barviva barviva pirozen organick barviva velmi rznorod skupina

barviva

barviva přirozená organická barviva - velmi různorodá skupina q dělíme podle struktury : l pyrrolová l karotenová l flavinová l melaninová

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

hemoglobin červené barvivo erythrocytů složení: q bílkovinná část : l čtyři bílkovinné řetězce, dva lehké a dva těžké l každý řetězec váže jednu molekulu hemu l železo v hemu je koordinačně šestivazné l 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

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

hemoglobin ü přenos kyslíku závisí na parciálním tlaku kyslíku v plicích a v periferní tkáni a na p. H krve è Bohrův efekt l jedná se o allosterickou změnu molekuly hemoglobinu nasycením jednoho řetězce se poutají další molekuly kyslíku pevněji l křivka této závislosti má sigmoidní tvar a nazývá se saturační křivka l Hb tvoří 90% bílkovin v Ery l 00 ml krve obsahuje 20 ml plynného O 2, plasma bez Ery 0, 3 ml kyslíku

Bohrův efekt q oxygenovaný hemoglobin - Hb. O 2 je silnější kyselinou než deoxygenovaný hemoglobin – Hb q ve tkáních, kde je nižší p. H v důsledku uvolňování CO 2 a metabolických kyselin – zejmén alaktátu, z Hb. O 2 snadno uvolňuje kyslík q v plicích, kde CO 2 z krve odchází, ho Hb naopak snadno váže q uvolňování a vazba H+ hemoglobinem také usnadňuje odstraňování CO 2 v plicní ventilaci a napomáhá udržet p. H krve ve velmi úzkém intervalu

sigmoidní tvar křivky

H+ a CO 2 (Bohrův efekt) ü změna koncentrace PCO 2 ovlivní disociační křivku ü zvýšení PCO 2 z 10 na 40 torr ztrojnásobí množství kyslíku uvolněného z hemoglobinu při PO 2 = 40 torr ü výsledkem je známá reakce H 2 O + CO 2 = H 2 CO 3 = H+ + HCO 3ü působení zvýšené koncentrace CO 2 je spojeno s příslušnou změnou p. H krve - při zvýšení p. CO 2 se p. H sníží

H+ a CO 2 (Bohrův efekt) ü zvýšení koncentrace H+ - pokles p. H - bude působit zvýšení vazby H+ na Hb a snížení afinity ke kyslíku Hb. O 2 +H+ = Hb. H + O 2 ü Bohrův efekt má důležitý fysiologický význam ü disociační křivka kyslíku se posune doprava ve tkáních s vyšším PCO 2 ü tento posun bude usnadňovat uvolnění O 2

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

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

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

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

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

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

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

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

Chlorofyl chlorofyl

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

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

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". léčba albinismu neexistuje. Důraz se klade na prevenci a to především používáním ochranných přípravků s UV filtry.

melanin - vitiligo q 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.