-=2 zum Gesamt-Hb
Perutz Mechanismus
sigmoidaler Verlauf der O2-Bindungskurve
-> sobald erstes o2 Molekül gebunden hat, sind die nchsten Bindungen erleichtert
Rechtsverschiebung der O2-Bindungskurve
- schwächere O2 Bindung an Hämoglobin
- begünstigt die O2 Abgabe im Gewebe
- O2 Halbsättigungsdurck erhöht
Ursachen: 2,3-BPG, CO2, T, H+ erhöht (=pH tieff)
Linksverschiebung der O2- BIndungskurve
- Stärkere O2-Bindung an Hämoglobin
- Geringere O2-Abgabe im Gewebe, verbesserte Aufnahme in der Lunge
- O2-Halbsättigungsdruck erniedrigt
Ursachen: 2,3-BPG, CO2, T, H+ tief
Hamburger-Shift
Ausschleusung von HCO3- aus dem Erythorzyten im Antiport gegen Cl- durch Anionenaustauscher AE1