estructura y funciÓn de las proteÍnas: hemoglobina; … · 2019-09-19 · con el paso de los...
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ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS PROTEÍNAS LAS PROTEÍNAS: :
Hemoglobina;
Mioglobina;
Colágeno;
Ig G;
Proteínas plasmáticas.
Prof. Dr. Marcelo O. Lucentini
HEMOPROTEÍNASHEMOPROTEÍNAS::
HEMOGLOBINA/MIOGLOBINA=HEMOGLOBINA/MIOGLOBINA=
HEMO + GLOBINA
GRUPO PROSTETICO+ APOPROTEINA
HOLOPROTEINAHOLOPROTEINA
EL HEMO COMO GRUPO PROSTÉTICOEL HEMO COMO GRUPO PROSTÉTICO::
N
N
HNNH
CH
CHCH
CH
M V
M
V
P M
M
PFe++
his146
O2
Puente metínico
N pirrol
Sustituyente lateral
Hemo= protoporfirina IX + Fe++
ESTRUCTURA DE LA GLOBINAESTRUCTURA DE LA GLOBINA::
ESTRUCTURA PRIMARIAESTRUCTURA PRIMARIA:La hemoglobina posee cuatro cadenas polipeptídicas: 2 cadenas alfa (de 141 aminoácidos, cada una) y dos cadenas beta (de 146 aminoácidos, cada una).Los aminoácidos polares se orientan hacia el exterior, en contacto con el agua y los no polares hacia adentro, formando un nicho hidrofóbico que protege al hierro de su oxidación.Predominan los aminoácidos básicos...
ESTRUCTURA DE LA GLOBINAESTRUCTURA DE LA GLOBINA::
ESTRUCTURA SECUNDARIA:
La hemoglobina presenta ocho segmentos de alfa hélice, estabilizados por puentes de hidrógeno intracatenarios;
En los codos, el enrollamiento es al azar, por la aparición de prolina.
ESTRUCTURA DE LA GLOBINAESTRUCTURA DE LA GLOBINA::
ESTRUCTURA TERCIARIAESTRUCTURA TERCIARIA::
La hemoglobina posee una estructura proteica globular, donde resíduos de aminoácidos que están alejados en la estructura primaria están cercanos en la terciaria.
CO.O-H3N+
ESTRUCTURA DE LA GLOBINAESTRUCTURA DE LA GLOBINA:
O2
O2 O2
FORMA T
FORMA R
O2
Estructura cuaternariaEstructura cuaternaria:
Puentes salinos
desoxihb
oxihb
TRANSPORTE DE:
OXIGENO;
PROTONES;
ANHIDRIDO CARBONICO.
FUNCIONES DE LA HEMOGLOBINAFUNCIONES DE LA HEMOGLOBINA::
TRANSPORTE DE OXÍGENOTRANSPORTE DE OXÍGENO::
EFECTO COOPERATIVOEFECTO COOPERATIVO:
OXIGENACIÓN DE LA HEMOGLOBINAOXIGENACIÓN DE LA HEMOGLOBINA::
NHIS-GLOBINA
Fe
PLANO DE LA PORFIRINA
N
Fe
O
O
O2
TRANSICIÓN DE LA FORMA T A LA RTRANSICIÓN DE LA FORMA T A LA R::
FORMA RFORMA T
ROTACIÓN DE 15º DE LAS SUBUNIDADES
2
2
15º
O2
DESOXIHEMOGLOBINADESOXIHEMOGLOBINA: : PUENTES PUENTES SALINOSSALINOS
CO.O-
NH3+
CO.O-
NH3+
ASP
HIS
94 146LIS
40ARG
141HIS
ASP
NH3+
CO.O-
NH3+
CO.O-
LIS
40
ASP126
ARG141
ASP126
146 94
TRANSPORTE DE PROTONESTRANSPORTE DE PROTONES::
La ruptura de los puentes salinos durante la fijación del oxígeno a la forma T de la hemoglobina genera dos protones que provienen de los átomos de hidrógeno del aminoácido histidina presente en la posición 146 de cada cadena beta…
EL EFECTO BOHREL EFECTO BOHR::
2 CO2 + 2 H2O 2 CO3H2 2 CO3H-
2 H+
4 O2
Hb-4 O2
Hb-2 H+
Anhidrasa carbónica
(Amortiguador)
Pulmones
Tejidos Eritrocito
EL EFECTO BOHREL EFECTO BOHR::
CONCLUSIONESCONCLUSIONES: :
La hemoglobina retiene dos protones por cada cuatro moléculas de oxígeno que pierde y así, aumenta la capacidad amortiguadora de la sangre...
