Metabolismo Del Gr

7/23/2019 Metabolismo Del Gr

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METABOLISMO DEL ERITROCITO

El hemate es una clula anucleada sin mitocondrias ni ribosomas. Esto le confiere

ventajas reolgicas para realizar su funcin de transporte de O2.

El eritrocito maduro no tiene capacidad de fosforilacin oxidativa (Ciclo de Kreb), nide sntesis de protenas o lpidos. Debe conservar su dotacin de enzimas y

compuestos, durante los 120 das que permanece en circulacin. Solo los

reticulocitos conservan algo de RNA y ribosomas y pueden sintetizar protenas, por

uno o dos das.

El hemate normal recin formado tiene una alta concentracin enzimtica, que va

disminuyendo paulatinamente a medida que envejece sin tener mayores

consecuencias, mientras se mantiene por encima del 50% de su concentracin

original. Gran parte de stas enzimas fueron sintetizadas en los progenitores

nucleados de la mdula sea.

Aunque la fijacin, el transporte y la liberacin del oxgeno no requieren gasto de

energa, se necesita energa para que el hemate cumpla eficazmente su funcin.

Si el hemate se ve privado de energa, aumenta el sodio y calcio intracelular, pierde

potasio y entra agua a la clula, tomando forma esfrica.

Esta clula es eliminada de la circulacin por los macrfagos del sistema

mononuclear fagoctico.

VIAS METABLICAS DEL GR:

1.METABOLISMO GLUCOLITICO

2.METABOLISMO DEL GLUCOGENO

3.METABOLISMO Y SINTESIS DE GLUTATION (GSH)

4.SINTESIS DE NUCLEOTIDOS

1-METABOLISMO DE LA GLUCOSA: El camino metablico del eritrocito maduro

es esencialmente glucoltico. En un 90 % lo lleva a cabo a travs de la va de

Embden Meyerjoff y el 10 % mediante el shunt de las pentosas.

La D-glucosa plasmtica se incorpora al citoplasma del GR por gradiente de

concentracin travs de una protena de membrana y si bien el eritrocito posee

receptores de insulina no son necesarios para el ingreso de la Glucosa. En el

citoplasma es fosforilada a glucosa 6 fosfato (G6P), a partir de la cual, se produce

una bifurcacin hacia los dos caminos metablicos.


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a- Via glucoltica de Embden Meyerhof (EM) o gluclisis anaerbica: mediante

la cual produce Adenosin Trifosfato: ATP y Nicotinamida Adenina Dinucletido

reducido: NADH

El 90 a 95 % de la D-glucosa se metaboliza por esta va. Consiste en una

sucesin de reacciones consecutivas realizadas por 11 enzimas, localizadas en la

parte soluble del citoplasma. (Fig. 1)

El grado de utilizacin de la glucosa est regulado por las reacciones de la

hexoquinasa (HK), de la fosfofructoquinasa (PFK) y la piruvato quinasa (PK),

llamadas enzimas alostricas y reguladoras. La energa de degradacin de la D-

glucosa se transforma en energa de enlace fosfato del ATP. Tanto HK como PFK

tienen mayor actividad a pH alto y pierden actividad por debajo de pH:7.La gluclisis

es muy sensible al PH, siendo estimulada en pH mayores a 7.

El balance general de este metabolismo produce, a parti r d e una molcu la D-

glu co sa, do s m olcu las d e pir uv ato o lactato ; dos molcu las d e ATP y 2

NADH.

La ecuacin global es :

D- glucosa + 2 Pi + 2 ADP 2 Lactato + 2 ATP + 2 H2O


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Fig. 1 :Va glucoltica de Embden Meyerhoff (EM).

El ATP es un componente de alta energa, que el eritrocito utiliza para el

mantenimiento de las bombas de la membrana dependientes de ATP (sodio, potasioy calcio), para la sntesis de glutatin (GSH), para la va de rescate de los

nucletidos de adenina, para mantener su forma bicncava y para incorporar cidos

grasos a la membrana e iniciar la fosforilacin de la glucosa. La reserva fundamental

de alta energa est constituida por el pool de nucletidos de adenina (ATP) y el 2,3

difosfoglicerato (2,3-DPG). El pool de nucletidos de adenina esta compuesto por

ATP, (85 a 90 %), adenina difosfato (ADP), (10 a 15 %) y adenina monofosfato

(AMP), (1 a 3 %). La concentracin de ATP en el eritrocito es 4,05+/-0,38 uM ATP/ gHb.

Desde el Gliceraldehdo-3-fosfato, se genera (NADH) necesario para la

reaccin de la Diaforasa I o Metahemoglobin reductasa I, NADH dependiente, la cual

tiene como funcin mantener el hierro (Fe) del hem en estado reducido o Fe++, ya

que la oxidacin a Fe+++le impide unirse al O2.

