Аномалии синтеза гемоглобина


К этим аномалиям относятся гемоглобинопатии, синдромы талассемии, дефекты синтеза порфирина и дефекты включения железа в гем (сидеробластная анемия). Они могут вызывать гемолиз, нарушение образования гемоглобина или оба эти явления.

Основные положения

Гемоглобинопатии обусловлены генетически детерминированным замещением аминокислоты в одной из полипептидных цепей глобиновой части молекулы. Таким образом синтезируется патологическая форма гемоглобина, например гемоглобин S, С и т. д. Талассемия является следствием генетически детерминированного нарушения образования одной из полипептидных цепей (обычно альфа- или бета-цепей) в молекуле. Полипептидных цепей аномального состава и патологического гемоглобина не образуется, но наблюдается чрезмерное образование других полипептидных цепей, а следовательно, некоторых форм гемоглобина, который в норме присутствует только в виде следов, например гемоглобина F и гемоглобина А2. Дефекты синтеза порфирина или включение железа в гем не ведут к аномальному или неуравновешенному образованию гемоглобина.

Химическая структура гемоглобина. Гемоглобин состоит из четырех полипептидных цепей. К каждой из них прикреплена идентичная группа гема, которая частично заключена внутри кармана цепи. В нормальном гемоглобине взрослых (HBA) имеются две альфа-цепи из 141 аминокислоты и две бета-цепи из 146 аминокислот. В цепях альфа и бета имеется много общих последовательностей аминокислот, и они имеют общую трехмерную структуру.

Группы гема через свой центральный атом железа связаны с имидазольными группами "проксимальных" единиц гистидина в позиции 92 бета-цепей и в позиции 87 альфа-цепей. Шестая координационная позиция железа гема, где происходит обратимая оксигенация, ориентирована к другим "дистальным" единицам гистидина в позиции 63 бета-цепей и в позиции 58 альфа-цепей, которые занимают аналогичное положение на своих цепях. Замещение аминокислот близ пластинки гема всегда вызывает гематологические нарушения, вследствие того, что либо гем становится более чувствительным к окислению (М-гемоглобины, нестабильные гемоглобины), либо увеличивается или уменьшается аффинитет гемоглобина к кислороду.

Варианты нормального гемоглобина. После неонатального периода кровь содержит в норме три типа гемоглобина. Преобладает гемоглобин А и в значительно меньшем количестве присутствует гемоглобин F и гемоглобин А2. Эти три гемоглобина имеют общие идентичные альфа-цепи из 141 аминокислоты. Гемоглобины A, F и А2 различаются по не альфа-цепям из 146 аминокислот.

Во время внутриутробного периода жизни у плода присутствует временно еще два "эмбриональных" гемоглобина: гемоглобин Gower I и II. Они содержат эпсилон-цепи, которые имеются у плода только в ранней стадии развития.

Инграм предполагал, что возникновение отличающихся друг от друга цепей происходит в результате дупликации генов. Из не альфа-цепей, возможно, самой древней является гамма-цепь (HbF); из нее образовалась бета-цепь (HBA), причем в них 71% последовательностей аминокислот идентичные. Наконец, возможно, что из бета-цепи формируется дельта-цепь (HBA2). В них идентичны 96% аминокислот.

Гемоглобины новорожденного. При рождении HbF присутствует в значительно более высокой концентрации, чем в дальнейшем. В конце внутриутробного периода жизни не только происходит преимущественный синтез гамма-цепей, вследствие чего преобладает HbF, но к тому же, по-видимому, гамма-цепи присутствуют в некотором избытке по сравнению с альфа-цепями. Эти избыточные гамма-цепи соединяются и образуют тетрамер гамма-4-гемоглобин Барта, который в норме присутствует только в виде следов (менее 1%). Его называют быстрым гемоглобином из-за его электрофоретической подвижности. При исследовании мазка крови по методу Кляйхауэр можно убедиться, что практически все эритроциты у новорожденного содержат некоторое количество HbF, но интенсивность их окрашивания различна, поэтому можно полагать, что отношение HbF к HBA в разных эритроцитах плода вариабельно. Эту вариабельность нельзя объяснить тем, что HbF синтезируется экстрамедулярно, a HbA в костном мозге в период внутриутробной жизни: разные нормобласты в костном мозге образуют гемоглобины F и А в различных соотношениях.

