Гем – порфирин, анын молекуласынын борборунда темир иондору Fe2+ жайгашкан, алар структурага эки коваленттик жана эки координациялык байланыш аркылуу кирет. Порфириндер - метилен бирикмелери (-CH=) бар төрт эриген пирролдун системасы.
Гем молекуласы жалпак түзүлүшкө ээ. Кычкылдануу процесси гемди Fe3+ деп аталган гематинге айлантат.
Асыл таштарды колдонуу
Гем – гемоглобиндин жана анын туундуларынын гана эмес, миоглобиндин, каталазанын, пероксидазанын, цитохромдордун, троптофандын формилкинуренинге чейин кычкылданышын катализдөөчү триптофан пироллаза ферментинин простата безинин тобу. Гемма мазмунунда үч лидер бар:
- эритроциттер, гемоглобинден турган;
- миоглобин бар булчуң клеткалары;
- цитохром P450 менен боор клеткалары.
Клеткалардын функциясына жараша белоктун түрү, ошондой эле гемдеги порфирин өзгөрөт. Гемоглобин геминде протопорфирин IX, ал эми цитохром оксидазасында формилпорфирин бар.
Гем кантип пайда болот?
Белоктун өндүрүшү дененин бардык кыртыштарында болот, бирок эң жемиштүү гем синтези эки органда болот:
- сөөк чучугу гемоглобинди өндүрүү үчүн белок эмес компонентти өндүрөт;
- гепатоциттер цитохром P450 үчүн чийки затты өндүрөт.
Митохондриялык матрицада пиридоксалга көз каранды фермент аминолевулинат синтаза 5-аминолевулин кислотасынын (5-ALA) пайда болушунун катализатору болуп саналат. Бул этапта Кребс циклинин продуктысы болгон глицин жана суцинил-КоА гемдин синтезине катышат. Гем бул реакцияны токтотот. Темир, тескерисинче, байланыштыруучу протеиндин жардамы менен ретикулоциттерде реакцияны козгойт. Пиридоксалдык фосфаттын жетишсиздиги менен аминолевулинат синтазасынын активдүүлүгү төмөндөйт. Кортикостероиддер, стероиддик эмес сезгенүүгө каршы препараттар, барбитураттар жана сульфаниламиддер аминолевулинат синтазасынын стимуляторлору болуп саналат. Реакциялар боордо бул затты өндүрүү үчүн цитохром Р450 тарабынан гемди керектөөнүн көбөйүшү менен шартталган.
5-аминолевулин кислотасы же порфобилиноген синтаза митохондриядан цитоплазмага кирет. Бул цитоплазмалык ферментте порфобилиноген молекуласынан тышкары 5-аминолевулин кислотасынын дагы эки молекуласы бар. Гемдин синтези учурунда реакцияны гем жана коргошун иондору тежейт. Ошондуктан заарада жана канда 5-аминолевулин кислотасынын көбөйүшү коргошун менен ууланууну билдирет.
Цитоплазмада порфобилиноген деаминазадан гидроксиметилбиланга чейин порфибилиногендин төрт молекуласынын дезаминдениши жүрөт. Андан ары молекула упопорфириноген I жана декарбоксилат копропорфириноген I ге айланышы мүмкүн. Уропорфириноген III гидроксиметилбиландын дегидратация процессинде мунун косинтаза ферментинин жардамы менен алынат.молекулалар.
Уропорфириногендин копропорфириноген IIIге декарбоксилденүүсү цитоплазмада андан ары клеткалардын митохондрияларына кайтып келүү үчүн уланат. Ошол эле учурда копропорфириноген III оксидаза протопорфириноген IV (+ O2, -2CO2) молекулаларын протопорфириноксидазанын жардамы менен андан ары (-6Н+) протопорфирин V ге чейин кычкылдандырып декарбоксилдейт. Протопорфирин V молекуласына феррохелатаза ферментинин акыркы стадиясында Fe2+ кошулушу гем синтезин аяктайт. Темир ферритинден алынат.
Гемоглобин синтезинин өзгөчөлүктөрү
Гемоглобиндин өндүрүшү – гем менен глобиндин өндүрүшү:
- гем кычкылтектин гемоглобин менен кайра байланышына ортомчу протездик топту билдирет;
- глобин - гем молекуласын курчап турган жана коргогон протеин.
