Porfirinas

1. Importancia biomédica de las porfirinas.
El conocimiento de la bioquímica de las porfirinas y del hem es básico para la compresión de las diversas funciones de las diversas hemoproteínas en el cuerpo,
Las porfirias grupo de enfermedades hereditarias de la sangre que no son muy comunes, producidas por anormalidades en la vía de la biosíntesis de las diversas porfirinas, en las cuales lascélulas no transforman las sustancias químicas (porfirinas) en la sustancia (heme) que le da el color a la sangre.
La ictericia es una manifestación clínica más prevalente debida al aumento de bilirrubina plasmática, debida a una producción excesiva de este pigmento o a una deficiencia en su excreción.

2. Estructura de las porfirina
Las porfirinas están compuestas por un anillo tetrapirrólicocon sustituyentes laterales y un átomo metálico en el centro, unido mediante cuatro enlaces de coordinación. Son compuestos que están presentes en la naturaleza en los cuales diversas cadenas laterales se sustituyen por los ochos átomos de hidrogeno numerados en el núcleo de porfirina. Los anillo se enumeran como I, II, III y IV, y las posiciones sustituidas en los anillos se mencionan como 1, 2, 3,4, 5, 6, 7, y 8. Los puentes meteino (-HC==) se mencionan como α, β, γ y δ. El sistema utilizado es el de Hans Fischer.


3. Síntesis del grupo hem.
La biosíntesis se inicia con la condensación de la glicina y succinil-CoA en una reacción catalizada por la delta aminolevulínico-sintasa para formar ALA (ácido deltaaminolevulínico), actuando el piridoxal fosfato como cofactor.
Este paso es elregulador de la síntesis, ya que la enzima es inhibida por el grupo hemo.
El ALA es transportado al citosol donde, mediante un proceso de condensación catalizado por la porfobilinógeno-sintasa, dos moléculas de ALA se transforman en porfobilinógeno.
Mediante la acción de la hidroximetilbilano-sintasa se condensan cuatro moléculas de PBG para dar lugar al hidroximetilbilano.
Éste setransforma en uroporfirinógeno III por la acción de la uroporfirinógeno IIIsintasa. En ausencia de la enzima puede haber una ciclación espontánea a uroporfirinógeno I, un isómero que no conduce a la formación del grupo hemo. Pero al ser la concentración de la enzima mayor que la de la hidroximetilbilano-sintasa, se sintetiza predominantemente el uroporfirinógeno III, que por lauroporfirinógenodescarboxilasa se transforma en coproporfirinógeno III.
Esta molécula es transportada al interior de la mitocondria, donde la coproporfirinógeno-oxidasa lo transforma en protoporfirinógeno IX, que a su vez, mediante la protoporfirinógeno-oxidasa se convierte en protoporfirina IX.
Finalmente se incorpora el ion ferroso gracias a la ferroquelatasa, para dar lugar al grupo hemo.

4. Regulación de lasíntesis del hemo.
• La enzima regulable es la ALA sintasa, está sujeta a inducción y represión.
• La velocidad de la síntesis de la ALAS1 (ALA sintasa en forma hepática) se incrementa en gran medida en ausencia de hemo y disminuye en su presencia.
• Regulación por retroalimentación.
• Se induce por fármacos: Ej. Barbitúricos, griseofulvina. La mayor parte de estos fármacos induce a la enzimamediante la inducción del citocromo P450 que utiliza al hemo.
• La glucosa y la hematina reprime a la enzima.
• La ALA sintasa, la primera enzima de la vía biosintética del hemo,
• Cataliza la condensación de glicina y succinil-coenzima A para formar ALA.
• La enzima está localizada en la membrana interna de las mitocondrias y requiere piridoxal-5'-fosfato como cofactor.

6. Degradación delgrupo hem
La degradación del grupo hem produce la bilirrubina. En el humano adulto en condiciones fisiológicas, se destruyen de 1 a 2x108 eritrocitos por hora. Por tanto, en un día un humano de 70 kg recambia alrededor de 6 g de hemoglobina.
Con la destrucción de la hemoglobina, la globina se degrada hasta los aminoácidos que la constituyen y el hierro del hem ingresa a la reserva de hierro,...