PROGRAMA DE BACTERIOLOGIA DIEGO FERNANDO LOPEZ MUÑOZ

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2 PROGRAMA DE BACTERIOLOGIA DIEGO FERNANDO LOPEZ MUÑOZ
FACULTAD DE SALUD PROGRAMA DE BACTERIOLOGIA DIEGO FERNANDO LOPEZ MUÑOZ DOCENTE HEMATOLOGÍA

3 FISIOLOGIA DEL ERITROCITO
No existencia de organelas celulares: no biosíntesis Forma bicóncava (facilita intercambio) 7-8 m . Espesor máximo de 2 m. Vida: 120 días. Envejecimiento progresivo de proteínas. Disminución de la relación Superficie / volumen. Hemólisis extravascular (80-90%) macrófagos en hígado y bazo. Hemólisis intravascular (10-20%).

4 Eritrocitos Son discos bicóncavos no nucleados con un diámetro medio de 8.5 micrómetros con un espesor en los bordes de 12 micrómetros. Esta forma es la más ventajosa porque representa la superficie máxima en relación a su tamaño la difusión de gases . Consumen O2, ATP y glucosa y liberan CO2. Estas funciones metabólicas son empleadas para alimentar los sistemas de transporte activo que mantiene la homeostasia iónica entre la célula y su medio (el glóbulo rojo y el plasma). Funciones del Glóbulo rojo 1. Transporte de O2 y CO2. 2.  Aportan viscosidad de la sangre, 3. Actúa como amortiguador del pH, fundamentalmente por la hemoglobina de la sangre

5 ERITROPOYESIS policromatofilo basófilo Continua el proceso
Llegan los factores exógenos y endógenos policromatofilo La síntesis de hemoglobina basófilo Continua el proceso Detiene el proceso no se divide eritoblasto ortocromático expulsa el resto del núcleo transforma en un reticulocito que es considerado un glóbulo rojo inmaduro porque ya no tiene núcleo, solo unos filamentos de cromatina y su hemoglobina es la de un glóbulo rojo

6 Síntesis de hemoglobina
Se inicia en el eritroblasto policromatofilo a través de dos vías metabólicas Síntesis del grupo Hemo Síntesis de la globina

7 Biosíntesis de PORFIRINA Degradación de valina isoleucina y metionina
Forma parte de la respiración aerobia, es decir, se realiza en presencia de oxígeno y se desarrolla entre los procesos de glicolisis y cadena respiratoria. Su fin es la obtención de NADH, una molécula con poder reductor, que se utiliza para la producción de ATP mediante la cadena respiratoria. EL CICLO DE KREBS SÍNTESIS DEL HEME Succinil-CoA Biosíntesis de PORFIRINA Degradación de valina isoleucina y metionina Oxidación de ácidos grasos

8 GRUPO HEMO Unión de la Succinil CoA (formado en ciclo de Krebs o ciclo del acido cítrico) a un aminoácido glicina (Gly) formando un grupo pirrol. Cuatro grupos pirrol se unen formando la protoporfirina IX. La protoporfirina IX se une a una molécula de hierro ferroso (Fe2+) formando el grupo hemo. Cuatro grupos hemos forman la hemoglobina:

9 Fe Síntesis del grupo Hemo:
Formado por una porfirina que posee un átomo de hierro unido a sus cuatro nitrógenos y se sintetiza a partir de: 2 moléculas de succinil colina y 2 de glicina = PIRROL Esta molécula se llama Hemo o grupo prostético Fe Hasta aquí lo que se formo es un monómero y la que transporta el oxigeno es un tetrámero Le falta la proteína la Globina sintetiza en el ribosoma eritroblasto por síntesis de proteínas

10 Grupos prostético Porción no polipetidica que forma parte de una proteína en su estado funcional. Es el componente no aminoacídico que forma parte de la estructura de las heteroproteínas o proteínas conjugadas. Las moléculas del oxigeno que transporta la hemoglobina se unen a los iones de hierro, cabe mencionar que cuando una proteína se une a un grupo prostético es decir (Hb+Fe2 se denomina metaloproteina). Grupo que no hace parte de un aminoácido por lo tanto no es una proteína y se le da una serie de nombres dependiendo del grupo prostético al cual se unió ejemplo Metaloproteina El grupo hemo se sintetiza principalmente por la células eritroides (85%) y por el hígado (15%).

