Bioquímica

1. Metabolismo del Hierro yMetabolismo del Hierro y
del grupo Hemodel grupo Hemo

2. Estructura de la HemoglobinaEstructura de la Hemoglobina
Grupo Hemo
Fe+2

3. HierroHierro
o Afinidad x átomos electronegativosAfinidad x átomos electronegativos
ej: O, N y Sej: O, N y S
o Participa estrechamente en metabolismoParticipa estrechamente en metabolismo
del Odel O22
o Estados de oxidación:Estados de oxidación:

Ferroso (FeFerroso (Fe+2+2
)) reducido (enreducido (en
grupo Hemo)grupo Hemo)

Férrico (FeFérrico (Fe+3+3
) oxidado) oxidado
(unido a proteínas)(unido a proteínas)
o Existen muchas proteínas fijadoras paraExisten muchas proteínas fijadoras para
evitar efectos tóxicos del Fe (generaciónevitar efectos tóxicos del Fe (generación
de especies reactivas del Ode especies reactivas del O22, ROS), ROS)
Catalizada
por Fe

4. HierroHierro
Proteínas que contienen Fe:Proteínas que contienen Fe:

Con grupo hemoCon grupo hemo
• HemoglobinaHemoglobina
• MioglobinaMioglobina
• CitocromosCitocromos

Sin grupo hemoSin grupo hemo
• Transferrina (transporta FeTransferrina (transporta Fe+3+3
en suero)en suero)
• Lactoferrina (leche)Lactoferrina (leche)
• Ferritina (Almacenamiento)Ferritina (Almacenamiento)
• Ferrosulfuradas (cadena respiratoria)Ferrosulfuradas (cadena respiratoria)

5. Funciones del HierroFunciones del Hierro
o Transporte de OTransporte de O22 (hemoglobina)(hemoglobina)
o Generación de energía (enzima CK y proteínasGeneración de energía (enzima CK y proteínas
cadena respiratoria)cadena respiratoria)
o Síntesis de ADN (Ribonucleótido reductasa)Síntesis de ADN (Ribonucleótido reductasa)
o Síntesis de vitaminas (B6)Síntesis de vitaminas (B6)
o Detoxificación (citocromo P450)Detoxificación (citocromo P450)
o Antioxidante (catalasa , xantin oxidasa)Antioxidante (catalasa , xantin oxidasa)

6. Contenido de Hierro en el organismoContenido de Hierro en el organismo
 Total:Total:

Hombre: 3.8 gHombre: 3.8 g

Mujer: 2.3 gMujer: 2.3 g
 Distribución:Distribución:

EsencialEsencial
• Hb: 67%Hb: 67%
• Mioglobina: 3.5 %Mioglobina: 3.5 %
• Enzimas y otras proteínas: 3%Enzimas y otras proteínas: 3%

Reserva: 25-27%Reserva: 25-27%
 Requerimientos diarios en adultosRequerimientos diarios en adultos

♀♀ en edad reproductiva:15 mgen edad reproductiva:15 mg

♀♀ embarazada : 30 mgembarazada : 30 mg

♂♂ 10 mg10 mg

7. Metabolismo del hierroMetabolismo del hierro
1.1. Absorción intestinalAbsorción intestinal
2.2. Transporte en suero porTransporte en suero por TransferrinaTransferrina
que lo entrega a los tejidosque lo entrega a los tejidos
3.3. Almacenado en los tejidos unido aAlmacenado en los tejidos unido a
FerritinaFerritina

8. 1) Absorción intestinal1) Absorción intestinal

A nivel del duodenoA nivel del duodeno

Es baja: 10% de la dietaEs baja: 10% de la dieta
• Dieta común: ej. 2.800 kcal, 15 a 30mg Fe (Dieta común: ej. 2.800 kcal, 15 a 30mg Fe ( abs:1 a 2abs:1 a 2
mg/díamg/día))

