Přednáška č.2

Hematologie
Nauka o krvi
Klinická hematologie
Laboratorní hematologie
-Transfuzní lékařství
- imunohematologie
Vladimír Divoký
Poruchy erytrocytů
Poruchy tvorby hemoglobinu
nejčastější dědičné choroby na světě
nejčastější získané choroby
Snížená absorpce Fe
Fe3+
Fe2+
DMT1
Kartáčový
lem
Feri-reduktáza
Intestinální
epitelové
buňky
Sideropenická
anémie –
nedostatek Fe
v potravě –
1. NEJČASTĚJŠÍ
ANÉMIE
Hepcidin
Feritin
Bazolaterální
membrána
Hephaestin
Holo-TF
Fe3+
Feroportin
Fe2+
Anémie chronických chorob (ACD)
Imunologicky podmíněná: hlavní roli hrají cytokiny a buňky RES
2. nejčastěji se vyskytující skupina anémií
Doprovází:
akutní i chronické infekce (bakterie, viry,
plísně)
chronická zánětlivá onemocnění
systémová onemocnění pojiva
maligní onemocnění
ústřední role hormonu hepcidinu
1. ANI 2. NEJČASTĚJŠÍ SKUPINA ANÉMIÍ NENÍ Z
VROZENÝCH PŘÍČIN
Patologické stavy erytrocytů
Vrozené poruchy, vedoucí k anémii
příčiny:
# hemoglobinopatie
# poruchy syntézy globinu – thalasemie
# poruchy membrány erytrocytů
# poruchy metabolismu erytrocytů
Ch 16
Ch 11
β-globinové geny
α-globinové
geny
Vybalancovaná exprese
Přepínání Hb syntézy
v ontogenezi
Embryonální Hb
Fetální Hb (HbF)
HbA; minoritní HbA2
Hemoglobinové defekty
Talasemie – kvantitativní poruchy
•Imbalance v syntéze globinových řetězců
•Anemie
•Inefektivní erytropoéza
•Hemolýza, skeletální abnormality
Eukaryotic gene: Promoter – regulation sequence, transcription
Eukaryotic genes contain noncoding sequences – introns
Exon 1
introns
Exon 2
Exon 3
Gene – DNA level
Primary transcript (RNA)
Poly(A)
RNA processing
NUCLEUS
CYTOPL
Poly(A)
mRNA
Poly(A)
Beta talasemie - recesivní dědičnost
Přepínání Hb syntézy
v ontogenezi
Embryonální Hb
Fetální Hb (HbF)
HbA; minoritní HbA2
Classification & Terminology
Alpha Thalassemia
delece
delece
delece
delece
delece
delece
delece
delece
Normál
αα/αα
Tiché nosičství- α/αα
Minor
-α/-α
--/αα
Choroba HbH --/-α
Barts hydrops fetalis--/--
Alfa talasemie – recesivní dědičnost
Ch 16
Ch 11
β-globin gene
α-globin gene
Vybalancovaná exprese
Hemoglobinové varianty – kvantitativní defekty (strukturální defekty) –
Genetické mutace vedou k aminokyselinové záměně
Demonstrace: elektroforéza Hb na gelu
abnormální Hb se záměnou jedné aminokyseliny
změna náboje Hb molekuly - změna mobility
HbF
HbA
abnormální Hb
Geographical distribution of common Hb variants
Variant
Occurrence predominantly in:
Hb S (β6Glu→Val)
Africa, Arabia, Black Americans
Hb C (β6Glu→lys)
West Africa, China
Hb E (β26Glu→lys)
South East Asia
Hb D (β121Glu→Gln)
Asia
Hb O (β121Glu→Val)
Turkey and Bulgaria
Srpkovatění erytrocytů
Srpkovitá anémie
HbS
Kvalitativní porucha
Recesivní dědičnost
Mutant side chain interacts with an adjacent molecule leads to Hb polymerization
Distribuce talasemie a srpkovité anemie
Heterozygous take advantage
homozygous pay the price
Heterozygoti – protekce proti malárii, alely selektovány v evoluci
Hem je protoporfyrin, jehož základem je
čtveřice pyrolových jader (tetrapyrol).
