Title: 2. ročník / Biochémia / ZS / 17. Tetrapyrroly

Q: Čo sú tetrapyrroly?
A: Organické zlúčeniny zložené zo štyroch pyrrolových kruhov, ktoré môžu byť cyklické (hem, porfyríny, kobalamín) alebo lineárne (žlčové farbivá).

Q: Aké cyklické tetrapyrroly existujú?
A: Hem (hemoproteíny: Hb, Mb, cytochromy b/c/c1/a1/a3, CYP450, kataláza, peroxidáza), porfyríny (intermediáty syntézy hemu), kobalamíny (vitamín B12).

Q: Aké lineárne tetrapyrroly existujú?
A: Biliverdin, bilirubín, urobilinogén, sterkobilinogén, urobilín, sterkobilín.

Q: Kde prebieha biosyntéza hemu?
A: V kostnej dreni (erytropoéza, 85%), v pečeni (CYP450), menšie množstvo v iných tkanivách (Mb, cytochromy).

Q: Aké sú východzie látky syntézy hemu?
A: Glycín a sukcinyl-CoA.

Q: Ktorý enzým katalyzuje vznik 5-aminolevulinátu (ALA)?
A: ALA-syntáza (ALAS1 v pečeni, ALAS2 v erytroblastoch).

Q: Kde prebieha reakcia ALAS?
A: V mitochondriach hepatocytov/kostní dřeň

Q: Aká reakcia prebieha pri syntéze ALA?
A: Glycín + sukcinyl-CoA → ALA + CO₂ + CoA.

Q: Ktorý enzým spája dve molekuly ALA?
A: ALA-dehydratáza (porfobilinogénsyntáza).

Q: Aký je produkt reakcie ALA-dehydratázy?
A: Porfobilinogén (PBG).

Q: Čo vzniká cyklizáciou hydroxymetylbilánu?
A: Uroporfyrinogén III (pri prítomnosti uroporfyrinogén III syntázy).

Q: Čo sa stane, ak chýba uroporfyrinogén III syntáza?
A: Spontánne vzniká uroporfyrinogén I – pre hem je nepoužiteľný.

Q: Ako vzniká koproporfyrinogén III?
A: Modifikáciou postranných reťazcov uroporfyrinogénu III.

Q: Ako vzniká protoporfyrinogén IX?
A: Oxidáciou koproporfyrinogénu III.

Q: Ako vzniká protoporfyrín III (IX)?
A: Dehydrogenáciou (vznik konjugovaného systému, farba do červena) protoporfyrinogenu III (IX)

Q: Ktorý enzým začleňuje Fe²⁺ do protoporfyrínu IX?
A: Ferrochelatáza (hemsyntáza).

Q: Čo inhibuje ferrochelatázu?
A: Ióny Pb (olovo).

Q: Aké tkanivá regulujú syntézu hemu najdôležitejšie?
A: Hepatocyty (ALAS1) a erytroblasty (ALAS2)

Q: Aký je hlavný regulačný enzým syntézy hemu v pečeni?
A: ALA-syntáza 1 (ALAS1).

Q: Ako hem reguluje ALAS1?
A: Negatívnou spätnou väzbou:
Alostericka inhibicia ALAS1
inhibícia translácie
blok transportu ALAS1 do mitochondrie.

Q: Čo aktivuje syntézu ALA v pečeni?
A: Nízka koncentrácia hemu (hem blokuje transkripciu)
(Barbituráty, alkohol, lieky indukujúce CYP450 (zvyšujú spotrebu hemu))

Q: Čo sú IRP a IRE?
A: IRP – iron regulatory protein (viaže IRE), IRE – iron-responsive element (štruktúra mRNA regulujúca transláciu).

Q: Čo sa stane s ALAS2 pri nedostatku železa?
A: IRP sa viaže na IRE → blokuje transláciu → nevzniká ALAS2.

Q: Regulácia ALAS2 v erytroblastoch
A: Dostatok Fe: Fe sa viaže na IRP → IRP (zmena konformace) sa odpojí od IRE → translácia prebieha
Nedostatok Fe: IRP zostáva naviazané na IRE → inhibícia transkripcie

Q: Ako pôsobí intoxikácia Pb na syntézu hemu?
A: Inhibuje ALA-dehydratázu a ferrochelatázu → zvýšený ALA a protoporfirín

Q: Čo sú porfýrie?
A: Choroby spôsobené deficitom enzýmov biosyntézy hemu → hromadenie porfyrínov alebo ich prekurzorov.

Q: Ako sa delia porfýrie podľa miesta hromadenia porfyrínov?
A: Erytropoetické, erytrohepatálne, hepatálne.

Q: Prečo sú porfyríny fototoxické?
A: Po absorbcii svetla generujú ROS → poškodenie tkanív, hlavne kože.

Q: Aké sú hlavné biochemické príčiny symptómov porfýrií?
A: Hromadenie ALA/PBG (neurotoxické), hromadenie porfyrínov (fototoxicita), deficit hemu (zníženie CYP450, Hb).

Q: Čo spôsobuje sekundárne zníženie UROD (uroporfyrinogendekarboxylasy) aktivity? (Asi ne)
A: Alkohol, chlórované uhlovodíky, ťažké kovy.

Q: Čo spôsobuje kongenitálnu erytropoetickú porfýriu (CEP, Güntherova choroba)?
A: Deficit uroporfyrinogén III syntázy.

Q: Kde prebieha rozpad hemu?
A: V makrofágoch RES (slezina, pečeň, koža, pľúca).

Q: Koľko Hb sa denne odbúra?
A: ~6 g / deň.

