Catabolismo eme

Catabolismo 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.

Processo di degradazione

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
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.
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.
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

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.