Factores que la afectan:Factores que la afectan:
o Tipo de hierro -Tipo de hierro - HemoHemo
-- FeFe+2+2
/Fe/Fe+3+3
o reductores favorecenreductores favorecen absorciónabsorción (Vit C)(Vit C)
oxidantesoxidantes ↓↓ absorción (lácteos, tanatos, fitatos)absorción (lácteos, tanatos, fitatos)
o Estado nutricionalEstado nutricional.. ej:ej: ↑ en↑ en anemias ferropénicasanemias ferropénicas
• Regulada estrictamente. Pérdida x descamación deRegulada estrictamente. Pérdida x descamación de
epitelios:epitelios: 1mg/día1mg/día..

9. Absorción intestinal de HierroAbsorción intestinal de Hierro
Descamación
Luz
intestino
enterocito sangre
Transferrina
 Si se necesita Fe ↑ pasaje de Fe+2
a sangre
 Si no se necesita Fe ↑ formación complejo Fe+3
- Ferritina

10. 2) Transporte y distribución2) Transporte y distribución
Transferrina (TF)Transferrina (TF)
 Glicoproteína sintetizada en hígado (Glicoproteína sintetizada en hígado (ββ1 globulina)1 globulina)
 Dos sitios de enlace a FeDos sitios de enlace a Fe+3+3
(N- y C-terminal) Formas mono(N- y C-terminal) Formas mono
y di-férricasy di-férricas
 Lleva FeLleva Fe+3+3
a médula, hígado, músculo, etca médula, hígado, músculo, etc
 Receptor de TF en células (expresión regulada porReceptor de TF en células (expresión regulada por
necesidad de Fe)necesidad de Fe)

11. Ciclo de la Transferrina

12. TransferrinaTransferrina (TF)(TF)
 Capacidad total de fijación de hierroCapacidad total de fijación de hierro
(TIBC).(TIBC).Valor normal: 300-350 ug/dlValor normal: 300-350 ug/dl
 Valor normalValor normal [ Fe ] en sangre : 100-120ug/dl[ Fe ] en sangre : 100-120ug/dl
 % saturación TF = (Fe sérico/ TIBC) x 100% saturación TF = (Fe sérico/ TIBC) x 100

Valor normal: 1/3 de saturación, apróx: 30%Valor normal: 1/3 de saturación, apróx: 30%
Fe+3
Transferrina

13. 3) Depósitos3) Depósitos
 FerritinaFerritina (complejo Fe-proteína)(complejo Fe-proteína)
-- 24 subunidades de apoferritina + 3000-4500 átomos de24 subunidades de apoferritina + 3000-4500 átomos de
FeFe+3+3
- subunidades H y L- subunidades H y L
- intracelular y plasmática (<< cantidad)- intracelular y plasmática (<< cantidad)
- Fe almacenado en Ferritina: 60% Hígado y 40%- Fe almacenado en Ferritina: 60% Hígado y 40%
músculo, médula ósea y bazo.músculo, médula ósea y bazo.
- producción regulada x- producción regulada x [Fe][Fe]
 Hemosiderina:Hemosiderina: similar a ferritina, mayor % de Fesimilar a ferritina, mayor % de Fe
(detectada en tejidos x almacenamiento excesivo de Fe)(detectada en tejidos x almacenamiento excesivo de Fe)

