barviva

1. barviva

2. barviva přirozená organická barviva - velmi různorodá skupina • dělíme podle struktury : • pyrrolová • karotenová • flavinová • melaninová

3. barviva pyrrolová • základem struktury - pyrrolový cyklus • čtyři pyrrolové cykly do jednoho celku – tetrapyrroly • obsahují 4 pyrrolové kruhy, spojené methinovými nebo methylenovými skupinami • podle uspořádání pyrrolových cyklů dělíme pyrrolová barviva: • cyklické tetrapyrroly - hem, chlorofyl • lineární tetrapyrroly - produkty rozpadu hemu

4. hemoglobin červené barvivo erythrocytů složení: • bílkovinná část : • čtyři bílkovinné řetězce, dva lehké a dva těžké • každý řetězec váže jednu molekulu hemu • železo v hemu je koordinačně šestivazné • čtyřmi vazbami váže pyrrolové kruhy, jednou vazbou přes histidin se váže na bílkovinu a poslední vazba je určena pro kyslík - zde je Fe v oxidačním čísle vždy +II

5. hemoglobin • barevná část: • hem je tvořen čtyřmi pyrrolovými kruhy, které jsou spojeny methinovými můstky • tato kruhová struktura se nazývá porfyrin

9. hemoglobin • přenos kyslíku závisí na parciálním tlaku kyslíku v plicích a v periferní tkáni a na pH krve • Bohrův efekt • jedná se o allosterickou změnu molekuly hemoglobinu nasycením jednoho řetězce se poutají další molekuly kyslíku pevněji • křivka této závislosti má sigmoidní tvar a nazývá se saturační křivka • Hb tvoří 90% bílkovin v Eryl00 ml krve obsahuje 20ml plynného O2, plasma bez Ery 0,3ml kyslíku

10. Bohrův efekt • oxygenovaný hemoglobin - HbO2 je silnější kyselinou než deoxygenovaný hemoglobin – Hb • ve tkáních, kde je nižší pH v důsledku uvolňování CO2 a metabolických kyselin – zejmén alaktátu, z HbO2 snadno uvolňuje kyslík • v plicích, kde CO2 z krve odchází, ho Hb naopak snadno váže • uvolňování a vazba H+ hemoglobinem také usnadňuje odstraňování CO2 v plicní ventilaci a napomáhá udržet pH krve ve velmi úzkém intervalu

12. sigmoidní tvar křivky

13. H+ a CO2 (Bohrův efekt) • změna koncentrace PCO2 ovlivní disociační křivku • zvýšení PCO2 z 10 na 40 torr ztrojnásobí množství kyslíku uvolněného z hemoglobinu při PO2 = 40 torr • výsledkem je známá reakce H2O + CO2 = H2CO3 = H+ + HCO3- • působení zvýšené koncentrace CO2 je spojeno s příslušnou změnou pH krve - při zvýšení pCO2 se pH sníží

14. H+ a CO2 (Bohrův efekt) • zvýšení koncentrace H+ - pokles pH - bude působit zvýšení vazby H+ na Hb a snížení afinity ke kyslíku HbO2 +H+ = HbH + O2 • Bohrův efekt má důležitý fysiologický význam • disociační křivka kyslíku se posune doprava ve tkáních s vyšším PCO2 • tento posun bude usnadňovat uvolnění O2

17. patologické hemoglobiny • patologické varianty hemoglobinu • srpkovitá anemie - záměny AK zbytků • choroba má zakodovaný valin v jednom místě řetězce místo jiné AK • silná anemie, smrtelné poruchy krevního oběhu, působené krvinkami, které ucpávají kapiláry vzhledem ke své větší přilnavosti • erytrocyty mají nepravidelný srpkovitý tvar, malý obsah kyslíku, jsou křehké • Hb v krvince vytváří vlákna, která deformují buňku do srpkovitého tvaru • ochrana proti malárii - choroba mění pH krvinek, ty lnou k cévám a ucpávají je • slezina je proto nemůže zničit, ale změny metabolizmu  Ery nevyhovují Plasmodiu

18. patologické hemoglobiny • methemoglobin • záměna v oblasti vazebného místa pro kyslík, kde se vyskytuje hem s trojmocným železem, který nemá schopnost přenášet kyslík