Гемдин синтезинде феррохелатаза ферменти протопорфирин IX структурасынын шакекчесине темирди кошуп, гемди пайда кылат, анын төмөн деңгээли анемия менен байланыштуу. Темирдин жетишсиздиги аз кандуулуктун эң кеңири тараган себеби катары гемдин өндүрүшүн азайтат жана кандагы гемоглобиндин деңгээлин кайрадан төмөндөтөт.
Бир катар дары-дармектер жана токсиндер гемдин синтезин түз бөгөттөп, ферменттердин анын биосинтезине катышуусуна тоскоол болот. Балдарда дары-дармектердин синтезин тыйышы көп кездешет.
Глобин түзүлүшү
Эки түрдүү глобин чынжырлары (ар бири өзүнүн гем молекуласы бар) биригип, гемоглобинди түзөт. Эмбриогенездин эң биринчи жумасында альфа чынжыр гамма чынжыр менен биригет. Бала төрөлгөндөн кийин, биригүүбета чынжыр менен пайда болот. Бул толук гемоглобин молекуласын түзгөн эки альфа чынжырынын жана башка эки чынжырдын айкалышы.
Альфа жана гамма чынжырларынын айкалышы түйүлдүктүн гемоглобинин түзөт. Эки альфа жана эки бета чынжырдын айкалышы "чоңдорго" гемоглобинди берет, ал төрөлгөндөн баштап 18-24 жума бою канда үстөмдүк кылат.
Эки чынжырдын байланышы димерди түзөт - кычкылтекти эффективдүү ташыбаган түзүлүш. Эки димер гемоглобиндин функционалдык формасы болгон тетрамерди түзөт. Биофизикалык мүнөздөмөлөрдүн комплекси өпкөнүн кычкылтектин кабыл алынышын жана анын кыртыштарга бөлүнүп чыгышын көзөмөлдөйт.
Генетикалык механизмдер
Альфа-глобин чынжырларын коддоочу гендер 11-хромосомада альфа чынжырчалары эмес, 16-хромосомада жайгашкан. Ошого жараша алар "альфа-глобиндик локус" жана "бета-глобиндик локус" деп аталат. Эки ген тобунун экспрессиялары эритроциттердин нормалдуу иштеши үчүн тыгыз тең салмактуу. Дисбаланс талассемиянын өнүгүшүнө алып келет.
Ар бир 16-хромосомада окшош эки альфа-глобин гени бар. Ар бир клеткада эки хромосома болгондуктан, бул гендердин төртөө адатта бар. Ар бири гемоглобин синтези үчүн зарыл болгон глобин альфа чынжырларынын төрттөн бирин өндүрөт.
Локустун бета-глобин локусунун гендери эмбриондук өнүгүү учурунда активдүү болгон жерден баштап ырааттуу жайгашат. Тартип төмөнкүдөй: эпсилон гамма, дельта жана бета. Гамма генинин эки көчүрмөсү барар бир хромосома 11, ал эми калгандары бир нускада бар. Ар бир клеткада төрт альфа-глобин генинин ар бирине так дал келген протеиндин көлөмүн билдирген эки бета-глобин гени бар.
Гемоглобиндин өзгөрүшү
Генетикалык деңгээлдеги тең салмактуулуктун механизми азырынча медицинага белгисиз. Түйүлдүктүн гемоглобининин олуттуу көлөмү баланын денесинде төрөлгөндөн кийин 7 - 8 айга чейин сакталат. Көпчүлүк адамдар ымыркай кезинен кийин түйүлдүктүн гемоглобининин изи (эгер бар болсо) гана болот.
Эки альфа жана бета генинин айкалышы чоңдордун нормалдуу гемоглобин А-ны өндүрөт. 11-хромосомадагы гамма менен бета ортосунда жайгашкан дельта гени балдарда жана чоңдордо аз сандагы дельта-глобинди - гемоглобин A2ди чыгарат, ал азыраак 3% дан жогору.
ALK катышы
Гемдин пайда болуу ылдамдыгына аминолевулин кислотасынын же ALAнын пайда болушу таасир этет. Бул процессти баштаган синтаза эки жол менен жөнгө салынат:
- аллостериялык түрдө реакциянын өзүндө пайда болгон эффектордук ферменттердин жардамы менен;
- фермент өндүрүшүнүн генетикалык деңгээлинде.
Гем менен гемоглобиндин синтези терс пикирди пайда кылып, аминоливулинат синтазасынын өндүрүшүн токтотот. Стероиддик гормондор, стероиддик эмес сезгенүүгө каршы препараттар, антибиотиктер сульфаниламиддер синтаза өндүрүшүн стимулдайт. Дары-дармектерди кабыл алуунун фонунда боор тарабынан бул кошулмаларды өндүрүү үчүн маанилүү болгон цитохром Р450 системасында гемдин кабыл алынышы жогорулайт.