TRANSPORTE DE COTRANSPORTE DE CO22::
CO2 + Hb-NH2 2 H+ + Hb-N-CO.O-
TEJIDOS:
Eritrocitos:
Compuesto carbamínico
H
Como cada cadena polipeptídica de la hemoglobina tiene un grupo amino terminal, se transportan en total cuatro moléculas de CO2.
Extremo NH2-terminal
2,3 DIFOSFOGLICERATO (2,3 DPG)2,3 DIFOSFOGLICERATO (2,3 DPG)::
GLUCOSA GLUCÓLISIS
CO.O-
H C O P O- NH3+-VAL
CH2-O- P-O- NH3+-LIS
O
O- O
O- NH3+-HIS
2,3 DPG
2,3 DIFOSFOGLICERATO2,3 DIFOSFOGLICERATO:
2,3 DPG2,3 DPG
AUMENTA LA FORMACIÓN DE AUMENTA LA FORMACIÓN DE PUENTES SALINOSPUENTES SALINOS
DISMINUYE LA AFINIDAD DE LA DISMINUYE LA AFINIDAD DE LA HEMOGLOBINA POR EL OXÍGENOHEMOGLOBINA POR EL OXÍGENO
CURVA DE DISOCIACIÓN DE LA CURVA DE DISOCIACIÓN DE LA OXIHEMOGLOBINAOXIHEMOGLOBINA::
ppO2(mmHg)
% sat
p50
Curva sigmoidea 50%
CURVA DE DISOCIACIÓN DE LA CURVA DE DISOCIACIÓN DE LA OXIHEMOGLOBINAOXIHEMOGLOBINA::
ppO2(mmHg)
% sat pO2
pH
pCO2
p50
2,3 DPG
p50
CARBOXIHEMOGLOBINACARBOXIHEMOGLOBINA::
La carboxihemoglobina es el resultado de la unión de la hemoglobina con el monóxido de carbono.
El CO es producido por la combustión incompleta de productos orgánicos.
Las fuentes comunes de CO son: el cigarrillo, calefactores, calefones, braseros, gases de escape de automóviles, etc.
CARBOXIHEMOGLOBINACARBOXIHEMOGLOBINA::
Químicamente, compite por la sexta valencia del Fe, desplazando al O2 y forma un compuesto 250 veces más estable que la oxihemoglobina.
Por tener un color cereza, los intoxicados suelen tener un color “rosagante” en la cara.
CURVA DE DISOCIACIÓN DE LA CURVA DE DISOCIACIÓN DE LA CARBOXIHEMOGLOBINACARBOXIHEMOGLOBINA::
ppO2(mmHg)
% sat
p50
Carboxihemoglobina
Oxihemoglobina
METAHEMOGLOBINAMETAHEMOGLOBINA::
La metahemoglobina tiene Fe+++ en el núcleo hemo que imposibilita el transporte de O2.
Puede ser de origen genético o adquiridos por agentes oxidantes
(nitrofenoles, anilinas, sulfamidas).
La intoxicación provoca cianosis parduzca de los tejidos.
ESTRUCTURA DE LA MIOGLOBINAESTRUCTURA DE LA MIOGLOBINA::
Una sola cadena polipeptídica; 153 aminoácidos; P.M. 17.000; Aminoácidos polares hacia afuera; hidrofóbicos hacia dentro; Ocho segmentos de alfa-hélice; Estructura globular; Función: Almacenar O2 en músculo
ESTRUCTURA DE LA MIOGLOBINAESTRUCTURA DE LA MIOGLOBINA:
CURVA DE DISOCIACIÓN CURVA DE DISOCIACIÓN DE LA MIOGLOBINA DE LA MIOGLOBINA::
ppO2(mmHg)
% sat
p50
Curva hiperbólica50%
COLÁGENO Y ELASTINA
ESTRUCTURA PRIMARIA ESTRUCTURA PRIMARIA DEL COLÁGENO DEL COLÁGENO::
La molécula de tropocolágeno es la unidad estructural.