14. Regulación molecular de la utilización de HierroRegulación molecular de la utilización de Hierro
 Expresión de genes del receptor de transferrina y de la ferritina se hallaExpresión de genes del receptor de transferrina y de la ferritina se halla
regulada a nivel post-tanscripcional según la disponibilidad de hierroregulada a nivel post-tanscripcional según la disponibilidad de hierro
 Regulación mediada x proteínas reguladoras de hierro (IRP) que se unenRegulación mediada x proteínas reguladoras de hierro (IRP) que se unen
a elementos de respuesta a Hierro (IRE) de los ARNm de esas proteínasa elementos de respuesta a Hierro (IRE) de los ARNm de esas proteínas
 SiSi ↓ Fe↓ Fe: ↑ expresión de receptor de transferrina y ↓ expresión de ferritina: ↑ expresión de receptor de transferrina y ↓ expresión de ferritina
Proteína con Fe no
se une a elemento de
respuesta a hierro
Proteína sin Fe se
une a elemento de
respuesta a hierro
elemento de respuesta a hierro
elemento de respuesta a hierro
Estructura del ARNm del receptor de transferrina. IRE en 3’
Estructura del ARNm de ferritina. IRE en 5’

15. Metabolismo del HierroMetabolismo del Hierro

16. Trastornos en el metabolismo delTrastornos en el metabolismo del
HierroHierro

17. Deficiencia de FeDeficiencia de Fe
Causas de deficiencia de FeCausas de deficiencia de Fe
o ↑↑ Demanda: infancia, embarazoDemanda: infancia, embarazo
o Deficiencia dietética (vegetarianos)Deficiencia dietética (vegetarianos)
o Mala absorciónMala absorción
o Pérdida sanguínea externaPérdida sanguínea externa

Tracto genital femeninoTracto genital femenino

Tracto gastrointestinal: úlceras, gastritis,Tracto gastrointestinal: úlceras, gastritis,
cáncer coloncáncer colon

18. Estadíos del desarrollo de deficiencia de FeEstadíos del desarrollo de deficiencia de Fe
1º1º Depleción de depósitosDepleción de depósitos
2º2º ↓ ferritina sérica↓ ferritina sérica
3º3º ↑ Transferrina ( ↑ TIBC)↑ Transferrina ( ↑ TIBC) ↓ Fe sérico)↓ Fe sérico)
↓↓ % saturación de transferrina% saturación de transferrina
4º4º ↓ Hemoglobina↓ Hemoglobina, mioglobina y proteínas Fe-S, mioglobina y proteínas Fe-S

19. Hallazgos de Laboratorio en deficiencia de FeHallazgos de Laboratorio en deficiencia de Fe
• ↓↓ Ferritina séricaFerritina sérica
• ↓↓ % saturación de transferrina% saturación de transferrina (↓ Fe sérico, ↑ transferrina)(↓ Fe sérico, ↑ transferrina)
• Anemia hipocrómica microcíticaAnemia hipocrómica microcítica
((↓↓[Hb] / GR y[Hb] / GR y ↓↓ Nº y tamaño de GR)Nº y tamaño de GR)
Sangre normal Anemia ferropénica

20. Definición y clasificación de las anemias por laDefinición y clasificación de las anemias por la
morfología de los GRmorfología de los GR
Anemia: disminución por debajo del valor
de normalidad de la concentración
sanguínea de Hemoglobina
Morfología GRMorfología GR Déficit funcionalDéficit funcional Posibles causasPosibles causas
Microcítico,Microcítico,
hipocrómicohipocrómico
Problema síntesis HbProblema síntesis Hb Deficiencia Fe. Talasemias,Deficiencia Fe. Talasemias,
envenenamiento Pbenvenenamiento Pb
Macrocítico,Macrocítico,
normocrómiconormocrómico
Problema síntesis ADNProblema síntesis ADN Deficiencia vit B12 o ác.Deficiencia vit B12 o ác.
fólicofólico
Normocítico,Normocítico,
normocrómiconormocrómico
Pérdida de GRPérdida de GR Sangrados, defectosSangrados, defectos
metabólicos o de membranametabólicos o de membrana
del GRdel GR

21. Exceso de Fe:Exceso de Fe: HemocromatosisHemocromatosis
o Almacenamiento excesivo de Fe en los tejidos:Almacenamiento excesivo de Fe en los tejidos:
> 15g (daño tisular: hígado, páncreas y corazón)> 15g (daño tisular: hígado, páncreas y corazón)
o Más comunes enMás comunes en ♂♂ que enque en ♀♀
o ↑↑ absorción Feabsorción Fe
o Puede ser:Puede ser:

Primaria (genética). Mutación en HFE,Primaria (genética). Mutación en HFE,
proteína asociada al receptor de Transferrinaproteína asociada al receptor de Transferrina

Secundaria (adquirida: ej, transfusiones)Secundaria (adquirida: ej, transfusiones)

22. Metabolismo del HemoMetabolismo del Hemo

23. Estructura del grupo hemoEstructura del grupo hemo

24. Estructura del grupo hemoEstructura del grupo hemo
Proteínas con grupoProteínas con grupo
hemohemo
HemoglobinaHemoglobina
MioglobinaMioglobina
Citocromos cadenaCitocromos cadena
respiratoriarespiratoria
Citocromos P450Citocromos P450
CatalasaCatalasa

25. Síntesis del grupo hemoSíntesis del grupo hemo
 Anillo tetrapirrólico: protoporfirina IXAnillo tetrapirrólico: protoporfirina IX
 En todos los tejidos, pero + en Médula ósea e hígadoEn todos los tejidos, pero + en Médula ósea e hígado
 A partir de Succinil-CoA y Glicina que danA partir de Succinil-CoA y Glicina que dan
δδ-aminolevulinato (ALA) x acción de la-aminolevulinato (ALA) x acción de la ALA sintasaALA sintasa
 ALA sintasa:ALA sintasa: enzima reguladora de la víaenzima reguladora de la vía

Inhibida x ↑Inhibida x ↑[ Hemo] y[ Hemo] y ↑↑[Glucosa][Glucosa]

Inducida x fármacosInducida x fármacos
 Algunos pasos en mitocondria y otros en citosolAlgunos pasos en mitocondria y otros en citosol
 Paso final: incorporación de FePaso final: incorporación de Fe+2+2
al anillo en la mitocondriaal anillo en la mitocondria

26. ALA sintasa
Mitocondria
Citosol
Porfirinógenos
incoloros
Porfirinas
coloreadas

27. Porfirias
 Patologías debidas a defectos en las enzimas
involucradas en la síntesis del grupo hemo.
 Manifestaciones neurológicas y cutáneas,
fotosensibilidad, dolor abdominal.

28. Porfirias
 Se acumulan precursores de la
protoporfirina (anteriores a la acción de la
enzima mutada)
 Porfirinas expuestas a luz visible se excitan
y reaccionan con el O2 para formar ROS que
lesionan lisosomas y otros organelos.
 Enzimas de lisosomas causan lesiones
dérmicas (deformaciones)
 Ej: porfiria cutánea tardía

mutación en UPdecarboxilasa,

se acumula uroporfirinógeno

se oxida a uroporfirina

29. mutaciones en genes
Alteraciones de enzimas
vía síntesis del hemo
Acumulación de ALA y
del PBG y/o ↓ Hemo
Acumulación de porfirinógenos
en piel y tejidos
Signos y síntomas
psiquiátricos
Oxidación espontánea de
porfirinógenos a porfirinas
fotosensibilidad

30. Principales hallazgos en las porfiriasPrincipales hallazgos en las porfirias

31. HemoglobinaHemoglobina: vida media 120 días: vida media 120 días
Hemoglobina
Globina
Fe
Anillo tetrapirrólico
aminoácidos
Bilirrubina
degradación
transferrina

