Concetti Chiave
- Il catabolismo dell'eme è principalmente causato dalla degradazione dell'emoglobina, con l'80% proveniente dagli eritrociti e il 20% da altre emoproteine.
- Il processo avviene nel fegato, milza e midollo osseo, con la eme ossigenasi come primo enzima coinvolto, esistendo in due forme: HO-1 e HO-2.
- La eme ossigenasi produce ferro, monossido di carbonio e biliverdina; il CO funge da molecola segnale e ha effetti vasodilatatori e anti-infiammatori.
- La biliverdina è convertita in bilirubina non coniugata, trasportata al fegato per la coniugazione, che è fondamentale per evitare l'ittero.
- La bilirubina coniugata, formata attraverso un processo di legame e coniugazione, è solubile e viene espulsa, mentre l'ittero neonatale è una condizione fisiologica nei primi giorni di vita.
Indice
Origine del catabolismo dell'eme
Il catabolismo dell’eme deriva principalmente dalla degradazione dell’emoglobina.
- L’80% dell’eme proviene dalla degradazione degli eritrociti (hanno emivita di 120 gg).
- Il 20% deriva da altre emoproteine, come mioglobina, citocromi, catalasi e perossidasi.
Appena un eritrocita viene fagocitato dalle cellule suddette, l’emoglobina viene separata nelle sue componenti:
- la globina, che è la parte proteica, viene denaturata e degradata in amminoacidi riutilizzabili
- il gruppo eme viene liberato nel citoplasma della cellula
Ruolo della eme ossigenasi
Il catabolismo dell’eme avviene attraverso un sistema enzimatico microsomiale (nel RE) che è particolarmte sviluppato nel fegato, per cui il catabolismo dell’eme avviene in milza, cellule di Kupffer e midollo osseo, ma termina soprattutto nel fegato. Il primo enzima ad intervenire nei macrofagi è la eme ossigenasi, che catalizza una reazione ossidativa perché richiede ossigeno (O₂) e NADPH. L’enzima esiste in due forme principali:
● HO-1: è inducibile, cioè la sua espressione aumenta in condizioni di stress, quindi aumenta quando serve.
● HO-2: è costitutiva, cioè sempre presente, soprattutto in cervello e testicoli.
Produzione e funzione del monossido di carbonio
La eme ossigenasi rompe l’anello porfirinico dell’eme a livello del carbonio α del ponte metinico, producendo tre elementi:
1. Ferro (Fe²⁺): viene immagazzinato tramite la ferritina.
2. Monossido di carbonio (CO): agisce come molecola segnale perché può legarsi alla guanilato ciclasi solubile (sGC), attivando la produzione di cGMP, inducendo gli stessi effetti del NO ma con minore potenza (la Serotonina è il più potente vasocostrittore). A basse concentrazioni, il CO:
● agisce come vasodilatatore
● regola la neurotrasmissione
● inibisce l’aggregazione piastrinica
● anti-infiammatori
● anti-apoptotici
3. Biliverdina (BV): sarebbe l’anello porfirinico in forma aperta.
Riduzione della biliverdina e trasporto della bilirubina
L’enzima biliverdina reduttasi riduce la biliverdina in bilirubina (non coniugata), la quale però è insolubile e viene trasportata al fegato (per essere coniugata, solubilizzata ed espulsa) attraverso l’albumina.
Bilirubina e Biliverdina sono anche antiossidanti, quindi abbassano lo stato ossidativo.
Una volta arrivata nelle cellule epatiche, la bilirubina viene legata dalla Ligandina (proteina Y) che la trasporta al RE degli epatociti per essere coniugata e impedisce il reflusso nel sangue.
Quando la proteina Y è satura interviene in aiuto anche la Proteina Z. A questo punto viene coniugata due volte con l’UDP-glucuronato (deriva dall’UDP-glucosio ossidato) dall’enzima bilirubina UDP-glucuroniltransferasi (UGT). Si forma bilirubina diglucuronide (bilirubina coniugata) che è solubile. Questa fase è importante perché la bilirubina non coniugata resta nel sangue e determina l’Ittero. Le possibili cause di ittero possono essere malattie emolitiche, difetti nel fegato o ostruzione del dotto biliare. L’ittero neonatale, invece, è fisiologico ed avviene nei primi giorni di vita del neonato nel mentre in cui si attiva il fegato del bambino (fino a quel momento usava quello della madre). Nei casi estremi viene risolta sottoponendo il bambino ai raggi UV. Una piccola parte di bilirubina libera può tornare al fegato dove viene di nuovo coniugata e secreta nella bile.
Domande da interrogazione
- Qual è la principale fonte di catabolismo dell'eme?
- Qual è il ruolo della eme ossigenasi nel catabolismo dell'eme?
- Quali sono i prodotti della degradazione dell'eme e le loro funzioni?
- Come avviene il trasporto e la coniugazione della bilirubina nel fegato?
Il catabolismo dell'eme deriva principalmente dalla degradazione dell'emoglobina, con l'80% dell'eme proveniente dalla degradazione degli eritrociti e il 20% da altre emoproteine.
La eme ossigenasi è il primo enzima a intervenire nel catabolismo dell'eme, catalizzando una reazione ossidativa che richiede ossigeno e NADPH, e si presenta in due forme: HO-1, inducibile in condizioni di stress, e HO-2, costitutiva.
La degradazione dell'eme produce ferro, monossido di carbonio e biliverdina. Il ferro viene immagazzinato, il monossido di carbonio agisce come molecola segnale e la biliverdina viene ridotta a bilirubina, che è importante per il trasporto e la coniugazione nel fegato.
La bilirubina non coniugata, trasportata dall'albumina, arriva nel fegato dove viene legata dalla Ligandina e coniugata due volte con UDP-glucuronato dall'enzima UGT, formando bilirubina diglucuronide, che è solubile e può essere espulsa.
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo
