Metabolismo

METABOLISMO DEL GRUPO HEM
El grupo hem es una sustancia amorfa, y anfipática, con una composición química C34H32O4FeOH, insoluble, constituida por un anillo de protoporfirina unida a un átomo de hierro bivalente, situado en su parte central. Constituye el grupo prostético de la hemoglobina, catalasa, peroxidasa y citocromo oxidasa.
Su función principal es la de almacenar y transportarmoléculas de oxígeno de los pulmones hacia los tejidos y de CO2 en sentido contrario.
Es una ferroporfirina compuesta de Fe2+ y un anillo de porfirina (tetrapirrol) cíclico (compuesto aromático y heterocíclico). En esta molécula encontramos los 4 anillos de pirrol unidos por enlaces de metileno y en el centro del anillo se encuentra el átomo de Fe2+.

Su estructura es la siguiente:
Un anillo deporfirina derivada de
la protoporfirina III
4 metilos
2 vínilos
2 restos de propionatos
Un átomo de Fe2+ unido a los Nitrógenos porfiricos.




ANABOLISMO

La vía de síntesis del grupo HEM ocurre en todas las células aerobias pero en concreto el 85% se sintetiza en los reticulocitos (eritrocitos inmaduros) de la médula ósea y se destina a la producción de hemoglobina, mientras que elporcentaje restante se sintetiza en los hepatocitos.
En el hígado, la velocidad de síntesis s del hem es muy variable; responde a las alteraciones en las reservas de hem celular causadas por demandas fluctuantes de hemoproteínas. En cambio, la síntesis del hem en células eritroides es relativamente constante y coincide con la velocidad de síntesis de la globina. La reacción inicial, y las tresúltimas etapas en la formación de las porfirinas tienen lugar en las mitocondrias, mientras que las etapas intermedias de la ruta biosintética tienen lugar en el citsosol.
En los hepatocitos, la producción del HEM sigue la vía de la Succinil Co. A/glicina o también llamada vía C4; sin embargo se conoce que en las plantas y algunas cianobacterias es elaborado a partir del esqueleto de glutamato ovía C5. Ambas vías tienen como destino final la formación del delta-aminolevulinato (ALA), también conocido como ácido 5-aminolevulínico, que se sintetiza en la mitocondria y requiere de la enzima sintasa de ALA (ALA-S). La ALA-S constituye el principal sitio de regulación por el producto y paso limitante del proceso ya que el aumento en la concentración del grupo HEM inhibe el transporte alinterior de la mitocondria de la enzima ALA-S que cataliza el ALA. El proceso requiere además la utilización del piridoxal fosfato (PLP) como coenzima.
Existen dos formas de ALA-S.
ALA-S1 es considerada un gen de mantención y se expresa en todas las células.
ALA-S2 es una enzima específica de los eritrocitos y se expresa sólo en los hígados fetales y en la médula ósea en los adultos
Una vez formadoel ALA este es transportado hacia afuera de las mitocondrias en dirección al citosol donde se condensan dos moléculas de ALA y forman porfobilinógeno por acción de la sintasa de porfobilinógeno (ALA-D),
A continuación ocurre una condensación de cuatro moléculas de porfobilinógeno para formar hidroximetilbilano, un producto intermediario que luego se isomeriza y cicla por acción de laUroporfirinógeno lll sintasa para formar uroporfibilinógeno III. Este luego se descarboxila por acción de la Uroporfirinógeno descarboxilasa y se forma el coproporfirinogeno III que viaja nuevamente al interior de la mitocondria.
En la mitocondria el coproporfirinogeno III sufre una alteración, y sus dos cadenas laterales de propionato se descarboxilan a grupos vinilo para generar el protoporfirinógenoIX de apariencia incolora. Este ingresa a la matriz mitocondrial donde por acción de la enzima protoporfirinógeno oxidasa se oxida a protoporfirina IX que es la responsable del color rojo tan característico del HEM.
La reacción final en la síntesis del HEM involucra la inserción de un átomo de hierro ferroso al sistema de anillo porfirinico por acción de la enzima ferroquelatasa. Estudios han...