Gem - porfirin bo'lib, molekulasining markazida temir ionlari Fe2+ joylashgan bo'lib, ular tuzilishga ikkita kovalent va ikkita koordinatsion aloqa bilan kiradi. Porfirinlar metilen birikmalariga (-CH=) ega bo'lgan to'rtta eritilgan pirrollar tizimidir.
Gem molekulasi tekis tuzilishga ega. Oksidlanish jarayoni gemni Fe3+ bilan belgilangan gematinga aylantiradi.
Qimmatbaho toshlardan foydalanish
Gem nafaqat gemoglobin va uning hosilalari, balki troptofanning formilkinureningacha oksidlanishini katalizlovchi miyoglobin, katalaza, peroksidaza, sitoxromlar, triptofan pirollaza fermentining prostata guruhidir. Gemma kontentida uchta yetakchi bor:
- gemoglobindan tashkil topgan eritrotsitlar;
- miyoglobinga ega mushak hujayralari;
- sitokrom P450 bilan jigar hujayralari.
Hujayralarning funksiyasiga qarab oqsilning turi, shuningdek, gema tarkibidagi porfirin ham oʻzgaradi. Gemoglobin gemi tarkibida protoporfirin IX, sitoxrom oksidazda esa formilporfirin mavjud.
Gem qanday hosil bo'ladi?
Protein ishlab chiqarish tananing barcha to'qimalarida sodir bo'ladi, lekin eng samarali gem sintezi ikkita organda sodir bo'ladi:
- suyak iligi gemoglobin ishlab chiqarish uchun oqsil bo'lmagan komponentni ishlab chiqaradi;
- gepatotsitlar sitoxrom P450 uchun xom ashyo ishlab chiqaradi.
Mitoxondriyal matritsada piridoksalga bog'liq ferment aminolevulinatsintaza 5-aminolevulin kislotasi (5-ALA) hosil bo'lishi uchun katalizator hisoblanadi. Bu bosqichda gem sintezida Krebs siklining mahsuloti bo'lgan glitsin va susinil-KoA ishtirok etadi. Gem bu reaktsiyani inhibe qiladi. Temir, aksincha, bog'lovchi oqsil yordamida retikulotsitlarda reaktsiyani qo'zg'atadi. Piridoksal fosfat etishmasligi bilan aminolevulinat sintaza faolligi pasayadi. Kortikosteroidlar, steroid bo'lmagan yallig'lanishga qarshi dorilar, barbituratlar va sulfanilamidlar aminolevulinat sintazasining stimulyatorlari hisoblanadi. Reaktsiyalar jigarda ushbu moddani ishlab chiqarish uchun P450 sitoxromi tomonidan gem iste'molining oshishi natijasida yuzaga keladi.
5-aminolevulin kislotasi yoki porfobilinogen sintaza mitoxondriyadan sitoplazmaga kiradi. Bu sitoplazmatik ferment porfobilinogen molekulasidan tashqari yana ikkita 5-aminolevulin kislota molekulasini o'z ichiga oladi. Gem sintezi jarayonida reaksiya gem va qo'rg'oshin ionlari tomonidan inhibe qilinadi. Shuning uchun siydik va qonda 5-aminolevulin kislotasi miqdorining oshishi qo'rg'oshin bilan zaharlanishni anglatadi.
Sitoplazmada porfobilinogen deaminazadan gidroksimetilbilanga to'rtta porfibilinogen molekulasining dezaminlanishi sodir bo'ladi. Bundan tashqari, molekula upoporfirinogen I ga va dekarboksilat koproporfirinogen I ga aylanishi mumkin. Uroporfirinogen III gidroksimetilbilanning suvsizlanishi jarayonida uning kosintaza fermenti yordamida olinadi.molekulalar.
Uroporfirinogenning koproporfirinogen III ga dekarboksillanishi hujayralar mitoxondriyalariga keyingi qaytish uchun sitoplazmada davom etadi. Shu bilan birga, koproporfirinogen III oksidaza protoporfirinogen IV (+ O2, -2CO2) molekulalarini protoporfirinoksidaza yordamida protoporfirin V ga keyingi oksidlanish (-6H+) orqali dekarboksillaydi. Protoporfirin V molekulasiga ferroxelataza fermentining oxirgi bosqichida Fe2+ ning kiritilishi gem sintezini yakunlaydi. Temir ferritindan olinadi.
Gemoglobin sintezining xususiyatlari
Gemoglobin ishlab chiqarish gem va globin ishlab chiqarishdir:
- gem kislorodning gemoglobin bilan teskari bogʻlanishida vositachilik qiluvchi protez guruhiga ishora qiladi;
- globin gem molekulasini oʻrab turgan va himoya qiluvchi oqsildir.