Como metabolismo colateral a la va de EM, el hemate tiene el ciclo de Rappaport-

Luebering, por medio del cual, se obtiene el 2,3 difosfoglicerato (2,3-DPG). Este

metabolito se encuentra en alta concentracin dentro de los eritrocitos (15,36+/-1,98

uM 2,3 DPG/ g Hb) y regula la afinidad de la hemoglobina por el oxgeno. Mediante

esta va, el GR no produce ATP.

Se han descripto varias enzimopatas hereditarias asociadas a anemia

hemoltica crnica: la ms importante es el dficit de piruvato kinasa (PK). En general

stas deficiencias dan lugar a cuadros de anemia hemoltica crnica no esferoctica

(AHCNE) con hemates deficitarios en ATP. El dficit de difosfoglicetato mutasa

(DPGM), enzima del ciclo de Rappoport - Luebering que genera el 2,3 DPG, se

asocia a anemia hemoltica y/o eritrocitosis.

b-Va de las hexosas monofosfato (HM) o shunt de las pentosas:

Este mecanismo consume aproximadamente el 5%-10 % de la glucosa. En esta

va, la glucosa es oxidada en la posicin 1, liberando CO2 y el NADP es reducido a

NADPH.

La primera reaccin de la ruta, es la deshidrogenacin enzimtica de la glucosa 6fosfato(G6P) por la glucosa 6 fosfato deshidrogenasa (G6PD), para formar 6


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fosfogluconato (6PG). La enzima, que no se encuentra en mitocondrias, requiere

NADP como aceptor electrnico. Realiza la deshidrogenacin del tomo1 de la forma

piranosa de la G6P y la transforma en 6 fosfogluconato- - lactona. Una Lactonasa

especfica cataliza la reaccin a 6PG. El equilibrio global se halla desplazado hacia la

formacin de NADPH.

En la etapa siguiente el 6PG sufre una descarboxilacin oxidativa por accin de la 6

fosfogluconato deshidrogenasa (6PGD), formndose la D-ribulosa 5 fosfato

(oxopentosa) y en sta reaccin se produce la segunda molcula de NADPH.

Fig . N 2 :Va del shunt de las pentosas o de las hexosas monofosfato.

La accin de una fosfopentosa epimerasa lo transforma reversiblemente en D-

xilulosa 5 fosfato, epmero en el carbono 3. Por la accin de la fosfopentosa

isomerasa la D - ribulosa 5 fosfatose puede convertir reversiblemente en su ismero


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D- ribosa 5 fosfato.

El fosfato de pentosa formado, puede, bajo una serie de rearreglos moleculares,

volver a la formacin de triosa, gliceraldehido 3 fosfato y fructosa 6 fosfato, y estos,

al ser intermediarios de la gliclisis anaerobia, pueden ingresar de nuevo al

metabolismo glucoltico.

La ecuacin global para este mecanismo es la siguiente:

Glucosa-6-fosfato + 2 NADP++ H2OD-ribosa-5-fosfato +CO2 + 2NADPH+2 H+

La G6PD es la enzima reguladora de este mecanismo. Su deficiencia produce la

eritroenzimopata ms frecuente en el mundo y se asocia a procesos de anemia

hemoltica aguda (AHA), ictericia neonatal (IN) y en menor proporcin anemia

hemoltica crnica no esferoctica (AHCNE).

METABOLISMO DEL GLUCOGENO:

El contenido de glucgeno en el eritrocito es muy pequeo y no se conoce

bien su funcin. Sin embargo el GR es capaz de sintetizar glucgeno mediante la

enzima: UDPG glucgeno glucosil transferasa y alfa 1,4 glucan glicosil transferasa

a partir de la glucosa 1-fosfato. Por otro lado posee fosforilasa y amilo 1-6

glucosidasa con las cuales puede producir la degradacin del glucgeno.

METABOLISMO DEL GLUTATION: GSH

El GSH es un tripptido cuya concentracin en el GR es de aproximadamente

2 mM. El GSH tiene un turnover celular rpido con un T de 4 das. El eritrocito

sintetiza GSH mediante la siguiente reaccin:

Ac Glutmico + Cistena + ATP ------------glutamil cistena + ADP +Pi

Glutamil cistena + glicina + ATP ---------- GSH + ADP + Pi

La sntesis requiere la accin de 2 enzimas: (1) glutamil-cisteinsintetasa (GC-S) y

(2) glutatin sintetasa (GSH-S).El GSH es de vital importancia en todas las clulas,

ya que preserva y previene la oxidacin de los grupos sulfidrilos de muchas

protenas celulares (estructurales y enzimticas) y previene el dao oxidativo general

y principalmente la oxidacin de la hemoglobina.

Muchas reacciones biolgicas producen radicales superxidos (O2-), que se

transforman en perxido de hidrgeno por accin de la superxido dismutasa(SDM).


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El perxido de hidrgeno resultante podra actuar oxidando los grupos sulfidrilos

(SH-) de todas las protenas celulares, de la Hb y de los cidos grasos insaturados.

Para evitar estas reacciones, el GSH utiliza su energa de reduccin, oxidndose a

GS-SG.

