2. Синтез, структура, функции гемоглобина

Гемоглобин — основной дыхательный белок крови, относящийся к хромопротеидам. Состоит из белковой (глобин) и небелковой (гем) части. Он является белком четвертичной структуры и состоит из четырех субъединиц, каждая из которых включает полипептидную цепь, соединенную с гемом. Полипептидные цепи попарно одинаковы: 2 цепи глобина типа α и 2 цепи глобина другого типа (β, γ и δ), соединенные с 4 молекулами гема. Гем — это молекула протопорфирина ІХ, связанная с атомом железа. Каждый тетрамер гемоглобина может обратимо связывать и транспортировать не более 4-х молекул кислорода.

65 % гемоглобина образуется в эритроците в ядросодержащих стадиях созревания, 35 % — в стадию ретикулоцита. В стадии зрелого нормоцита синтез гемоглобина прекращается.

В настоящее время известно 3 главных подтипа гемоглобина: Hb А, Hb F и Hb А2. Основным является подтип А, который в норме составляет 96–98 % общего гемоглобина, тогда как Hb А2 составляет всего 2–3 %. Фетальный гемоглобин, преобладающий в крови новорожденного (Hb F), присутствует в крови у взрослого человека в количестве 1–1,5 %. Кроме нормальных типов гемоглобина в настоящее время выделено еще около 20 его патологических вариантов. Как нормальные, так и патологические типы гемоглобина различаются не по структуре порфиринового кольца, а по строению глобина.

Функции: Перенос кислорода, удаление углекислого газа и поддержание КЩС.

3. Аномальные гемоглобины (качественные и количественные гемоглобинопатии)

Количественные гемоглобинопатии (талассемии): общие сведения

Талассемия (греч. thalassa - море и гемо...) - наследственнаяанемия, обусловленная нарушением образования цепей белковой части молекулы гемоглобина.

Талассемии самые распространенные наследственные болезни человека. Так как многие из них не угрожают жизни и здоровью, число известных аномалий гемоглобина весьма велико.

Выделяюткачественные гемоглобинопатии(изменения аминокислотной последовательности цепей глобина) и количественные гемоглобинопатии, или талассемии (снижение образования цепей глобина без изменения их структуры).

В действительности различия между качественными гемоглобинопатиями и талассемиями не абсолютны.

В случае количественных гемоглобинопатий в зависимости от того, синтез каких цепей нарушен, выделяют альфа-талассемииибета-талассемии.

Приальфа-талассемияхпроисходит делеция или инактивация от одного до четырех генов альфа-цепей глобина.

Прибета-талассемияхизбыточные альфа-цепиглобинане образуют тетрамеры, а связываются с мембраной эритроцитов и повреждают ее. Тяжесть бета-талассемии зависит от характера мутации. При одних мутациях (бета0) не образуется никаких бета-цепей, в то время как при других (бета+) некоторое их количество все же синтезируется. У смешанных гетерозигот наблюдаются промежуточные формы болезни.

Качественные гемоглобинопатии: общие сведения

Выделяют качественные гемоглобинопатии (изменения аминокислотной последовательности цепей глобина) иколичественные гемоглобинопатии, или талассемии(снижение образования цепей глобина без изменения их структуры).

В действительности различия между качественными гемоглобинопатиями и талассемиями не абсолютны.

Дефекты молекул глобина (вследствие изменения аминокислотной последовательности его цепей) весьма разнообразны. Чаще всего встречаются замены аминокислот в результате точечных мутаций. Известно несколько сотен таких мутаций. Около половины из них протекают бессимптомно, остальные вызывают нестабильность молекулы гемоглобинаили изменение ее сродства к кислороду. Клинические проявления зависят от типа пораженной цепи, а также от влияния мутации на структуру и функцию белка.

Так как диплоидный геном содержит две пары генов альфа-цепей глобина, то последствия мутации одного из них сравнительно легки. Мутации гена бета-цепи глобина приводят к более тяжелым последствиям, поскольку у гомозигот все синтезируемые бета-цепи дефектны. Мутации, которые затрагивают дзэта- и гамма-цепи, синтезирующиеся в период внутриутробного развития, у взрослых клинического значения не имеют.

Мутации, снижающие стабильность гемоглобина, приводят к гемолитическим анемиямстельцами Гейнца. Мутация, приводящая ксерповидноклеточной анемии, изменяет растворимостьдезоксигемоглобинаи вызывает изменение формы эритроцитов после освобождения кислорода. Мутации, повышающие сродство гемоглобина к кислороду, вызывают наследственныйэритроцитоз, а снижающие - приводят канемии. Мутантные гемоглобины, которые не восстанавливаются ферментами эритроцита ( гемоглобины М), вызываютметгемоглобинемию.

- Этиология. Талассемию вызывают точечные мутации или делеции в генах гемоглобина, ведущие к нарушению синтеза РНК, что приводит к уменьшению или полному прекращению синтеза одного из видов полипептидных цепей. Синтез цепей другого вида продолжается. Это приводит к образованию нестабильных полипептидных агрегатов из избыточных цепей, нарушающих нормальное функционирование эритроцитов и их разрушению. Повышенный гемолиз эритроцитов вызывает анемию.

- Клиническая картина. При талассемии характерны гипохромная анемия, анизоцитоз эритроцитов, наличие мишеневидных форм эритроцитов (пятно гемоглобина в центре клетки, напоминающее мишень). При этом содержание сывороточного железа нормальное или повышенное. Компенсаторная гиперплазия костного мозга, ведёт к нарушениям в строении лицевого черепа. Череп может стать квадратным, башенным; нос приобретает седловидную форму; нарушается прикус и расположение зубов. Отмечается желтушность кожи и слизистых оболочек. Селезёнка и печень увеличены. Больные подвержены инфекционным заболеваниям. Рано начавшаяся анемия обуславливает физическое и умственное недоразвитие ребёнка.

ТАЛАССЕМИИ