Está constituida por 3 cadenas pp
Cada cadena tiene cerca de
1000 aa
Existen aa poco frecuentes:
(OH)PRO e (OH) LIS
La Gli tiene periodicidad
ESTRUCTURA SECUNDARIA ESTRUCTURA SECUNDARIA
DEL COLÁGENO DEL COLÁGENO::Triple héliceTriple hélice
TIPOS DE COLÁGENOTIPOS DE COLÁGENO::
I: formado por (alfa1-I)2 y (alfa 2-I)
Estructura fibrilar;Bajo tenor de hidroxilisina y glúcidos
(fibrillas gruesas);Dermis, tendón, hueso,ligamentos,
córnea, órganos internos (90% del colágeno del cuerpo).
TIPOS DE COLÁGENOTIPOS DE COLÁGENO::
II: formado por (alfa1-II)3
Estructura fibrilar;
Alto tenor de hidroxilisina y glúcidos (fibras más finas que las I);
Cartílago, discos intervertebrales, cuerpo vítreo del ojo.
ELASTINAELASTINA::
Propiedades elásticas: seis veces más
elástica que una banda elástica;
Baja concentración de hidroxiprolina;
NO posee hidroxilisina; Carácter HIDROFÓBICO;
(por poseer valina, leucina, isoleucina y
alanina). NO contiene glúcidos;
Formas redes bidimensionales por uniones entre lisinas.
PROTEÍNAS PLASMÁTICASPROTEÍNAS PLASMÁTICAS:
Un sistema coloidal sistema coloidal es un sistema conformado por dos o más fases, normalmente una fluida (líquida) y otra dispersa en forma de partículas sólidas, muy finas, de diámetro comprendido entre 1000 y 10 A .
PROTEÍNAS PLASMÁTICASPROTEÍNAS PLASMÁTICAS::
Las proteínas plasmáticas son moléculas que se encuentran en suspensión coloidal en el plasma y, dado que la mayoría no puede atravesar membranas o filtros biológicos permanecen en el plasma sin acceder al líquido intersticial.
PROTEÍNAS PLASMÁTICAS:
Funciones:
Presión oncótica;
Transporte;
Coagulación;
Respuesta inmune (anticuerpos, complemento, inflamación).
PLASMAPLASMA::
El plasma es el sobrenadante obtenido tras la centrifugación de una muestra de sangre que se ha recogido en un tubo que contiene un anticoagulante, como el citrato de sodio, para evitar la coagulación de la misma.
SUEROSUERO::
El suero es el sobrenadante obtenido si a una muestra de sangre se la deja coagular espontáneamente (30-45 minutos).
Durante la coagulación, el fibrinógeno se transforma en fibrina, consumiéndose en la reacción.
Suero vs. Plasma
PlasmaSuero
Coágulo sanguíneo
Eritrocitos
Leucocitos, plaquetas
Sangre total
En el suero no hay fibrinógeno
PROTEÍNAS PLASMÁTICASPROTEÍNAS PLASMÁTICAS::
Las proteínas plasmáticas se separan por migración electroforética, que consiste en someter las mismas a la acción de un campo eléctrico:
+ -
Alb
PROTEÍNAS PLASMÁTICASPROTEÍNAS PLASMÁTICAS::
PROTEÍNAS PLASMÁTICASPROTEÍNAS PLASMÁTICAS::
La velocidad de migración de una partícula cargada en un campo eléctrico dependerá proporcionalmente de la magnitud de la carga y de la intensidad del campo e inversamente del cuadrado del radio de la partícula:
V= C. H
R2
PROTEÍNAS PLASMÁTICASPROTEÍNAS PLASMÁTICAS:
Proteinemia totalProteinemia total: : 6 a 8 g %6 a 8 g %
AlbúminaAlbúmina:: 55%55%
GlobulinasGlobulinas::
Alfa 1: 4%
Alfa 2: 8%
Beta: 12 %
Gamma: 16%
FibrinógenoFibrinógeno:: 5%5%
PROTEÍNAS PLASMÁTICASPROTEÍNAS PLASMÁTICAS::
AlbúminaAlbúmina:: 5555%% del total; del total;
Es una proteína pura;
Responsable principal de la presión oncótica plasmática;
Transporta ácidos grasos libres, hormonas, bilirrubina no conjugada;
medicamentos…
PROTEÍNAS PLASMÁTICASPROTEÍNAS PLASMÁTICAS::
Enfermedad hepática severa;
Enfermedad renal (daño glomerular);
Desnutrición proteica (kwashiorkor)
Albúmina
Presión oncótica
Edemas generalizados Edemas generalizados (anasarca)
GLOBULINAS PLASMÁTICASGLOBULINAS PLASMÁTICAS::
Alfa 1 globulinasAlfa 1 globulinas::
Alfa 1 antitripsina; HDL.