11 Fosfatos ABSORCIÓN (5-10%) +  Vit. C
Eritrocitos ERITROPOYESIS MADURACION Hierro DIETA  Fosfatos ABSORCIÓN (5-10%) +  Vit. C Forma sales insolubles y complejos con fibra, ac. fítico, taninos, fosfatos, oxalatos. Escorbuto (avitaminosis C) y acidez: reducción (más absorbible) Aumenta con depleción (hemorragia). Absorción mayor en mujeres que en hombres. El grupo hemo se absorbe por completo y el hierro se extrae en la célula intestinal. Mecanismo de transporte intestinal: Ciclo de la transferrina Eliminación a partir de las células del epitelio intestinal. Transporte del hierro en sangre: Forma libre: g/dL Transferrina: muy variable.

12 Existe diferentes enfermedades genéticas relacionadas con la síntesis del hemo. Todas ellas acumulan porfirina o sus precursores y se denominan porfirias. En las células eritroides se conocen dos: la porfiria eritropoyética congénita, deficiencia en uroporfirinógeno III cosintasa, y la protoporfiria eritropiética, deficiencia en ferroquelatasa. Se acumula uroporfirinógeno I y su producto de descarboxilación, el coproporfirinógeno I, cuya excreciones en la orina la convierte en color rojo, su depósito en los dientes les da color rojizo fluorescente, su piel es extremadamente sensible a la luz y se ulcera produciendo llagas, y aumenta en gran cantidad el pelo capilar. Lo que implica que la leyenda del hombre lobo tiene una base bioquímica. La más normal es la deficiencia en porfobilinógeno deaminasa en el hígado (porfiria intermitente aguda), mostrando dolores abdominales y defectos neurológicos. Ferroquelatasa: Enzima mitocondrial que se encuentra en una gran variedad de células y tejidos. Es la enzima final en la via biosintética de 8-enzima del HEME. La ferroquelatasa cataliza la inserción ferrosa en la protoporfirina IX para forma protoheme o heme. La deficiencia de esta enzima da lugar a la PROTOPORFIRIA ERITROPOYÉTICA. 

13 LAS PORFIRIAS Son enfermedades metabólicas, hereditarias o adquiridas, producidas como consecuencia de fallas enzimáticas en el metabólismo del hemo. Se clasifican según el tipo de sintomatología clínica prevalente o el órgano donde se expresa preferencialmente la falla metabólica. En general la deficiencia enzimática está asociada a mutaciones en los genes que codifican para cada una de las enzimas.

14 BIOSINTESIS DEL HEMO

15 Van a dar origen a los diferentes tipos de hemoglobina
Globinas que son proteínas plasmáticas de las cuales circulan en el plasma un 38%. Se dividen en: Alfa Globinas 𝜶 Beta Globinas Gamma Globinas 𝜸 Delta Globinas 𝜹 Van a dar origen a los diferentes tipos de hemoglobina

16 𝜹 Tetrámero de hemoglobina la molécula completa Fe
Hemoglobina A 97.5% 2 cadenas globina Delta 𝜹 Hemoglobina A2 1.5 y 1.6 % 2 cadenas globina gamma + 2 cadenas de la alfa globina forman Hemoglobina fetal <1%

17 HEMOGLOBINA ES : Proteína globular, alostérica, conjugada, estructura cuaternaria y función dinámica Interacciones no covalentes. Diámetro: 7.8 micrómetros Valores normales Hombre: gr/dl Mujer: gr/dl Proteína de gran tamaño. Que contiene Fe y esta constituida por mas de átomos. Su masa molecular es de gr/mol. Posee 4 segmentos polipeptidicos, dos segmentos idénticos llamados subunidades Alfa I y II con 141 aminoácidos y dos subunidades Beta I y II con 146 aminoácidos, con 574 aminoácidos en su estructura. Proteína con estructura cuaternaria donde interacción las cuatro subunidades

18 INTERACCIÓN DE LAS SUBUNIDADES
Las subunidades polipeptidicas, cuyos radicales se unen entre si por varios enlaces químicos los cuales pueden ser Puentes de hidrogeno: Es una atracción que existe entre un átomo de hidrógeno (carga positiva) con un átomo de O , N o X (halógeno) que posee un par de electrones libres (carga negativa). Puentes de sulfuro: Este enlace es muy importante en la estructura, plegamiento y función de las proteínas. Las interacciones iónicas:Pueden participar tanto grupos funcionales cargados (carboxilo, amino) como iones inorgánicos, y pueden ser tanto de atracción, si los iones tienen cargas opuestas como de repulsión, si presentan igual carga Las fuerza de Van Der Waals: Es la fuerza atractiva o repulsiva entre moléculas (o entre partes de una misma molécula)