Гем өндүрүш факторлору
КүйүкALA синтазасынын деңгээли аркылуу гем синтезинин жөнгө салынышы башка факторлор менен чагылдырылат. Глюкоза ALA синтаза активдүүлүгүн жайлатат. Клеткадагы темирдин саны синтезге которуу деңгээлинде таасирин тийгизет.
MRNA котормонун башталышында чач кычкач илмеки бар - темирге сезгич элемент. Темир синтезинин деңгээлинин төмөндөшү токтойт, жогорку деңгээлде белок темир, цистеин жана органикалык эмес күкүрт комплекси менен өз ара аракеттенет, бул гем менен ALA өндүрүшүнүн ортосундагы баланска жетишет.
Синтездин бузулушу
Биохимиянын гем синтезинин процессинин бузулушу ферменттердин биринин жетишсиздигинен көрүнүп турат. Натыйжада порфириянын өнүгүшү. Оорунун тукум куума түрү генетикалык бузулуулар менен байланыштуу, ал эми сатып алынган түрү уулуу дарылардын жана оор металлдардын туздарынын таасири астында өнүгүп чыгат.
Ферменттердин жетишсиздиги боордо же эритроциттерде байкалат, бул порфириянын тобун аныктоого таасирин тийгизет - боор же эритропоэтикалык. Оору курч же өнөкөт түрүндө болушу мүмкүн.
Гем синтезинин бузулушу кычкылданган аралык продуктылардын – порфириногендердин топтолушу менен байланышкан. Чогулуш орду локализацияга жараша - эритроциттерде же гепатоциттерде. Продукциялардын топтолуу деңгээли порфирия диагнозун коюу үчүн колдонулат.
Уулуу порфириногендер төмөнкүлөрдү пайда кылышы мүмкүн:
- нейропсихиатриялык оорулар;
- сүрөткө сезгичтиктен улам теринин жаралары;
- боордун ретикулоэндотелиалдык системасынын бузулушу.
Заара ашыкча порфириндер менен кызгылт түскө айланаткөлөкө. Өспүрүм куракта дарылардын же стероиддик гормондордун өндүрүшүнүн таасири астында аминолевулинат синтазасынын ашыкча болушу оорунун күчөшүнө алып келиши мүмкүн.
Порфирия түрлөрү
Курчтуу үзгүлтүктүү порфирия деаминазаны коддогон гендеги кемчилик менен байланышкан жана 5-ALA менен порфобилиногендин топтолушуна алып келет. Симптомдору - кара заара, дем алуу булчуңдарынын парези, жүрөктүн начарлашы. Оорулуу ичтин оорушуна, ич катууга, кусууга даттанат. Ооруга анальгетиктерди жана антибиотиктерди кабыл алуу себеп болушу мүмкүн.
Тубаса эритропоэтикалык порфирия аз уропорфириноген-III-косинтаза активдүүлүгү жана уропорфириноген-I-синтазанын жогорку деңгээли менен байланышкан. Симптомдору - теридеги жаракалар, көгүштөр менен көрүнгөн фотосезгичтик.
Тукум куучулук копропорфирия копропорфириноген III конверсиясына катышкан копропорфириноген оксидазасынын жетишсиздиги менен байланышкан. Натыйжада фермент жарыкта кычкылданып, копропорфиринге айланат. Бейтаптар жүрөк оорусунан жана фотосезгичтиктен жабыркайт.
Мозаикалык порфирия – протопорфириногендин гемге ферменттик айланышынын жарым-жартылай бөгөлүшү болгон оору. Белгилери - зааранын флуоресценциясы жана жарыкка сезгичтиги.
Тардор тери порфириясы аракечтиктин жана ашыкча темирдин фонунда боордун бузулушу менен пайда болот. I жана III типтеги уропорфириндердин жогорку концентрациясы заара менен бөлүнүп чыгып, кызгылт түскө ээ болуп, флуоресценцияны пайда кылат.
Эритропоэтикалык протопорфирия аздык менен козголотмитохондриядагы феррохелатаза ферментинин активдүүлүгү, гем синтези үчүн темирдин булагы. Симптомдору ультра кызгылт көк нурлануунун таасири астында курч уртикария. Эритроциттерде, канда жана заңда протопорфирин IX жогорку деңгээлде болот. Жетиле элек кызыл кан клеткалары жана тери көбүнчө кызыл жарык менен флуорессияланат.