Alfa 2 globulinasAlfa 2 globulinas:
Haptoglobina;
Céruloplasmina;
Transportadores de esteroides...
Beta globulinasBeta globulinas::
Transferrina; Transcobalamina; LDL...
MARCADORES INFLAMATORIOSMARCADORES INFLAMATORIOS::
La PCR se usa como marcador de inflamaciónLa PCR se usa como marcador de inflamación..
Medir los valores de la PCR puede servir para
determinar el progreso de una enfermedad o la
enfermedad o la efectividad de tratamientos.
Las infecciones virales tienden a dar un nivel
más bajo de PCR que las infecciones bacterianas.
MARCADORES INFLAMATORIOSMARCADORES INFLAMATORIOS::
Sus niveles se incrementan en los episodios agudos coronarios, significando un mal pronóstico tanto a corto como a largo plazo.
Normalmente es menor a 10 mg/l.
PROTEINOGRAMAS PATOLÓGICOSPROTEINOGRAMAS PATOLÓGICOS::
Infección/inflamación aguda:Infección/inflamación aguda:
Aumento de las A2 (mucoproteínas).
A A1 A2 B G
PROTEINOGRAMAS PATOLÓGICOSPROTEINOGRAMAS PATOLÓGICOS::
Infección/inflamación crónica:Infección/inflamación crónica:
Disminución de la albúmina; aumento discreto de las A2 y gran aumento de las gamma (policlonal).
A A1 A2 B G
PROTEINOGRAMAS PATOLÓGICOSPROTEINOGRAMAS PATOLÓGICOS::
Cirrosis hepática:Cirrosis hepática:
Disminución de todas las proteínas de origen hepático. Las gamma están aumentadas e invaden la
banda de las beta (fusión beta-gamma).
A A1 A2 beta/gamma
PROTEINOGRAMAS PATOLÓGICOSPROTEINOGRAMAS PATOLÓGICOS::
Mieloma Múltiple:Mieloma Múltiple:
Producción de una paraproteína (M) que se anticipa a la banda de las gamma.
A A1 A2 B M G
PROTEINOGRAMAS PATOLÓGICOSPROTEINOGRAMAS PATOLÓGICOS::
Síndrome nefrótico:Síndrome nefrótico:
Gran disminución de la albúmina; aumento discreto de las A2 y de las B (LDL);
disminución de las gamma.
A A1 A2 B G
CUESTIONARIOCUESTIONARIO::
Luisa tiene 85 años y consulta por un severo dolor de rodillas que se agrava con el movimiento; trae un proteinograma:
Proteínas totales: 8.6 g%;
Albúmina: 4.2 g%; G: 2.5 g%;
A1: 0.1 g%; - Interpretación?... - Interpretación?...
A2: 1.5 g%;
B: 0.3 g%;
CUESTIONARIO:
Juan consulta por edemas generalizados; sus valores de proteinograma:
Proteínas totales: 5 g%; Albúmina: 2 g%; A1: 0.2 g%; A2: 1 g%; B: 1.5 g%;G: 0.3 g%.
¿Cuál es su impresión diagnóstica?.