19 TIPOS DE HEMOGLOBINAS Hemoglobina A: representa aproximadamente el 97% de la hemoglobina presente en el adulto, formada por dos globinas  y dos globinas . Hemoglobina A2: representa menos del 2,5% de la hemoglobina después del nacimiento, formada por dos globinas  y dos globinas , que aumenta de forma importante en la beta-talasemia, al no poder sintetizar globinas . Hemoglobina S: alterada genéticamente presente en la anemia de células falciformes. Hemoglobina F: Hemoglobina característica del feto. Oxihemoglobina: Representa la hemoglobina que se encuentra unida al oxígeno normalmente ( Hb+O2) Metahemoglobina: Hemoglobina con grupo hemo con hierro en estado férrico, Fe (III) (es decir, oxidado). Este tipo de hemoglobina no se une al oxígeno. Se produce por una enfermedad congénita en la cual hay deficiencia de metahemoglobina reductasa, la cual mantiene el hierro como Fe(III). La metahemoglobina también se puede producir por intoxicación de nitritos, porque son agentes metahemoglobinizantes.

20 Carbaminohemoglobina: se refiere a la hemoglobina unida al CO2 después del intercambio gaseoso entre los glóbulos rojos y los tejidos (Hb+CO2). Carboxihemoglobina: Hemoglobina resultante de la unión con el CO. Es letal en grandes concentraciones (40%). El CO presenta una afinidad 200 veces mayor que el Oxígeno por la Hb desplazándolo a este fácilmente produciendo hipoxia tisular, pero con una coloración cutánea normal (produce coloración sanguínea fuertemente roja) (Hb+CO). Hemoglobina glucosilada: presente en patologías como la diabetes, resulta de la unión de la Hb con carbohidratos libres unidos a cadenas carbonadas con funciones ácidas en el carbono 3 y 4. MIOGLOBINA Es un pigmento rojo que se encuentra de manera exclusiva en las células del músculo estriado. Es similar a la hemoglobina, pero tiene un hem en lugar de cuatro; por ende, puede combinarse con sólo una molécula de oxígeno. Tiene una afinidad más alta por el oxígeno que la hemoglobina. Se disocia del oxígeno a distintas presiones, lo cual le permite actuar como reserva de oxígeno.

21 CooPerativiDaD eN la UniOn De OxiGeNo
Se dice que la unión del oxígeno a la hemoglobina es cooperativa. Cuando la hemoglobina está unida al oxígeno, se denomina oxihemoglobina o hemoglobina oxigenada, dando el aspecto rojo o escarlata intenso característico de la sangre arterial. Cuando pierde el oxígeno, se denomina hemoglobina reducida, y presenta el color rojo oscuro o bordó de la sangre venosa (se manifiesta clínicamente por cianosis). El efecto de cooperatividad radica en la interacción entre los monómeros de la molécula (INTERACCION HEMO-HEMO) Forma tensa (desoxihemoglobina.) Forma relajada (Oxihemoglobina.)

22 HEMOGLOBINOPATIAS Son las patologías en las que existen moléculas de hemoglobina anormales por alteraciones en su estructura. Algunas de las mas características son: Hemoglobina S (falciforme) : así denominada porque da lugar a eritrocitos en forma de hoz, responsables de la anemia falciforme. Hemoglobina M (ferrihemoglobina): es una alteración en las cercanías al grupo hemo. Ello dificulta la unión del oxigeno. Un tercer tipo es el de las hemoglobinas cuya estructura terciaria esta alterada. La sustitución de aminoácidos impide que se produzcan los plegamientos para una adecuada estructura terciaria.

23 TALASEMIAS Son trastornos hereditarios, caracterizados por la producción anormal de hemoglobina, que ocasionan disminución en su producción y destrucción excesiva de los glóbulos rojos. TALASEMIA MAYOR TALASEMIA MENOR

24 HEMOGLOBINA Funciones
Cede O2 a los tejidos Requiere Fe++ Capta CO2 de los tejidos Se une a la globina carbaaminohemoglobina

25 Simbolizar la hemoglobina como un carro de cuatro puestos
2 pasajeros Cada puesto es un monómero de hemoglobina y a cada monómero se une a un oxigeno

26 O2 Representación en forma de cruz de la hemoglobina
¿Por qué la hemoglobina esta unida al Eritrocito y no esta libre? Tiene que estar anclada al eritrocito porque es muy toxica por su componente de Hierro ya que este puede dañar las células del túbulo contorneado proximal al ser una proteína pequeña esta se puede filtrar y se puede reabsorber a través del túbulo contorneado proximal lo cual alteraría sus células . En condiciones fisiológicas se adhiere al eritrocito, en condiciones patológicas esta hemoglobina se puede liberar y ocasionar una necrosis tubular aguda como ocurre en las anemias hemolíticas.