Gem sintezida ferroxelataza fermenti protoporfirin IX strukturasining halqasiga temir qoʻshib, gem hosil qiladi, uning past darajalari anemiya bilan bogʻliq. Temir tanqisligi kamqonlikning eng keng tarqalgan sababi sifatida gem ishlab chiqarishni kamaytiradi va yana qondagi gemoglobin darajasini pasaytiradi.
Bir qator dorilar va toksinlar gem sintezini bevosita bloklaydi va fermentlarning uning biosintezida ishtirok etishiga to'sqinlik qiladi. Dori sintezini inhibe qilish bolalarda keng tarqalgan.
Globin shakllanishi
Ikki xil globin zanjiri (har biri o'z gem molekulasiga ega) gemoglobinni hosil qilish uchun birlashadi. Embriogenezning birinchi haftasida alfa zanjiri gamma zanjiri bilan birlashadi. Bola tug'ilgandan so'ng, birlashishbeta zanjiri bilan sodir bo'ladi. Bu toʻliq gemoglobin molekulasini tashkil etuvchi ikkita alfa zanjiri va yana ikkitasining birikmasidir.
Alfa va gamma zanjirlarining birikmasi xomilalik gemoglobinni hosil qiladi. Ikki alfa va ikkita beta zanjirining kombinatsiyasi tug'ilishdan boshlab 18-24 hafta davomida qonda ustun bo'lgan "kattalar" gemoglobinini beradi.
Ikki zanjirning ulanishi dimerni hosil qiladi - bu kislorodni samarali tashimaydigan struktura. Ikki dimer gemoglobinning funktsional shakli bo'lgan tetramerni hosil qiladi. Biofizik xususiyatlar majmuasi kislorodning o'pka tomonidan so'rilishini va uning to'qimalarga chiqarilishini nazorat qiladi.
Genetik mexanizmlar
Alfa globin zanjirlarini kodlovchi genlar 11-xromosomada alfa zanjirlar emas, 16-xromosomada joylashgan. Shunga ko'ra, ular "alfa globin lokusu" va "beta globin lokusu" deb ataladi. Eritrositlarning normal ishlashi uchun ikkita gen guruhining ifodalari yaqindan muvozanatlangan. Nomutanosiblik talassemiya rivojlanishiga olib keladi.
Har bir 16-xromosomada ikkita bir xil alfa globin genlari mavjud. Har bir hujayra ikkita xromosomaga ega bo'lganligi sababli, bu genlarning to'rttasi odatda mavjud. Har biri gemoglobin sintezi uchun zarur bo'lgan globin alfa zanjirlarining to'rtdan birini hosil qiladi.
Lokusning beta-globin lokusuning genlari embrion rivojlanish davrida faol bo'lgan joydan boshlab ketma-ket joylashgan. Ketma-ketlik quyidagicha: epsilon gamma, delta va beta. Gamma genining ikkita nusxasi mavjudhar bir xromosoma 11, qolganlari esa bitta nusxada mavjud. Har bir hujayrada ikkita beta globin genlari mavjud bo'lib, ular to'rtta alfa globin genining har biriga to'liq mos keladigan protein miqdorini ifodalaydi.
Gemoglobin almashinuvi
Genetik darajadagi muvozanat mexanizmi hali tibbiyotga ma'lum emas. Tug'ilgandan keyin 7-8 oy davomida homila gemoglobinining katta miqdori bolaning tanasida saqlanadi. Aksariyat odamlarda homila gemoglobini homilalikdan keyin faqat izsiz miqdorda bo'ladi.
Ikkita alfa va beta genlarining kombinatsiyasi kattalar uchun normal gemoglobin A hosil qiladi. 11-xromosomada gamma va beta o'rtasida joylashgan delta geni bolalar va kattalarda oz miqdorda delta globin hosil qiladi - gemoglobin A2, bu kamroq. 3% dan ortiq sincap.
ALK nisbati
Gem hosil bo'lish tezligiga aminolevulin kislotasi yoki ALA hosil bo'lishi ta'sir qiladi. Bu jarayonni boshlaydigan sintaza ikki usulda tartibga solinadi:
- reaksiya jarayonida hosil boʻladigan effektor fermentlar yordamida allosterik;
- ferment ishlab chiqarishning genetik darajasida.
Gem va gemoglobin sintezi aminolivulinat sintaza ishlab chiqarishni inhibe qilib, salbiy fikr bildiradi. Steroid gormonlar, steroid bo'lmagan yallig'lanishga qarshi dorilar, antibiotiklar sulfanilamidlar sintaza ishlab chiqarishni rag'batlantiradi. Dori-darmonlarni qabul qilish fonida, jigar tomonidan ushbu birikmalarni ishlab chiqarish uchun muhim bo'lgan P450 sitoxrom tizimida gemning o'zlashtirilishi kuchayadi.
Gem ishlab chiqarish omillari
Yoiqgem sintezini ALA sintaza darajasi orqali tartibga solish boshqa omillar bilan aks ettiriladi. Glyukoza ALA sintaza faolligi jarayonini sekinlashtiradi. Hujayradagi temir miqdori sintezga translyatsiya darajasida ta'sir qiladi.
MRNA tarjimani boshlash joyida soch turmagi mavjud - temirga sezgir element. Temir sintezi darajasining pasayishi to'xtaydi, yuqori darajada, oqsil temir, sistein va noorganik oltingugurt kompleksi bilan o'zaro ta'sir qiladi, bu gem va ALA ishlab chiqarish o'rtasidagi muvozanatga erishadi.
Sintez buzilishlari
Biokimyoning gem sintezi jarayonining buzilishi fermentlardan birining etishmovchiligida namoyon bo'ladi. Natijada porfiriya rivojlanadi. Kasallikning irsiy shakli genetik kasalliklar bilan bog'liq bo'lsa, orttirilgan shakli zaharli dorilar va og'ir metallar tuzlari ta'sirida rivojlanadi.
Ferment etishmovchiligi jigar yoki eritrotsitlarda namoyon bo'ladi, bu porfiriya guruhining ta'rifiga ta'sir qiladi - jigar yoki eritropoetik. Kasallik o'tkir yoki surunkali shaklda paydo bo'lishi mumkin.
Gem sintezining buzilishi oksidlangan oraliq mahsulotlar - porfirinogenlarning to'planishi bilan bog'liq. To'planish joyi lokalizatsiyaga bog'liq - eritrotsitlar yoki gepatotsitlarda. Mahsulotlarning to'planish darajasi porfiriya tashxisi uchun ishlatiladi.
Toksik porfirinogenlar quyidagilarga olib kelishi mumkin:
- neyropsikiyatrik kasalliklar;
- fotosensitivlik tufayli terining shikastlanishi;
- jigarning retikuloendotelial tizimining buzilishi.
Siydik ortiqcha porfirinlar bilan binafsha rangga aylanadisoya. O'smirlik davrida giyohvand moddalar ta'sirida yoki steroid gormonlar ishlab chiqarilishida aminolevulinat sintazaning ko'p bo'lishi kasallikning kuchayishiga olib kelishi mumkin.
Porfiriya turlari
O'tkir intervalgacha porfiriya deaminazani kodlovchi gendagi nuqson bilan bog'liq va 5-ALA va porfobilinogenning to'planishiga olib keladi. Semptomlar qorong'u siydik, nafas olish mushaklarining parezi, yurak etishmovchiligi. Bemor qorin og'rig'i, ich qotishi, qayt qilishdan shikoyat qiladi. Kasallik analjeziklar va antibiotiklarni qabul qilish natijasida yuzaga kelishi mumkin.
Konjenital eritropoetik porfiriya past uroporfirinogen-III-kosintaza faolligi va yuqori darajadagi uroporfirinogen-I-sintaza bilan bog'liq. Semptomlar - teridagi yoriqlar, ko'karishlar bilan namoyon bo'ladigan fotosensitivlik.
Irsiy koproporfiriya koproporfirinogen oksidaza etishmovchiligi bilan bog'liq bo'lib, u koproporfirinogen III konversiyasida ishtirok etadi. Natijada ferment nurda oksidlanib, koproporfiringa aylanadi. Bemorlarda yurak yetishmovchiligi va fotosensitivlik bor.
Mozaik porfiriya - bu protoporfirinogenning gemga fermentativ aylanishining qisman bloklanishi bo'lgan kasallik. Belgilari - siydikning floresansi va yorug'likka sezgirligi.
Tardor teri porfiriyasi alkogolizm va ortiqcha temir fonida jigar shikastlanishi bilan namoyon bo'ladi. I va III turdagi uroporfirinlarning yuqori konsentratsiyasi siydik bilan chiqariladi, bu uning pushti rangga ega bo'lishiga olib keladi va floresansni keltirib chiqaradi.
Eritropoietik protoporfiriya past darajadan kelib chiqadi.mitoxondriyadagi ferroxelataza fermenti faolligi, gem sintezi uchun temir manbai. Semptomlar ultrabinafsha nurlanish ta'sirida o'tkir ürtikerdir. Protoporfirin IX ning yuqori darajasi eritrotsitlar, qon va najasda paydo bo'ladi. Yetilmagan qizil qon tanachalari va teri tez-tez qizil yorug'lik bilan lyuminestsatsiyalanadi.
