РАЗДЕЛ 14. МЕТАБОЛИЗМ ГЕМА И ОБМЕН ЖЕЛЕЗА

Основные темы раздела:

14.1. Биосинтез гема и его регуляция.

14.2. Обмен железа.

14.3. Нарушения метаболизма железа.

14.4. Катаболизм гема.

14.5. Нарушения катаболизма гема. Желтухи.

Гем является простетической группой гемоглобина, миоглобина, цитохромов, а также коферментом каталазы, пероксидазы, цитохромоксидазы. Гем синтезируется в большинстве клеток, за исключением эритроцитов, не имеющих белоксинтезирующей системы. Железо, необходимое для синтеза гема, поступает в организм с пищей или освобождается при распаде гема.

Катаболизм гема в ретикулоэндотелиальной системе приводит к образованию желчного пигмента билирубина. В результате последовательных реакций, проходящих в печени, кишечнике и почках, билирубин превращается в конечные продукты распада гема стеркобилин и уробилин, которые выводятся из организма соответственно с калом и мочой.

14.1. биосинтез гема

и его регуляция

Гем состоит из порфирина, который построен из 4 пиррольных колец, связанных между собой метеновыми мостиками, и включенного в его структуру иона двухвалентного железа. Порфирины отличаются друг от друга заместителями в пиррольных кольцах. Гем гемоглобина содержит протопорфирин IX, имеющий 2 винильных, 4 метильных радикала и 2 остатка пропионовой кислоты (рис. 14.1).

Молекула гемоглобина состоит из 4 гемов и белка глобина, образованного 2 α- и 2 β-полипептидными цепями. Субстратами синтеза гема являются глицин, сукцинил-КоА и Fe²+. Первая и три последние реакции синтеза идут в матриксе митохондрий, остальные - в цитоплазме

(рис.14.2).

Рис.14.1. Строение гема гемоглобина

Гем гемоглобина представляет собой циклическую структуру - протопорфирин IX, соединенный 2 ковалентными и 2 координационными связями с Fe²+. Протопорфирин IX состоит из 4 пиррольных колец, связанных между собой метеновыми мостиками и имеющих 4 метильных, 2 винильных радикала и 2 остатка пропионовой кислоты