32. Catabolismo del grupo hemoCatabolismo del grupo hemo
• En SRE (bazo)En SRE (bazo)
• Retención y movilizaciónRetención y movilización
del Fe que es re-utilizadodel Fe que es re-utilizado
• Se generan productosSe generan productos
hidrofóbicos por rotura delhidrofóbicos por rotura del
anillo de porfirinaanillo de porfirina
• En microsomas x complejoEn microsomas x complejo
hemooxigenasahemooxigenasa
• Proceso requiere OProceso requiere O22 yy
NADPHNADPH
• Se produce primeroSe produce primero
biliverdinabiliverdina que luego seque luego se
reduce areduce a bilirrubina.bilirrubina.
Pasa a
sangre y se
une a la
albúmina
Hemo-
oxigenasa
Biliverdina
Bilirrubina

33. Transferencia de Bi de sangre a bilis para suTransferencia de Bi de sangre a bilis para su
excreciónexcreción
1)1) Captura:Captura: Bi insoluble (noBi insoluble (no
conjugada o indirecta) se uneconjugada o indirecta) se une
a albúmina y llega al hígadoa albúmina y llega al hígado
2)2) Conjugación:Conjugación: con ác. UDP-con ác. UDP-
glucurónico formando Bi-glucurónico formando Bi-
diglucurónido que es polar.diglucurónido que es polar. BiBi
conjugada o directaconjugada o directa
3)3) Secreción:Secreción: Bi conjugada seBi conjugada se
excreta con la bilis alexcreta con la bilis al
intestino.intestino.

34. Pasos en el metabolismo de la BilirrubinaPasos en el metabolismo de la Bilirrubina
Unida a albúmina
Bazo

35. Transformación de la Bi conjugada a nivelTransformación de la Bi conjugada a nivel
intestinalintestinal
Bi conjugada Urobilinógenos
Enzimas
bacterianas
oxidación
Urobilinas ( coloreados )
van con
heces
Reabsorción
intestino

36. Formación de Bi y excreciónFormación de Bi y excreción

37. Aumentos deAumentos de [Bi] plasmática en trastornos[Bi] plasmática en trastornos
• [ Bi] normal: 0.3-1mg/dl[ Bi] normal: 0.3-1mg/dl
• HiperbilirrubinemiaHiperbilirrubinemia (([Bi] en sangre > 1mg/dl)[Bi] en sangre > 1mg/dl)
Por encima de 2mg/dL se caracteriza por ictericiaPor encima de 2mg/dL se caracteriza por ictericia
x ↑ Bi no conjugada o indirectax ↑ Bi no conjugada o indirecta (hidrofóbica, puede(hidrofóbica, puede
llegar al SNC)llegar al SNC)

Anemias hemolíticasAnemias hemolíticas

Ictericia fisiológica neonatalIctericia fisiológica neonatal

Síndrome de Gilbert (conjugación)Síndrome de Gilbert (conjugación)

Síndrome de Crigler-Najjar (conjugación)Síndrome de Crigler-Najjar (conjugación)
x ↑ Bi conjugada o directa (hidrofílica)x ↑ Bi conjugada o directa (hidrofílica)

Obstrucción conductos biliaresObstrucción conductos biliares

Sindrome Dubin-Johnson (secreción)Sindrome Dubin-Johnson (secreción)

38. ResumenResumen
o HierroHierro

Características y funcionesCaracterísticas y funciones

MetabolismoMetabolismo
• AbsorciónAbsorción
• TransporteTransporte
• AlmacenamientoAlmacenamiento

TrastornosTrastornos
• Deficiencia de FeDeficiencia de Fe
• HemocromatosisHemocromatosis
o Metabolismo del grupo hemoMetabolismo del grupo hemo

BiosíntesisBiosíntesis

CatabolismoCatabolismo
• Formación de BiFormación de Bi
• Conjugación Bi a nivel hepáticoConjugación Bi a nivel hepático
• Excreción de Bi x la bilisExcreción de Bi x la bilis

39. BibliografíaBibliografía
 Marks-Lieberman. Bioquímica MédicaMarks-Lieberman. Bioquímica Médica
Básica. Cap 44.Básica. Cap 44.
 Harper. Bioquímica IlustradaHarper. Bioquímica Ilustrada