Гемоглобин А2 практически отсутствует у новорожденного, но примерно в возрасте 6 месяцев достигает таких же концентраций, как у взрослого, т. е. 1-3%.

Выявление фетального гемоглобина. Выявление и определение HbF облегчаются тем, что он резистентен к денатурированию кислотами и щелочами (это не только его свойство - эмбриональные гемоглобины еще более резистентны). Тест денатурирования щелочью по Сингеру основан на резистентности к денатурированию в течение одноминутной экспозиции с 0,083 нормальным NaOH при 30 °С. Существуют также другие методы выявления HbF: электрофорез на агаровом геле, спектрофотометрический метод, хроматография на колонке, иммунологический метод. Одним из важнейших достижений в этой области явилось использование элюации кислотой на мазках крови. Свежефиксированные мазки погружают в буфер из кислоты и цитрата при рН 3,3 на 5 мин при 37 °С, а затем докрашивают. Эритроциты, содержащие только HBA, выглядят как неокрашенные "призраки". Эритроциты, содержащие HbF, выделяются как четко окрашенные, содержащие гемоглобин эритроциты. При помощи этого метода можно обнаружить кровотечение из плода к матери объемом всего 0,2 мл. Именно такова иммунизирующая доза в генезе резусной болезни. Этот тест может быть с успехом использован также для быстрого выявления фетального гемоглобина в циркулирующей крови при таких разнообразных заболеваниях, как апластическая анемия, талассемия и гемоглобинопатия. Его количественный результат не совпадает с химическим определением гемоглобина F в цельной крови, так как в мазке, обработанном по Кляйнбауэру, видимы все клетки, даже если они содержат мало гемоглобина F.

Физиологическое значение фетального гемоглобина. В течение многих лет предполагалось, что гемоглобин F выгоден для плода, так как увеличивает перенос кислорода из материнской циркулирующей крови. Фетальные эритроциты обладают большим сродством к кислороду, чем клетки взрослого.

Если записать на обычном графике кривую диссоциации кислорода, то можно наблюдать, что она смещена влево по сравнению с кровью взрослого. Если мы работаем с интактными эритроцитами плода, то повышенную аффинность можно обнаружить, однако при сравнении чистых растворов гемоглобина F и гемоглобина А этот феномен не выявляется. Поэтому предполагалось, что сдвиг влево объясняется каким-то внешним фактором, действующим в эритроцитах плода. Но теперь доказано, что причиной этого является образование 2,3 DPg и других фосфатных эстеров в аноксическом эритроците.

У недоношенных детей, особенно с низкой массой тела при рождении, кривая еще больше смещена влево.
 
Постнатальные изменения концентрации HbF. После рождения относительное количество гемоглобина F в циркулирующей крови постепенно снижается, достигая к 4 месяцам 10-15% и к 3 годам уровня менее 2%. Эти изменения представляют собой как бы продолжение спада, который начинается на 34-36-й неделе беременности. В это время относительное количество гемоглобина F достигает 90%. Затем начинает синтезироваться все больше гемоглобина A. Таким образом, к рождению ребенка относительное количество синтезируемого гемоглобина F снижается до 50-65%, а к 3 месяцам - примерно до 5%. Снижение синтеза предшествует снижению процента циркулирующего гемоглобина F вследствие длительности жизни эритроцитов. При резусной болезни быстрая и независящая от возраста клеток деструкция эритроцитов снимает роль этого фактора, и процент циркулирующего гемоглобина F приближается к процентному уровню его синтеза. Следовательно, относительное количество гемоглобина А в крови пуповины выше, чем у нормальных детей.

При ряде заболеваний плода и матери переход от синтеза фетального гемоглобина к синтезу взрослого гемоглобина может быть нарушен. Мы уже упоминали резусную болезнь. Недоношенность, по-видимому, задерживает нормальный переход соответственно возрасту плода.

Женский журнал www.BlackPantera.ru:  Митчел Уиллоуби

Еще по теме:




Гость, 21.11.2013 16:27:16
Что за балбес это писал? "Тест денатурирования щелочью по Сингеру..." по Зингеру.
Ваше имя:
Защита от автоматических сообщений:
Защита от автоматических сообщений Символы на картинке: