Abstrakt
Porfyriny jsou intenzívně fluoreskující cyklické
tetrapyroly. V organismu vznikají spontánní oxidací porfyrinogenů uvolněných z
buněk do tělesných tekutin. Ke zvýšenému vylučování porfyrinů dochází jednak u
nemocných s porfyriemi, jednak u různých onemocnění provázených tzv.
porfyrinurií.
Terminologie
V současné době existují vedle triviálních názvů dvě
nomenklatury. Ve starší nomenklatuře
vypracované Hansem Fischerem jsou názvy porfyrinů odvozeny od porfinu,
cyklického tetrapyrolu, ve kterém jsou pyrolová jádra spojena methinovými
můstky. Přestože IUPAC vypracovala nomenklaturu modernější, je tato v
biochemické literatuře málo používána.
Přehled
nejužívanějších triviálních názvů porfyrinů významných z hlediska klinické
biochemie ukazuje následující tabulka. Římské číslice udávají typ izomeru.
číslování
IUPAC |
2 3
7 8 12
13 17 18 |
číslování podle
Fischera |
1 2
3 4 5
6 7 8 |
Uroporfyrin
I |
A P
A P A
P A P |
Uroporfyrin
III |
A P
A P A
P P A |
Heptakarboxyporfyrin
III |
A P
A P A
P P M |
Hexakarboxyporfyrin
III |
M P
A P A
P P M |
Pentakarboxyporfyrin
III |
M P
M P A
P P M |
Dehydroizokoproporfyrin
III |
M V
M P A
P P M |
Koproporfyrin
I |
M P
M P M
P M P |
Koproporfyrin
III |
M P
M P M
P P M |
Protoporfyrin
IX |
M V
M V M
P P M |
M - metyl, V -
vinyl, A - karboxymetyl, P - karboxyetyl
Odkazy na jiné relevantní dokumenty,
další informace
Vyšetřovací postupy u porfyrií -
základní
Vyšetřovací postupy u porfyrií -
speciální
Poruchy biosyntézy hemu a
porfyrie
Chemická a fyzikální
charakteristika, struktura a povaha analytu
Porfyrinogeny jsou cyklické tetrapyroly, ve kterých jsou
pyrolová jádra spojena metylenovými můstky. V porfyrinech, které lze považovat
za produkty oxidace porfyrinogenů, je spojení pyrolových jader realizováno
můstky metinovými.
Porfyriny na rozdíl od porfyrinogenů intenzívně fluoreskují,
čehož se využívá pro jejich citlivé stanovení. V kyselém prostředí mají
porfyriny charakteristické fluorescenční spektrum, které při excitaci v oblasti
kolem 400 nm vykazuje dvě ostrá emisní maxima kolem 605 a 650 nm.
Pro účely stanovení se dále využívá absorpčního spektra,
ve kterém dominuje intenzívní úzký absorpční tzv. Soretův pás s maximem kolem
405 nm. V kyselém vodném roztoku jsou přítomny další čtyři úzké a méně
intenzívní absorpční pásy v oblasti 500 až 630 nm. Rozpustnost porfyrinů ve
vodě při neutrálním pH klesá s počtem karboxylových skupin.
Porfyriny mají schopnost vytvářet komplexy s kovy.
Největší fyziologický význam má u člověka hem.
Role v metabolismu
Porfyrinogeny jsou meziprodukty při biosyntéze hemu.
Porfyriny vznikají spontánní oxidací porfyrinogenů uvolněných z buněk a v
metabolismu nemají žádný význam.
Zdroj (syntéza, příjem)
Porfyrinogeny jsou syntetizovány ve všech buňkách.
Distribuce v organismu, obsah
ve tkáních
Nejintenzivnější biosyntéza hemu a tedy i jeho
prekurzorů probíhá v mladších vývojových stadiích buněk červené krevní řady a
dále v játrech.
Způsob vylučování nebo
metabolismus
Porfyriny se vylučují močí a žlučí respektive stolicí.
Protoporfyrin se dvěma -COOH skupinami je nejméně polární a vylučuje se pouze
žlučí a následně stolicí. Ostatní polárnější porfyriny se mohou vylučovat jak
močí, tak stolicí.
Kontrolní (řídící) mechanismy
Biosyntéza hemu je jinak řízena v játrech a jinak v
krvetvorné kostní dřeni. V jaterních buňkách probíhá biosyntéza hemu
nepřetržitě po celou dobu života buňky, syntetizovaný hem slouží jako
prostetická skupina cytochromu P450. Klíčovou roli v regulaci biosyntézy hemu v
játrech hraje aktivita prvního enzymu v metabolické cestě -
5-aminolevulátsyntázy. Aktivita tohoto enzymu je regulována na třech úrovních:
1.
inhibicí
zpětnou vazbou
2.
inhibicí
transportu enzymu z cytosolu do mitochondrií
3.
represí
syntézy enzymu
Cílem syntézy hemu v erytroidních buňkách je rychlé
vytvoření velkého množství hemu v koordinaci s biosyntézou potřebného množství
globinu. Hem zde na rozdíl od jater nepůsobí jako zpětnovazebný inhibitor. Za
řízení biosyntézy jsou zřejmě odpovědné porfobilinogendeamináza, ferrochelatáza
a dostupnost železa. Podle některých experimentů se zdá, že biosyntéza hemu v
erytroidních buňkách není regulována vůbec a probíhá "naplno".
Syntetizovaný hem stimuluje syntézu globinu v adekvátním množství.
Autorské poznámky
Milan Jirsa
.