20. odbourávání hemoglobinu • střední doba života erythrocytu je asi 120 dní • po této době erythrocyty zanikají v retikuloendoteliálních buňkách kostní dřeně, sleziny a jater a uvolňují hemoglobin • za běžných okolností se v těchto buňkách hemoglobin přeměňuje na žlučové barvivo bilirubin • ten je transportován do hepatocytů

21. odbourávání hemoglobinu • Bilirubin • verdoglobin - obsahuje ještě globin a Fe, porfyrinový kruh je otevřen • biliverdin - vodorovný řetězec, bez globinu a železa • bilirubin - červený • větší část bilirubinu se slučuje s kyselinou glukuronovou na bilirubinglukuronid - konjugovaný bilirubin a odchází žlučovody do žluči • spolu s ní je pak transportován do dvanáctníku • redukčními procesy - střevní bakteriální flóra - se mění na urobilinoidy - sterkobilin, urobilin, které způsobují typické zabarvení moče a stolice

22. myoglobin Myoglobin • má jen jeden řetězec • je obsažen hlavně v těžce namáhaných svalech - vodní savci, ptáci • při poškození svalu se dostává do oběhu velké množství hemoglobinu a myoglobinu, poškozují se ledviny • - crash syndrom – • jako zásobárna kyslíku jen u velkých vodních savců

23. jiná barviva, přenášející kyslík • velmi malé organismy hemoglobin nepotřebují, stačí jim kyslík, získaný difuzí přes kůži • v případě látek silnějších než jeden mm je ale rychlost difuze plynů nedostatečná • mnoho bezobratlých živočichů proto využívá dva další proteiny, obsahující kyslík

24. jiná barviva, přenášející kyslík • hemocyanin - obsahuje měd s kyslíkem je modrý, bez kyslíku bezbarvý • hemerythrin - nehemový protein se železem s kyslíkem tmavočervený, bez kyslíku bezbarvý, • antarktické ryby čeledi Chaenichthyidae mají bezbarvou krev je to  jediný příklad obratlovce, který nevyužívá hemoglobin při teplotě -1,90C je koncentrace rozpuštěného kyslíku totiž velmi vysoká, protože rozpustnost plynů stoupá s teplotou

25. chlorofyl • zelené barvivo rostlin • má podobnou strukturu jako hem • uvnitř tetrapyrrolového cyklu má koordinačně navázán hořčík • molekuly chlorofylu mají schopnost absorbovat světlo a jeho • energii využívají k chemickým reakcím – fotosyntéza • chlorofyl je vázán v chloroplastech rostlinných buněk

26. Chlorofyl chlorofyl

27. Karotenová barviva • vysoce nenasycené izoprenoidní sloučeniny • červené - karoten,lykopen • žluté - xanthofyly, kyslíkaté deriváty karotenu • tetraterpeny, obsahují 40 atomů uhlíku - 8 izoprenových jednotek • výhradně rostlinného původu • význam jako rostlinná barviva, která se uplatňují při fotosyntéze • za podmínek, kdy chlorofyl není schopen absorbovat sluneční záření • především karoten ß má význam jako provitamín A

28. Flaviny • flaviny jsou součástí flavinových enzymů • základem struktury je izoalloxazinový cyklus • získáváme je ve formě riboflavinu • působí jako dehydrogenasy, přenášejí vodík na kyslík - FAD, FMN

29. melanin - albinismus Jedná se o vrozenou chorobu, u které je úplný nebo téměř úplný nedostatek pigmentu melaninu. Jde o biochemickou poruchu syntézy pigmentu. Klinicky a laboratorně se odlišuje několik variant albinismu, které se liší rozsahem nedostatku melaninu. Lokalizovaná (ohraničená) forma albinismu se nazývá částečným (parciálním) albinismem, "piebaldismem".léčbaléčba albinismu neexistuje. Důraz se klade na prevenci a to především používáním ochranných přípravků s UV filtry.

31. melanin - vitiligo • Vitiligo - nemoc bílých skvrn, je onemocnění, při kterém se některým lidem mění barva kůže na různých místech těla, najednou zesvětlá až je křídově bílá. Celosvětově je vitiligem postiženo přibližně jedno procento lidí bez ohledu na pohlaví a rasu. Symptomy se poprvé objevují u dospívajících lídí. Vznik vitiliga neprovázejí žádné potíže. Bílé skvrny se nejčastěji objevují v obličeji, na krku a na hřbetu rukou. Někteří postižení bojují s bílými skvrnami po celém těle.