Samenvatting Biochemie - CARDIO

HEEMMETABOLISME
Samenvatting over ijzer
1. Functie van ijzer
 Essentieel voor zuurstoftransport via hemoglobine.
 Hemoglobine bevat heme-cofactoren met ijzer waarop zuurstof bindt.
2. Oxidatietoestanden van ijzer

 Fe²⁺ (tweewaardig): Belangrijk voor zuurstofbinding, meest voorkomend.

 Fe³⁺ (driewaardig): Minder actief in zuurstofbinding.

 Fe⁴⁺ en Fe⁶⁺: Kortlevende intermedia, minder relevant.
3. Regulatie van ijzer
 Balans is essentieel:
o Voldoende ijzer is nodig voor zuurstoftransport.
o Overmaat kan schadelijk zijn (toxisch voor organen).
4. Gevolgen van ijzertekort en overmaat
 Tekort:
o Bloedarmoede (anemie).
o Onvoldoende zuurstoftransport naar weefsels.
 Overmaat:
o Schade aan organen door toxiciteit.
5. Hemoglobine en zuurstofbinding
 Verschillende hemoglobinevormen bij foetus en volwassene, afhankelijk van
zuurstofspanning.
 Reacties van ijzer met waterstofperoxide:

o Fe²⁺ + H₂O₂: Vorming van schadelijke radicalen zoals nitroxyl-radicaal, die
eiwitschade veroorzaken.

o Fe³⁺ + H₂O₂: Vorming van twee radicalen, eveneens schadelijk.
6. Ijzerbinding in het lichaam
 Regulatie en bescherming:
o IJzer is gebonden aan eiwitten om schade door vrije radicalen te
voorkomen.
 Heem: Structuur waarin ijzer gebonden is (bijv. in hemoglobine en myoglobine).

,7. Ijzerbindende eiwitten
 Heembindende eiwitten:
o Hemoglobine: Zuurstoftransport.
o Myoglobine: Zuurstofopslag.
o SGC (soluble guanylate cyclase): Heembevattend eiwit dat cGMP-
productie stimuleert bij binding van stikstofmonoxide (NO).
 Non-heem-ijzerbindende eiwitten:
o Transferrine en lactoferrine: Belangrijk voor ijzertransport.
o Ferritine: Opslag van ijzer.
o Mitochondriën: Bevatten ijzer-zwavelcomplexen voor elektrontransport
en ATP-productie.


1. Belangrijke ijzerbindende eiwitten
 Transferrine:
o Transporteert ijzer in het bloed.

o Bindt met een extreem hoge affiniteit aan Fe³⁺ (driewaardig ijzer).
o Voorkomt dat ijzer vrij voorkomt in het lichaam, wat schadelijk kan zijn.
 Lactoferine:
o Bindt ijzer en voorkomt dat bacteriën het kunnen gebruiken.
o Heeft antimicrobiële en antivirale eigenschappen (bijvoorbeeld tegen
SARS en COVID-19).
 Ferritine:
o Slaat ijzer intracellulair op, vooral in de lever en spieren.
o Kan tot 4500 ijzerionen opslaan per ferritinecomplex.
o IJzerophoping kan leiden tot hemosiderose (huidverkleuring door amorfe
afzettingen).


2. Bacteriële ijzeropname en gastheerverdediging
 Sideroforen:
o Moleculen geproduceerd door bacteriën, schimmels en protozoa om ijzer
te binden.
o Hebben een zeer hoge affiniteit voor ijzer (associatieconstante:
103010^{30} molair).
o Worden gebruikt om ijzer te onttrekken aan gastheercellen (ijzerroof).

,  Gastheerverdediging:
o Lipocaline 2: Bindt sideroforen en recupereert ijzer van bacteriën.
o Lactoferine: Bindt ijzer, maar bacteriën kunnen sideroforen gebruiken
om het alsnog te verkrijgen.
o Antibiotica-doelen: Nieuwe antibiotica richten zich op het blokkeren van
bacteriële ijzeropname via sideroforen.


3. Ijzerinname, opname en distributie
 Inname en opname:
o Dagelijkse inname: 1-2 mg ijzer via de voeding.
o Absorptie in de darmen; vervolgens wordt het ijzer door plasma in het
bloed opgenomen.
 Distributie:
o Opslagplaatsen:
 Spieren: IJzer in myoglobine voor zuurstofopslag.
 Beenmerg: IJzer nodig voor de productie van rode bloedcellen.
 Lever: Ferritine slaat ongeveer 25% van het ijzer op.
o Hemoglobine: Bevat ongeveer 70% van het totale ijzer, voor
zuurstoftransport.
 Balans en verlies:
o Dagelijks verlies: 1-2 mg ijzer door bloedverlies en stervende cellen.
o Het lichaam handhaaft een balans bij een gezond dieet, zonder
significante opstapeling.
4. Hemoglobine en zuurstofbinding
 Heme:
o Zorgt voor zuurstofbinding in hemoglobine.
o Bindt zuurstof in de longen en transporteert het naar de weefsels.
 Coöperatieve binding:
o Binding van zuurstof aan één hemoglobinekern verandert de conformatie,
wat verdere zuurstofbinding vergemakkelijkt.
5. SGC en gasbinding
 Soluble Guanylate Cyclase (SGC):
o Bevat heem en bindt stikstofmonoxide (NO) en koolstofmonoxide (CO).
o Stimuleert de productie van cyclic GMP (cGMP).

,  NO en CO:
o Hebben een invloed op cellulaire signalen door binding aan heem.
o CO stimuleert licht de productie van cGMP, ondanks zijn toxiciteit.


Samenvatting: Heem en Synthese
1. Productie en Structuur van Heem
 Productieplaatsen:
o Heem wordt vooral in het beenmerg (voor bloedcelproductie) en de lever
(voor enzymen) geproduceerd.
 Structuur:
o Planaire structuur met geconjugeerde dubbele bindingen →
verantwoordelijk voor de rode kleur.

o Centraal in heem zit ijzer (Fe²⁺).
 Protoporfyrine Ring:
o Vier pyrrolringen (vijf ringstructuren met stikstof) vormen de basis.
o Posities 1-8 kunnen zijketens bevatten; in de natuur zijn slechts bepaalde
combinaties mogelijk.
o Dubbele en enkele bindingen in de ring zorgen voor stabiliteit en
conjugatie.
2. Porfyrinogenen en Porfyrie
 Porfyrinogenen:
o Voorlopers van porfyrine zonder dubbele bindingen → minder stabiel.
 Porfyrieën:
o Ontstaan door opstapeling van porfyrine-intermediairen door
enzymdefecten.
o Oorzaken: genetische defecten of externe factoren (bijv. leverschade).
o Symptomen: paarse huidskleur door ophoping van stoffen (naam komt
van “porphyrus,” wat paars betekent).
3. Biosynthese van Heem
 Locatie:
o Heemsynthese gebeurt in mitochondriën en cytosol.
 Eerste Stap:
o Succinyl-CoA (uit de Krebs-cyclus) + glycine → Delta-Aminolevulinaat
(ALA) via ALA-synthase.
o Deze stap is snelheidsbepalend voor de synthese.