En esta reaccin de proteccin, (FigN4) interviene la enzima glutatin peroxidasa

(GSH-px), parcialmente ligada a la membrana y de alto contenido en selenio, que

desempea un papel importante en la eliminacin de los perxidos de hidrgeno,

cuando se encuentran en baja concentracin, transformndolos en agua. Si la

concentracin de perxidos es muy alta, la responsable de neutralizarlos, es la

catalasa. Fig N4

En estos procesos la GSH-px requiere al GSH como sustrato, para transformarlo en

glutatin oxidado (GS-SG), o formar disulfuros mixtos. La produccin de GSSG en

altas concentraciones produce inhibicin de la hexoquinasa, y estimula la produccin

de NADPH, activando la va de las HMP.

G6P NADP GSH H202

G6PD catalasa

6PG GSH px

NADPH GSSG red GSSG H20

Fig . N 4 :Metabolismo del Glutatin.

El NADPH acta como sustrato de la reaccin en donde la enzima glutatin

reductasa (GSH-Red) cataliza la conversin de GSSG a GSH y tambin la reduccin

de los disulfuros producidos entre la hemoglobina y el GSH. El NADP tambin

interviene unindose fuertemente a la catalasa y tiene efectos sobre su actividad.

El glutatin oxidado (GS-SG) es reconvertido enzimticamente a GSH, mediante la

accin de la glutatin reductasa (GSH-red) flavin dependiente, la cual empleaNADPH como cofactor y de sta manera se reincorpora al ciclo de oxido reduccin.

En la Fig N5 se destaca la funcin del NADPH en la conversin del GSSG a GSH

por accin de la GSH.red.


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Fig . N 5 :Funcin del NADPH en el metabolismo del Glutatin.

Entre las causas de AHCNE figuran los dficits de las enzimas de la va sinttica de

GSH. Se han detectado deficiencias de GSH-S, autosmicas recesivas, que no

siempre se asocian a anemia hemoltica.

REDUCCIN DE LA METAHEMOGLOBINA:

La reduccin de la metahemoglobina en el eritrocito normal se realiza por

accin enzimtica de la Metahemoglobin reductasa NADH dependiente, tambin

llamada Diaforasa I, NADH Diaforasa o Citocromo b5 reductasa. Esta enzima utiliza

el NADH que se produce en la reaccin de la gliceraldehdo fosfato deshidrogenasa

y reduce el citocromo b5, el cual reduce al Fe+++de la metahemoglobina.

Existe tambin otro sistema de reduccin ligado al NADPH, Metahemoglobin

reductasa NADPH dependiente, que funciona solo en presencia de un transportador

de electrones artificial, como el azul de metileno, y acta solo en situaciones de

stress oxidativo.

GLUCOSA 6 FOSFATO DESHIDROGENASA: G6PD

ESTRUCTURA DE LA G6PD.

La G6PD B humana es un homotetrmero, pero la forma dimrica es la molcula

ms pequea con actividad enzimtica. La secuencia de su estructura primaria a

sido altamente conservada durante la evolucin

ENZIMA NORMAL: se la designa G6PD-B. Predomina en la raza blanca


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VARIANTE NORMAL:G6PD-A.Predomina en la raza negra

Posee una mutacin puntual en el nucletido 376 AG (Asn Asp), conserva su

actividad enzimtica normal, pero le confiere una movilidad electrofortica rpida.

1-DETERMINACIN DE LA ACTIVIDAD ENZIMTICA:

Se utiliza la reaccin enzimtica especfica sobre un hemolizado de los GR del paciente

Glucosa-6-fosfato + 2 NADP++ H2OD-ribosa-5-fosfato +CO2 + 2NADPH+2 H+ .

Se lee aumento de absorbancia a 340 nm dado por la aparicin de NADPH.

Se grafica DO en funcin del tiempo y se calcula el promedio de DO/min

En funcin del coeficiente de extincin del NADPH y la concentracin de Hb del

hemolizado se calcula la actividad enzimtica

VALORES NORMALES:REFERENCIA T C UI de G6PD / g de Hb

WHO 37

25

Adultos: 13,55 +/- 2,45 ( 11,10 -16,00 )

Adultos: 6,63 +/- 1,10 ( 5,50 - 7,73 )

Eritropatologa.Hospital

Clnic.

37 Adultos: 7,80 +/- 2,10 ( 5,70 - 9,90 )

Tnica de Glock y McLean 37 Adultos: 8,87 +/- 1,59 ( 7,28 - 10,46 )


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Catedra de Hematologa.

U.N.R

37 Adultos: 8.14 +/- 1,40 ( 6,74 9,54 )

Neonatos: 12,59 +/- 3,55 ( 9,0416,14 )

Nios: 11,18 +/- 3,13 ( 8,05 - 14,30 )

2- ELECTROFORESIS DE LA ENZIMA:

Permite determinar si la variante tiene movilidad de tipo G6PD-B, o si es una variante

rpida Tipo G6PD-A. En el caso de pacientes heterocigotas, puede detectarse la

presencia de 2 bandas de movilidad diferente.

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