Как нормальные, так и патологические типы гемоглобина различаются не по структуре протопорфиринового кольца, а по построению глобина. Разница может заключаться в изменении целых пар полипептидных цепей в гемоглобиновой молекуле.

Такая возможность встречается у гемоглобинов H, F, Бартс, А2 и U. Вместо нормальной структуры гемоглобина А — альфа-альфа/бета-бета (альфа 2/бета 2), гемоглобин Н имеет структуру бета-бета-бета-бета (бета 4), что значит, что обе альфа-полипептидные цепи замещены новыми — бета-полипептидными цепями. У гемоглобинов F, Бартс и А2 появляются две новые цепи, обозначаемые гамма и дельта, а у гемоглобина U — новая цепь, обозначаемая ипсилон. Структура HbF — альфа-альфа/гамма-гамма (альфа 2/гамма 2), структура гемоглобина Бартс — гамма-гамма-гамма-гамма (гамма 4), структура HbА2 — альфа-альфа/дельта-дельта (альфа 2/гамма 2), структура гемоглобина U — альфа-альфа/ипсилон-ипсилон (альфа 2/ипсилон 2).

Патологические гемоглобины, которые состоят из четырех одинаковых полипептидных цепей, обозначают тетрамерами. Тетрамеры альфа и дельта до сих пор in vivo не наблюдались.

Существует и другая возможность, которая встречается у большинства типов гемоглобина. Так, например, единственная разница между HbS и HbA состоит в том, что на 6-ом месте в бета полипептидной цепи вместо глутамина находится валин, единственная разница между HbI и HbA в том, что на 16-ом месте в альфа-полипептидной цепи лизин замещен аспарагиновой кислотой.

Когда аномалия состоит в замещении аминокислоты в альфа-полипептидной цепи, то говорят об альфа-аномалии, когда состоит в бета-полипептидной цепи — о бета-цепной аномалии, когда в гамма-полипептидной цепи — о гамма-цепной аномалии (патологические варианты HbF), когда в дельта-цепи — о дельта-цепной аномалии (патологические варианты HbA2).

При изучении гемоглобиновых типов имеет большое значение вопрос о структуре глобинов. С одной стороны, структура является самым верным способом отдифференцирования отдельных типов гемоглобина один от другого, с другой стороны — создается возможность для составления строго научной номенклатуры последних. Методы дифференцировки видов гемоглобина

Для разграничения отдельных типов человеческого гемоглобина пользуются электрофорезом на блоке крахмала, на крахмальном геле, на геле агара, на целлюлозно-ацетатных листах, на акриламидном геле, на карбоксиметилцеллюлозном геле, электрофорезом при высоком напряжении тока.

Вторым по значению методом, которым пользуются в настоящее время для дифференциации отдельных видов гемоглобина, является хроматография.

Особенно хорошие результаты получается при употреблении в качестве адсорбирующего вещества ионообменной смолы амберлита и ионообменного декстранового геля.

Для разграничения некоторых видов гемоглобина пользуются также их растворимостью в некоторых растворителях.

Наиболее известным тестом этой группы является проба Итано для доказательства наличия HbS. При этой пробе редуцированный HbS осаждается в 24 m буфере, в противоположность другим типам гемоглобина. Проба эта имеет особенное значение для дифференцирования HbS и HbD, потому что HbS и HbD обладают одинаковой электрофоретической и хроматографической подвижностью.

Для отличия HbA от HbF пользуются, как было подчеркнуто выше, устойчивостью при денатурации растворами натриевой щелочи. Это известный в истории метод, которым Кербер в 1886 году дифференцировал HbA и HbF.

Гемоглобины группы F отличается от других гемоглобиновых типов и по своей характерной триптофановой полосе при 289,8 нм ультрафиолетового спектра. Гемоглобины, обладающие группой М, не имеют абсорбционной полосы при длине волны 630 нм, но зато показывают увеличенную абсорбцию при 600 нм.

"Отпечатковый метод”. Дело касается важнейшего метода установления "первичной структуры" гемоглобина при различных гемоглобиновых типах. Исследуемый гемоглобин гидролизуют трипсином, при этом полипептидные цепи глобиновой молекулы распадаются на большое число пептидов. Пептидную смесь подвергают электрохроматографии на бумаге, т. е. в одном направлении проводится электрофоретическое, в другом — хроматографическое разделение. Получаются характерные для отдельных типов гемоглобинов электрохроматограммы, по которым их можно точно различить. Определение аминокислотного состава отдельных пептидов дает возможность выявления первичной структуры глобина соответствующего гемоглобинового типа. Проводя аналогию с соответствующей по сложности и точности криминалистической техникой для изучения отпечатков пальцев рук, он был назван "пальцеотпечатковым" ("fingerprint") методом.

