Was ist Hämoglobin im Blut, seine Arten beim Menschen, auf nüchternen Magen oder nicht

UCK-Indikatoren gehören zu den wichtigsten Studien, mit denen Sie schnell eine Erstdiagnose durchführen und den Gesundheitszustand des Patienten beurteilen können. Die Hauptindikatoren der Gesamtanalyse umfassen den Hämoglobinspiegel.

Was ist Hämoglobin im Blut??

Hämoglobin ist ein Protein-Atemblutpigment. Die Hauptaufgabe dieses Stoffes ist der Transport von O.₂ und Kohlendioxid sowie Aufrechterhaltung eines normalen Blut-pH.

Diese Substanz ist in roten Blutkörperchen enthalten. Die Hauptbestandteile von Hämoglobin sind die Proteinteile Globine und die eisenhaltigen Porphyrinstellen - Häme. Fe (Eisen) in der Zusammensetzung von Hämoglobin liegt in 2 Valenzformen vor.

Die Fähigkeit von Hämoglobin, Sauerstoffmoleküle aktiv zu binden und zu spalten, wird genau durch Fe-haltige Edelsteinmoleküle bestimmt.

Hämoglobin wird von roten Knochenmarkzellen (BMC) synthetisiert. Eine wichtige Voraussetzung für die Synthese von CMC-Hämoglobin ist die Aufnahme der erforderlichen Menge an Proteinen und Fe (Eisen)..

Die Zerstörung von Hämoglobinmolekülen erfolgt durch phagozytische mononukleäre Zellen (die größte Anzahl dieser Zellen enthält Milz, Leber, Knochenmark)..

Wie wird Hämoglobin in einer Blutuntersuchung angezeigt??

In Blutuntersuchungen wird Hämoglobin als Hb oder Hgb bezeichnet.

Im Durchschnitt liegt die Gesamtmenge an Hämoglobin im Blut bei Frauen zwischen 120 und 140 g / l und bei Männern zwischen 135 und 160 g / l.

Als Gründe für den Anstieg der Werte gelten Erythrämie, Blutverdickung während der Dehydration (der sogenannte falsche Anstieg aufgrund der Blutkonzentration), das Leben in Berggebieten und übermäßiger Konsum von Tabakerzeugnissen.

Verringerte Werte können verschiedene Anämien und akuten Blutverlust verursachen..

Arten von Hämoglobin beim Menschen

Diese Substanz kann in Form von Oxyhämoglobinen, Methämoglobinen, Carboxyhämoglobinen, Carbohämoglobinen, Desoxyhämoglobinen und Myoglobinen vorliegen. Außerdem werden fetale Hämoglobine ausgeschieden, die normalerweise im Fötus aufgezeichnet werden.

Bei Patienten mit Diabetes mellitus (Diabetes mellitus) kann glykosyliertes Hämoglobin nachgewiesen werden, das einer der wichtigsten Indikatoren für den Verlauf des Diabetes mellitus ist..

Oxyhämoglobine

Oxyhämoglobin ist die physiologische Form von Hämoglobin, das die 2-wertige Form von Eisen enthält und eine hohe Fähigkeit besitzt, Sauerstoff zu binden. Oxyhämoglobin im Körper ist für den aktiven Transport von Sauerstoff zu Gewebe- und Organstrukturen verantwortlich.

Am allermeisten ist Oxyhämoglobin im arteriellen Blut enthalten (es ist diese Verbindung, die ihre scharlachrote Farbe bestimmt)..

Nachdem Oxyhämoglobin Sauerstoff im Gewebe abgibt, geht es in Form von Desoxyhämoglobin über.

Carboxyhämoglobine

Carboxyhämoglobine werden als Hämoglobin- und Kohlendioxidverbindungen bezeichnet. Die größte Menge dieser Verbindung enthält venöses Blut (dies ist auf seine dunkle Kirschfarbe zurückzuführen)..

Vor dem Hintergrund einer Kohlenmonoxidvergiftung können physikalische Hb-Formen zu Carbohämoglobin werden. Diese Form von Hb kann keinen Sauerstoff transportieren und zersetzt sich extrem langsam, was zur Entwicklung eines Sauerstoffmangels in Organen und Geweben führt (in dieser Hinsicht ist Kohlenmonoxid eine Verbindung, die für den Menschen extrem toxisch ist)..

Wenn Hämoglobin verschiedenen Oxidationsmitteln (Peroxid, Nitriten usw.) ausgesetzt wird, kann es sich in ein pathologisches Methämoglobin verwandeln, das 3-Valenz-Eisen enthält und Sauerstoffmoleküle nicht vollständig transportieren kann.

Myoglobine

Myoglobin bezieht sich auf Verbindungen, deren Struktur dem Hämoglobin nahe kommt. Es kommt im Muskelgewebe vor und enthält mehr als vierzehn Prozent aller Sauerstoffreserven des Körpers.

Das meiste Myoglobin befindet sich im Herzmuskel.

Diese Verbindung spielt eine wichtige Rolle bei der Versorgung der Muskelstrukturen mit Sauerstoff, der für ihre volle Arbeit notwendig ist. Gleichzeitig kann Myoglobin eine temporäre Sauerstoffreserve bilden, die vom Körper bei einer Abnahme des Oxyhämoglobingehalts im Blut (verminderte Sauerstoffkapazität des Blutes) genutzt wird..