INMUNOELECTROFORESISINMUNOELECTROFORESIS::
1. Electroforesis:1. Electroforesis:
Se realiza una corrida electroforética de las proteínas plasmáticas y cada fracción proteica resultante se desdobla por difusión en sus componentes puros.
Puntos de siembra
Suero del paciente
Suero testigo
+ -
INMUNOELECTROFORESISINMUNOELECTROFORESIS::
2. Difusión:2. Difusión:
Cada proteína difunde a distinta velocidad y flocula en contacto con su anticuerpo.
Antisuero humano
total
INMUNOELECTROFORESIS:
La mejores aplicaciones de la IEF:
A. deficiencias genéticas de proteínas plasmáticas (déficit de alfa-1 antitripsina; enfermedad de Wilson);
B. caracterización de una banda monoclonal:
C. determinar selectividad de una proteinuria.
ERITROSEDIMENTACIÓNERITROSEDIMENTACIÓN::
La eritrosedimentacióneritrosedimentación (eritroeritro) llamada también, velocidad de sedimentación globular (VSG) es una prueba diagnóstica utilizada frecuentemente en medicina.
ERITROSEDIMENTACIÓNERITROSEDIMENTACIÓN::
La técnica consiste en medir la velocidad con la que sedimentan los glóbulos rojos de la sangre.
Es un marcador inespecífico, no relacionado con ninguna enfermedad en especial, que se correlaciona
principalmente con los niveles sanguíneos niveles sanguíneos de fibrinógeno fibrinógeno y cuya elevación implica procesos procesos
inflamatorios, infecciosos o neoplásicosinflamatorios, infecciosos o neoplásicos.
ERITROSEDIMENTACIÓNERITROSEDIMENTACIÓN::
Sus valores son ampliamente variables por múltiples factores aún mal establecidos (se sabe que aumenta con la edad), por lo que su interpretación debe estar relacionada con las manifestaciones clínicas y el resto de los exámenes de laboratorio.
ERITROSEDIMENTACIÓNERITROSEDIMENTACIÓN::
Valores normales:Valores normales:
Hombres: 0-15 milímetros por hora (mm/h), o 0-20 mm/h para hombres mayores de 50 años;
Mujeres: 0-20 mm/h, o 0-30 mm/h para mujeres mayores de 50 años;
Niños: 0-10 mm/h;
Recién nacidos: 0-2 mm/h.
ERITROSEDIMENTACIÓNERITROSEDIMENTACIÓN::
La eritrosedimentacióneritrosedimentación puede estar aumentada o acelerada en procesos inflamatorios agudos (infecciones, artritis) y en procesos crónicos, entre otros: artrosis, vasculitis).
CASO CLÍNICO Nº 1:CASO CLÍNICO Nº 1:
Carlos tiene 65 años, consultó a un médico traumatólogo por una fuerte lumbalgia que le apareció hace 3 meses y que no calmaba con antiinflamatorios comunes.
El dolor solía ceder con el reposo por lo que el médico pidió una radiografía de columna lumbar que mostró una severa artrosis con pinzamientos vertebrales múltiples, por lo que indicó kinesioterapia.
CASO CLÍNICO Nº 1CASO CLÍNICO Nº 1::
Con el paso de los días y ante la no resolución del cuadro, Carlos decidió consultar a un médico clínico quien lo encontró anémico y le solicitó un análisis de sangre que confirmó la anemia, con una eritrosedimentación de 110 mm (V.N. hasta 20 mm) y una banda paraproteica en el proteinograma electroforético en la banda de las gamma globulinas.
CASO CLÍNICO Nº 1CASO CLÍNICO Nº 1::
CASO CLÍNICO Nº 1CASO CLÍNICO Nº 1::
Se indicó una punción biopsia de médula ósea que mostró una intensa plasmocitosis que ratificó el diagnóstico de mieloma múltiple.
DIAGNÓSTICO EN MIELOMA MÚLTIPLEDIAGNÓSTICO EN MIELOMA MÚLTIPLE::
1. PLASMOCITOSIS >10% EN MÉDULA ÓSEA;
2. LESIONES OSTEOLÍTICAS;3. COMPONENTE M SÉRICO (>3 g/dl)
y/o URINARIO.