Так называемым "рекомбинационным" или "гибридизационным" методом можно воспользоваться для установления состава полипептидных цепей в каком-нибудь гемоглобиновом типе. Если смешать известный и неизвестный гемоглобин при рН 4,3, они диссоциируют полумолекулами, состоящими из соответствующих пар полипептидных цепей. Полипептидные пары снова комбинируются в целые гемоглобиновые молекулы после нейтрализации раствора, причем могут получиться и новые "гибридные" гемоглобиновые молекулы. Их идентифицирование электрофоретическим способом или хроматографией позволит сделать заключение о полипептидной структуре неизвестного гемоглобинового типа. Этот метод также предназначен преимущественно для научных исследовательских целей.

Существуют также способы цитологического определения типа гемоглобина в эритроцитах на мазке крови. Присутствие HbF в эритроцитах можно обосновать путем обработки кровяного мазка лимоннокислой буферной смесью с рН 3,2 – 3,6. При этих условиях HbA извлекается, и эритроциты, в которых он преобладал, остаются только в виде эритроцитных теней, тогда как HbF сохраняется, а эритроциты, содержащие преимущественно этот тип гемоглобина, сохраняют свое содержание.

Помимо всех этих методов при дифференциации некоторых типов гемоглобина пользуются также разницей в кристаллическом строении, изоэлектрической точке и т. д.

Рассмотрим гемоглобин S, в котором остаток Glu А2 бета замещен на Val.

Он располагается на поверхности молекулы гемоглобина и контактирует в водой, и замещение полярного остатка Glu на неполярный Val ведет к появлению на поверхности бета-субъеденицы "липкого участка". Этот липкий участок присутствует как в оксигенированном, так и в дезоксигенированном гемоглобине S, но в гемоглобине А отсутствует.

Существует комплементарный участок на поверхности дезоксигенированного гемоглобина, который способен крепко соединяться с липким участком бета-субъединицы, тогда как в оксигенированном гемоглобине этот участок маскируется другими группами. Когда гемоглобин S переходит в дезоксигенированное состояние, его липкий участок связывается с комплементарным участком на другой молекуле дезоксигенированного гемоглобина, тем самым совершается полимеризация дезоксигемоглобина S и его осаждение в виде длинных волокон.

Волокна дезоксигемоглобина S механически деформируют эритроцит, придавая ему серповидную форму, что приводит к лизису клеток и множеству вторичных клинических проявлений.

Следовательно, если бы можно было поддерживать гемоглобин S в оксигенированном состоянии или хотя бы свести к минимуму концентрацию дезоксигенированного гемоглобина S, то удалось бы предотвратить полимеризацию дезоксигенированного гемоглобина S и формирование "серповидных" клеток. Полимеризации подвержена Т-форма гемоглобина S. При серповидноклеточной анемии: гемоглобин S в ферри-состоянии (метгемоглобин S) не подвержен полимеризации, поскольку он стабилизирован в R-форме.

В дезоксигемоглобине А тоже есть рецепторный участок, способный взаимодействовать с липким участком оксигенированного или дезоксигенированного гемоглобина S, но присоединения "липкого" гемоглобина S к дезоксигемоглобину А мало для создания полимера, так как сам дезоксигемоглобин А липкого участка не заключает в себе и не может объединять следующую молекулу гемоглобина.

Значит, связывание дезоксигемоглобина А с R- или Т-формой гемоглобина S перекрывает полимеризацию.

Спиральные фибрилярные структуры формируются в результате полимеризации дезоксигемоглобина S. При этом каждая молекула гемоглобина контактирует с четырьмя соседними молекулами. Создание подобных трубчатых волокон ответственно за механические нарушения в содержащем их эритроците.

Существует еще одна группа патологий — талассемия, которые связанны с аномалиями гемоглобина. В их характеристику входит сниженная скорость синтеза альфа-цепей гемоглобина (альфа-талассемия) или бета-цепей (бета-талассемия). Это приводит к анемии, которая может принимать очень тяжелую форму.