27 Hemoglobina: funcional transporte de Oxigeno
Desde el alveolo pulmonar hacia el capilar (tejido) complejo. Se genera la presión parcial de oxigeno PO2, porque parcial ya que en la atmosfera hay mas gases disueltos y el oxigeno hace parte de uno de ellos y la unión de esas presiones parciales dan como resultado la presión total. O X I G E N D S U L T Alveolo pulmonar EN SANGRE NO ESTA UNIDO A LA HEMOGLOBINA PO2 104 mm/Hg ARTERIAL tratando de llegar al capilar PO2 en el capilar 40 mm/Hg VENOSA O2+O2+O2+O2 mm/Hg

28 PO2: esta definida por el oxigeno disuelto en sangre que no esta unido a la hemoglobina y esta disuelto en el plasma. SatO2: Saturación de Oxigeno es la cantidad de oxigeno que esta unido a la hemoglobina, viene por la sangre venosa en estado desoxigenado llega al alveolo pulmonar con tres moléculas de hemoglobina y allí capta una molécula de oxigeno libre. La hemoglobina que viene de la sangre venosa tiene una saturación de oxigeno del 75% (estándar fisiológico según la altura a nivel del mar)

29 En condiciones normales cuando la sangre sale del alveolo pulmonar sale en condiciones fisiológicas ideales. PO2 100 mm/Hg SatO2 100% La sangre continua su circulación hacia el ventrículo izquierdo para que sea distribuida por el organismo. Pero antes de llegar al Corazón ocurre un fenómeno llamado Mezcla de Sangre Venosa y esto influye en una leve disminución de PO2 y SatO2 Hay unos vasos en el pulmón que lleva la sangre pero no para generar el transporte de gases sino para suplir las necesidades energéticas del pulmón y esta estructura se denomina Vasos bronquiales y se mezcla la sangre Oxigena con la No Oxigenada. Finalmente llega al corazón una PO2 95mm/Hg y una SatO2 98% esto quiere decir que la hemoglobina libera una mínima cantidad de oxigeno recibido (todo lo anterior en condiciones fisiológicas normales)

30 1 gr de hemoglobina puede cargar 1,34 ml de Oxigeno
¿podemos saber que cantidad de oxigeno hay en mililitros, en 100 mililitros de sangre que pasa para ser distribuida por el corazón en circulación? Respuesta es: Se dice que en condiciones fisiológicas la Hemoglobina de un paciente sano es 15 gr, por cada 100 ml. 1 gr de hemoglobina puede cargar 1,34 ml de Oxigeno _____________ 15 gr Hb = 20.1 ml de oxigeno unido a la molécula de Hb. 1gr Hb En un 1mm/Hg esta disuelto ml de oxigeno……..pasemos la conversión estándar a una presión de 100 mm/Hg. 0.003 mlO2x100 mm/Hg = mlO2 cantidad disuelta en el plasma Entonces decimos que en condiciones fisiológicas normales tenemos 20.1 ml de oxigeno unido a la Hb y 0.3 ml disuelto en el plasma . Total de oxigeno circulante (unido y disuelto) 20.4 ml de O2 por cada 100 ml de sangre

31 Finalmente la circulación del corazón sale por cada 100 ml de sangre:
PO2 95mm/Hg SatO2 98% Cantidad de 20.4 ml O2 A los tejidos La primera cantidad de Oxigeno que se entrega a los tejidos es de 0.3 por estar disuelto en el plasma

32 Esto es lo que se conoce como la curva de disociación dela hemoglobina
La molécula de la hemoglobina tiene una personalidad Caritativa. Va a los sitios donde es rico el Oxigeno (pulmón) y pide oxigeno y luego lo reparte a los sitios donde la cantidad de oxigeno es baja. Esto es lo que se conoce como la curva de disociación dela hemoglobina

33 Los tejidos tienen una constante con relación al consumo del oxigeno por todos los procesos para la formación del ATP, la PO2 es baja en condiciones fisiológicas normales en los tejidos (PO2 40mm/Hg). Los tejidos se mantienen habidos y pobres de O2 con lo cual viene una sangre oxigenada para suplir esa necesidad y el oxigeno es transportado por la Hb. PO2 40mm/Hg Venosa TEJIDO PO2 95mm/Hg arterial PO2 40mm/Hg