Q: Čo sa deje s globínom pri degradácii Hb?
A: Hydrolyzuje sa na aminokyseliny.

Q: Čo sa deje so železom pri degradácii hemu?
A: Recykluje sa do Fe poolu.

Q: Ktorý enzým štiepi hemový kruh?
A: Hemoxygenáza.

Q: Ako funguje hemoxygenáza?
A: Štiepi methinový mostík I–II, uvoľní CO, železo Fe²⁺ a vzniká biliverdin.

Q: Aký enzým redukuje biliverdin na bilirubín?
A: Biliverdinreduktáza.

Q: Prečo je bilirubín nerozpustný vo vode?
A: Tvorba vodikovych můstku medzi COO^- a vodikom → uzavretá konformácia → polárne skupiny (karboxy. skupiny) vo vnútri.

Q: Ako sa bilirubín transportuje v krvi?
A: Vo väzbe na albumín (nekonjugovaný bilirubín)
[Alebo vo forme konjugovaného bilirubínu]

Q: Je nekonjugovaný bilirubín vylučovaný močou?
A: Nie – albumínový komplex neprechádza glomerulom.

Q: Ako sa zvyšuje rozpustnosť bilirubínu?
A: Konjugáciou s kyselinou glukurónovou (UDP-glukuronát).

Q: Ktorý enzým konjuguje bilirubín?
A: UDP-glukuronyltransferáza (UGT1A1).

Q: Aké produkty vznikajú konjugáciou bilirubínu?
A: Bilirubín mono- a diglukuronid.

Q: Kde prebieha konjugácia bilirubínu?
A: V hladkom ER periportálnych hepatocytov

Q: Ako sa správa konjugovaný bilirubín?
A: Je vo vode rozpustný → môže sa vylúčiť močom(iba pri zvýšenej koncentrácii) aj žlčou.

Q: Čo sa deje s bilirubínom v čreve?
A: 1. Odštiepenie glukuronátu (β-glukuronidáza)
2. Redukcia na urobilinogén/sterkobilinogén
3. Oxidácia na sterkobilin / reabsorbcia urobilinogénu

Q: Čo je urobilinogén?
A: Bezfarebný produkt redukcie bilirubínu v čreve baktériami

Q: Čo je sterkobilín?
A: Oxidačný produkt sterkobilinogénu (urobilinogénu) → farba stolice
Pôsobením črevných baktérií
sterkobilinogénu (urobilinogénu) -> chat píše uro, prezentacia sterko

Q: Čo je urobilín?
A: Oxidačný produkt urobilinogénu v moči → farba moču.

Q: Čo je hyperbilirubinémia?
A: Zvýšený bilirubin v plasme
Bilirubín v plazme > 17 μmol/l, ikterus > 40 μmol/l.

Q: Aké typy hyperbilirubinémie poznáme?
A: Nekonjugovaná a konjugovaná.

Q: Príčiny nekonjugovanej hyperbilirubinémie?
A: hemolýza, neonatálny ikterus, Gilbertova choroba, Crigler–Najjar I/II

Q: Príčiny konjugovanej hyperbilirubinémie?
A: Cholestáza, obštrukcia žlčových ciest, hepatocelulárne poškodenie.

Q: Prečo vzniká neonatálny ikterus?
A: Nízka aktivita UGT1A1 (konjugace)
málo ligandínu (transport bilirubinu v hepatocytu)
vysoká produkcia bilirubínu pri výmene HbF → HbA
sterilné črevo → reabsorpcia bilirubínu (netvorí sa urobilinogen)

Q: Prečo je neonatálny ikterus nebezpečný?
A: Riziko kernikteru (bilirubín vstupuje do CNS).

Q: Ako sa lieči neonatálny ikterus?
A: Fototerapia (420–470 nm), výmenná transfúzia pri 205–340 μmol/l.

Q: Ako funguje fototerapia?
A: Fotoizomerizácia → vznik polárnych izomérov bilirubínu → exkreciou aj bez konjugácie.

Q: Aké fotoizoméry bilirubínu vznikajú?
A: polárne formy ktoré možno vylučovať aj bez konjugacie

Q: Čo je hemolytický ikterus?
A: Zvýšená produkcia bilirubínu → nekonjugovaný bilirubín vysoký
urobilinogén zvýšený = v moči
bilirubín v moči negatívny

Q: Čo je hepatocelulárny ikterus?
A: Poškodenie hepatocytov → kombinácia konjugovaného aj nekonjugovaného bilirubínu, urobilinogén prítomný.

Q: Čo je obštrukčný ikterus?
A: Blok žlčových ciest → konjugovaný bilirubín vysoký, bilirubín v moči prítomný, urobilinogén chýba.

Q: Ako indikujú močové nálezy typ ikteru?
A: Hemolytický: 0 bilirubín, ↑ urobilinogén,
Hepatálny: + bilirubín, rôzne hodnoty urobilinogénu
Obštrukčný: +++ bilirubín, 0 urobilinogén.

Q: Schéma syntézy hemu
A: Mitochondrie: sukcinyl-CoA + glycín →[ALA-syntasa]→ 5-aminolevulová kys. (ALA) + ALA →[ALA-dehydrogenasa]→ Porfobilinogen (PBG)→
Cytosol: → PBG +3 PBG → hydroxymethylbilan →[uroporfyrinogen III syntasa]→ koproporfyrinogen III → protoporfyrinogen III →
Mitochondrie:→ koproporfyrinogen III → protoporfyrinogen III →protoporfyrin III + Fe→[Ferrochelatasa]→Hem