El diagnóstico puede ser hecho en ausencia de lesiones óseas si la plasmocitosis se acompaña de
incremento progresivo del componente M en el tiempo o aparición de plasmocitoma
extramedular…
MIELOMA MÚLTIPLEMIELOMA MÚLTIPLE
CUESTIONARIO:
1. ¿Qué es el mieloma múltiple?;
2. Describa la estructura química de la inmunoglobulina G;
3. Dibuje la molécula de inmunoglobulina G. Indique: cadenas L y H; regiones constantes y variables; puentes disulfuro; regiones hipervariables.
ESTRUCTURA PROTEICAESTRUCTURA PROTEICA::
Inmunoglobulina G:Inmunoglobulina G:
R
G
LH
Hoja plegada:
Dominios globulares
S SS
S
CUESTIONARIOCUESTIONARIO::
Mencione 5 (cinco) manifestaciones clínicas del mieloma múltiple y justifíquelas, desde el punto de vista bioquímico.
Anemia;
Dolores óseos;
Hipercalcemia,
Hiperviscosidad;
Aumento de infecciones.
CASO CLÍNICO Nº 2CASO CLÍNICO Nº 2::
En un operativo sanitario en un medio rural le traen a la consulta un niño de 5 años, en aparente buen estado general, pero en el examen físico, usted detecta palidez de piel y mucosas, distensión abdominal, con atrofia de masas musculares e importantes edemas de miembros inferiores e impronta de la ropa en tórax y dorso.
CASO CLÍNICO Nº 2CASO CLÍNICO Nº 2::
La percusión del abdomen dio matidez hídrica. Interrogada la madre sobre la alimentación del niño, argumentó que lo mantiene a base de harinas y derivados, con escasez de proteínas animales debido a su alto costo.
CASO CLÍNICO Nº 2CASO CLÍNICO Nº 2:
KWASHIORKORKWASHIORKOR
CUESTIONARIO:
1. Cómo interpreta el cuadro clínico?.
2. Justifique: a) los edemas y la matidez hídrica abdominal; b) el aparente buen estado nutricional del paciente;
3. Establezca 5 (cinco) diferencias entre el cuadro clínico del paciente y el marasmo.
4. ¿Qué complicaciones podría tener una rápida realimentación del niño con una dieta hipercalórica?. Justifique.
5. ¿Qué espera del rendimiento escolar futuro del niño a pesar de la realimentación?.
KWASHIORKORKWASHIORKOR::
Aumento de la ingestaAumento de la ingestade glúcidosde glúcidos
Aumento de la secreción Aumento de la secreción de insulinade insulina
Aumento de la lipogénesisAumento de la lipogénesis
Proteólisis muscularProteólisis muscular
AA circulantesAA circulantes
Proteínas visceralesProteínas viscerales
Síntesis de Síntesis de albúminaalbúmina
EdemasEdemas
Aumento de laAumento de laSíntesis de grasaSíntesis de grasa
ESTEATOSIS GRASAESTEATOSIS GRASA
MARASMO:MARASMO:
Es un proceso que se desarrolla por alimentación insuficiente en caloríass, con disminución del aporte de todos los nutrientes.
Se observa un descenso importante de peso, con disminución total del panículo adiposo y consunción de la masa muscular.
MARASMOMARASMO
KWASHIORKOR: MARASMO:
Deficiencia de proteínas
Agudo
Insulina aumentada
Lipogénesis aumentada
Menor síntesis deAlbúmina
Edemas
Deficiencia de calorías
Crónica
Insulina disminuida
Lipólisis aumentada
Adelgazamiento
Caquexia
DIFERENCIASDIFERENCIAS:
REALIMENTACIÓNREALIMENTACIÓN::
El aporte de nutrientes debe hacerse de manera gradual, de manera de evitar el
síndrome de realimentación.Se debe considerar la atrofia de las
vellosidades intestinales y los cambios osmóticos que genera una
realimentación intempestiva.
REALIMENTACIÓNREALIMENTACIÓN::
Insulina: K+ Mg++ P
MUCHAS GRACIAS !!!MUCHAS GRACIAS !!!
Marcelo O. Lucentini
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