34 Curva de disociación de la hemoglobina en condiciones normales
SatO2 75% SatO2 75% tejidos Pulmón

35 Que indica la curva el comportamiento de la Hemoglobina
Cuando la hemoglobina se encuentra a una presión de oxigeno alta esta asociada a las moléculas de oxigeno. Cuando la hemoglobina se encuentra a presiones bajas de oxigeno en el tejido tiende a disociarse del oxigeno a desprenderse A > Afinidad < disociación de oxigeno A < Afinidad > disociación de oxigeno

36 Cambios en la curva hacia la derecha y hacia la izquierda

37 Desviación hacia la derecha
Acidosis (efecto Bohr) aumento H+ acido láctico Aumento de la temperatura Aumento del 2,3 difosglicerato Adaptación a las alturas Hipoxia por insuficiencia respiratoria Anemia severa Falla cardiaca congestiva Hiperpotasemia Hemoglobinas anormales con afinidad por el oxigeno Fiebre Aumento del CO2

38 Desviación hacia la izquierda
Disminución del 2,3 difosfoglicerato Shock séptico Transfusiones con sangre almacenada Hipofosfatemia Síndrome de dificultad respiratoria del recién nacido Intoxicación por monóxido de carbono Hipotermia Disminución del CO2 Alcalosis metabólica Mayor presencia de Hb fetal

39 Mecanismo de regulación 2,3 DPG
Isómero ( Los isómeros son compuestos que tienen la misma composición atómica pero diferente fórmula estructural) tres carbonos de la fase intermedia de la glucolisis Los eritrocitos sintetizan y degradan la molécula por el desvió de la vía glucolitica. La concentración del 2,3 DPG varia directamente proporcional con el pH. 2,3 DPG lo que facilita es la desoxigenación la perdida de la afinidad de la molécula de la hemoglobina por el oxigeno (disociación su aumento). (disminución la afinidad asocacion por el oxigeno).

40 P50 Conocer el valor de P50 es útil porque: Las variaciones de su valor indican variaciones en la afinidad de la Hb por el oxígeno.

41 La p50 es un indicador del estado de la curva
Es la PO2 a la cual la Hb está saturada al 50% con O2. Su valor en condiciones normales de reposo es de 27 mmHg. Su aplicación práctica consiste en que mientras mayor sea su valor, menor será la afinidad de la Hb por el O2, y mientras menor sea dicho valor, mayor será la afinidad de la Hb.

42 Vía de Embden-Meyerhot: funciones.
Mantener la energía celular mediante la generación de ATP en presencia de oxigeno, para la generación de piruvato que pasara al ciclo de Krebs, como parte de la respiración aerobia y con la de intermediarios de 6 y 3 carbonos que pueden ser utilizados en otros procesos. Vía oxidativa de hexosa monofosfato Fase oxidativa: se genera NADPH. Nicotinamida adenina dinucleótido fosfato Fase no oxidativa: se sintetizan pentosas-fosfato y otros monosacáridos-fosfato NADPH se obtiene poder reductor en forma de NADPH que se utilizará como coenzima de enzimas propias del metabolismo anabólico, por medio del cual se puede generar glutatión. Vía de la metahemoglobina reductasa (acción fisiológica de glutatión) Este es un potente antioxidante que presenta importantes funciones como la eliminación de peróxidos y la reducción de metahemoglobina férrico (Fe3+). Estado ferroso Fe2+ hemoglobina Estas necesidades se ven cubiertas gracias a la ruta de la pentosa fosfato con el intermediario de reducción NADPH. (inhiben los antimalaricos y las habas) Vía de Luebering Rapaport Este ciclo es parte de la vía Embden–Meyerhof, y tiene por finalidad evitar la formación de 3–fosfoglicerato en grandes cantidades y ATP. El DPG (2,3-bifosfoglicerato) está presente en el eritrocito en una concentración de un mol BPG/mol de hemoglobina, y se une con fuerza a la desoxihemoglobina, con lo que la hemoglobina se mantiene en estado desoxigenado y se facilita la liberación de oxígeno.

43 Membrana del eritrocito
El componente de mayor masa molecular en el citoesqueleto de la membrana del eritrocito es la espectrina en mayor % Ankirina

44 S I N D R O M E A C Defectos en la síntesis de Hb
Defectos en la membrana del eritrocito Defectos enzimáticos en las rutas oxidativas de los GR Baja en la ingesta de factores exógenos Enfermedades hipercatabolicas Enfermedades crónicas y CA Toxinas e intoxicaciones Producción de Autoanticuerpos Otros factores

45 Hasta pronto y no olviden lo aprendido