В наше время проводится много исследований, которые позволяют выяснить молекулярные приспособления, отвечающие за развитие талассемии.Гемоглобин - сложный белок в составе эритроцитов, состоящий из 2х частей: белка (глобин) и соединения железа (гема). Именно атомы железа (гема) делает кровь красной.

Гемоглобин участвует в процессе транспорта кислорода и углекислого газа между легкими и клетками других органов, поддерживает рН крови. При недостатке гемоглобина в крови затрудняется перенос кислорода гемоглобином. В результате клетки не получают достаточно кислорода и в них нарушается обмен веществ и функции.

Формы гемоглобина. При присоединении к белку гемоглобина (глобину) глюкозы, образуется гликозилированный (гликированный) гемоглобин.

Рост уровня гликолизированного гемоглобина происходит при переизбытке глюкозы в крови, возникающем при сахарном диабете.

В соответствии с рекомендациями Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) анализ на гликозилированный гемоглобин — самый эффективный и необходимый метод в диагностике сахарного диабета. Больным сахарным диабетом рекомендуется сдавать биохимический анализ крови на гликозилированный гемоглобин не реже 1 раза в квартал.

Врачи выделяют еще одну форму гемоглобина — фетальный гемоглобин, отличающийся от нормального гемоглобина по строению и свойствам. Фетальный гемоглобин — это гемоглобин новорожденных, содержание в крови фетального гемоглобина ребенка достигает 80%. К 1 году жизни фетальный гемоглобин у детей начинает разрушаться и практически полностью заменяется на гемоглобин взрослых. Фетальный гемоглобин — норма у детей, но для взрослых его содержание — признак серьезных заболеваний. Определение гемоглобина новорожденных используется в диагностике заболеваний крови и онкологических заболеваний.

Норма гемоглобина

Содержание гемоглобина в крови у мужчин выше, чем у женщин. Гемоглобин у ребенка до 1 года понижен.

Норма гликированного гемоглобина — 4—6,5 % от уровня свободного гемоглобина в крови. При чем уровень гликированного гемоглобина может не зависеть от концентрации гемоглобина в крови. Норма гемоглабина новорожденных (фетального гемоглобина) в крови взрослого - до 1%.

Анализ крови на гемоглобин — необходимый этап диагностики различных заболеваний. По результатам только одного анализа крови на гемоглобин невозможно поставить точный диагноз, но определение гемоглобина выявит возможные нарушения в деятельности организма и укажет на необходимость дополнительного обследования.

Повышенный гемоглобин — симптом следующих заболеваний:

·                     эритроцитоз (заболевание, сопровождающиеся увеличением количества эритроцитов в крови)

·                     сгущение крови

·                     врожденные пороки сердца

·                     кишечная непроходимость

·                     ожоги

·                     сердечно-легочная недостаточность.

Высокий уровень гликолизированного гемоглобина — симптом сахарного диабета и дефицита железа.

Повышение гемоглобина в крови происходит после физической нагрузки, у альпинистов, у летчиков — после высотных полетов. Высокий гемоглобин в крови характерен для жителей высокогорья. Повышенный уровень гемоглобина в крови может возникнуть даже после пребывания на свежем воздухе.

Состояние организма, при котором происходит снижение гемоглобина в крови, называется анемией. Анемия может развиться в результате потери гемоглобина при кровотечениях, при заболеваниях крови, сопровождающихся разрушением эритроцитов. Низкий гемоглобин возникает вследствие переливания крови.

Причиной понижения гемоглобина — анемии может стать нехватка железа или витаминов (В12, фолиевой кислоты), необходимых для синтеза гемоглабина и эритроцитов.

Анализ крови на гемоглобин может показать пониженный гемоглобин вследствие различных хронических заболеваний (талассемии и др.).

Снижение уровня гликированного гемоглобина происходит при гипогликемии, гемолитической анемии, кровотечениях и переливании крови.

Зачастую происходит понижение гемоглобина у беременных женщин. При беременности гемоглобин обычно понижается при нехватке железа, поскольку суточная потребность в железе беременных женщин увеличивается. Если обычно человеку достаточно 5—15 мг железа в день, то беременной женщине потребуется 15—18 мг. Врачи рекомендуют беременным женщинам следить за уровнем гемоглабина в крови, поскольку низкий гемоглобин беременных может отрицательно отразиться на здоровье будущей матери, вызвать преждевременные роды или задержку роста плода.

Страницы: 1, 2