Ve středu tetrapyrolového jádra je
šetivazný a dvojmocný iont železa.
Čtyřmi vazbami je iont železa vázán
v tetrapyrolovém kruhu,
jednou na globinový řetězec
a zbylá vazba je určena pro
pro kovalentní interakci s molekulou
kyslíku.
Jedna molekula Hb tedy může
vázat 4 kyslíkové molekuly
Záměna jediné aminokyseliny může vést k rozpadu Hb
molekuly - nestabilní hemoglobinopatie.
Dva různé typy mutací vedoucí k nestabilní hemoglobinopatii:
1. Nepolární aminokyselina hemové kapsy (Val, Leu) je
zaměněna za polární aminokyselinu (Tyr)
Hemová kapsa globinového řetězce je
hydrofobní, tvořená sekvencí
nepolárních aminokyselin
valin a leucin.
Mutace, vedoucí k záměně za
polární amk mají za následek
vniknutí molekuly vody do
hemové kapsy a rozpad terciální
a kvarterní struktury Hb.
HB Hradec Králové
HbHK
2. Mutace AMK zodpovědné za vazbu alfa a beta řetězců
Cvičení: Pozorování precipitace patologického hemoglobinu
v červených krvinkách (pacient s nestabilním Hb Hradec Králové
nebo jiným nestabilním Hb)
Porucha metabolizmu erytrocytů je nejrozšířenější enzymopatie na světě
Je to deficit G6PD
ERYTROCYTY – náchylné na oxidativní poškození
Jsou vystaveny působení volných radikálů
autooxidace hemoglobinu (uvolňování O2•-)
Hlavní ochranu představuje glutathion – antioxidační faktor
Oxidovaný – redukovaný glutathion
Enzym glutathion reduktáza
Role G6PD v glukózovém metabolizmu erytrocytů (zjednodušeně)
G6P
G6PD
6PG
Pentóza-fosfátová
dráha
NADPH
GLYKOLÝZA
ATP
↓
energie
Glukosa-6-P-dehydrogenasa je enzym pentózofosfátového cyklu
v erytrocytech, generuje tvorbu NADPH nezbytnou pro redukci oxidovaného
glutathionu.
NADP+
G6P
G6PD
6PG
NADPH
NADPH je donor elektronů pro glutathion reduktázu
Redukovaný glutathion je hlavním
mechanismem, který chrání erytrocytární
bílkoviny před oxidativním poškozením.
Glutathion - Důležitý pro ochranu před volnými radikály
Glukosa-6-P-dehydrogenasa je enzym pentózového cyklu v erytrocytech,
generuje tvorbu NADPH nezbytnou pro redukci oxidovaného
glutathionu.
NADP+
G6P
G6PD
6PG
NADPH
Erytrocyty musí udržovat vysoký poměr NADPH : NADP
(které jsou vytvářené v pentózofosfátovém cyklu)
Světová distribuce deficitu G6PD
WHO Working Group., 1989
Parazit malárie nepřežije v G6PD – deficientním erytrocytu
Deficit G6PD – nejběžnější enzymový defekt u člověka, postiženo
asi 400 milionů lidí, hlavně černoši. U nás „jen“ stovky osob.
Podobně jako srpkovitá anémie a talasemie poskytuje ochranu vůči malárii.
Gen je na X chromozomu!! Nemocní muži, ženy přenašečky
Léky s oxidačním účinkem
způsobují hemolytické krize
– nízká hladina
redukovaného glutationu.
Antimalarika, sulfonamidová
antibiotika,
Po požití bobu Vicia faba
(vysoký obsah oxidantů –
FAVISMUS)
http://courses.ki.se/g6pd_for_students.pdf?node=190451