Fetale Hämoglobine

Gehört zum fetalen Hämoglobin-Typ. Es wird von der sechsten bis zur siebten Woche der Entwicklung des zukünftigen Babys aktiv entwickelt. Nach der zehnten Entwicklungswoche ersetzt es den embryonalen Hämoglobin-Typ und wird zur Hauptform des fetalen Hämoglobins.

Während der letzten Monate der Schwangerschaft und der ersten Lebenswochen (manchmal Monate) wird diese Form des Hämoglobins durch den üblichen Hämoglobin-Typ für Erwachsene ersetzt.

Normale fetale Formen bei Erwachsenen können weniger als ein Prozent aller Hämoglobine im Körper ausmachen.

Bei Neugeborenen spielt die Bestimmung des Spiegels dieser Verbindung eine wichtige Rolle bei der Bestimmung des Reifegrades des Fötus, der Diagnose einer hämolytischen Anämie bei Neugeborenen usw..

Bei Erwachsenen kann das Auftreten von fötalem Hämoglobin im Blut bei Leukämie, schwerer Hypoxie usw. beobachtet werden..

Wofür ist Hämoglobin??

Diese Verbindung führt die folgenden Funktionen aus:

• bindet Sauerstoff und transportiert ihn zu Gewebe- und Organstrukturen;
• bindet Kohlendioxid und nutzt es aus Organen und Geweben;
• bietet Pufferfunktion und hält den normalen Blut-pH aufrecht;
• sorgt für Sauerstoffversorgung in den Muskeln (aufgrund von Myoglobin können sich die Muskeln auch unter Bedingungen des Sauerstoffmangels noch einige Zeit zusammenziehen).

Physiologische Veränderungen in Hb

Normalerweise ist Hb bei Männern etwas höher als bei Frauen.

Auch Sportler und Bewohner von Bergregionen haben einen physiologischen Anstieg des Spiegels an roten Blutkörperchen und Hb.

Bei Frauen kann während der Schwangerschaft eine natürliche Abnahme des Hb auftreten. Darüber hinaus sollte dieser Indikator vom behandelnden Arzt streng überwacht werden. Eine deutliche Abnahme des Indikators (Anämie) kann zu Fehlgeburten, zum Verblassen der Schwangerschaft, zu fetaler Hypoxie, zu einer Verzögerung der intrauterinen Entwicklung usw. führen..

Ein zu hohes Hämoglobin während der Schwangerschaft ist mit Blutverdickungen, einem hohen Risiko für Mikrothrombose, der Entwicklung einer schweren Spätgestose (Präeklampsie und Eklampsie), einem Schwangerschaftsabbruch, einer fetalen Hypoxie (aufgrund einer Thrombose in den Plazentagefäßen) usw. behaftet..

Fällt das Hämoglobin während der Menstruation??

Der Hämoglobingehalt im Blut nach starker Menstruation kann leicht abnehmen. Das Hämoglobin während der Menstruation bleibt jedoch immer noch innerhalb der normalen Grenzen.

Wenn die Hb-Patientin nach der Menstruation unter den normalen Bereich gefallen ist, muss sie sich einer umfassenden Untersuchung durch einen Gynäkologen unterziehen.

Eine häufige gynäkologische Ursache für die Hb-Reduktion sind dysfunktionelle Uterusblutungen und Intercycle-Blutungen..

Chronischer, leichter Blutverlust führt häufig zu einer mittelschweren bis schweren Anämie, die schwer zu behandeln ist.

Wie man Hämoglobin zu Hause überprüft?

Zu Hause wird der Hämoglobinspiegel nicht überprüft.

Bei einigen Symptomen kann jedoch ein verminderter Hämoglobinspiegel im Blut vermutet werden..

Zu den Symptomen einer Leistungsminderung können gehören:

• ein Gefühl ständiger Schläfrigkeit, Muskelschwäche, Müdigkeit, ursachenloser Müdigkeit;
• gelblicher, erdiger oder grauer Hautton;
• schälende, trockene Haut;
• Einklemmen in den Lippenwinkeln;
• trockene Schleimhäute;
• trockene und rissige Lippen;
• spröde Nägel;
• Alopezie;
• trockenes, gespaltenes und stumpfes Haar;
• Wunsch, Buntstifte, rohe Fleischprodukte, Land zu essen;
• perverser Geruchssinn (unangenehme Gerüche scheinen angenehm);
• Muskelschmerzen usw..

Der kritische Hämoglobinspiegel im Blut von Frauen und Männern

Hauptartikel: Norm des Hämoglobins bei Frauen und Männern mit Dekodierung

Die Hb-Reduktion wird Anämie genannt. Dieser Zustand ist mit Komplikationen behaftet wie:

• Sauerstoffmangel in Gewebe- und Organstrukturen;
• die Entwicklung von Kardiomyopathien;
• Arrhythmien und Extrasystolen;
• verminderte Immunität;
• Störung des Zentralnervensystems;
• Gedächtnisschwäche;
• verminderte Sehschärfe;
• Menstruationsunregelmäßigkeiten;
• das Auftreten eines hormonellen Ungleichgewichts;
• verminderter Sexualtrieb;
• das Auftreten von erektiler Dysfunktion usw..

Bei Kindern kann eine chronische Anämie zu Entwicklungsverzögerungen führen..

Für Kinder unter 5 Jahren sowie für Frauen, die ein Kind gebären, beträgt der Mindestschwellenwert 110 g / l.

Kinder von fünf bis zwölf Jahren - 115. Für Kinder von zwölf bis fünfzehn Jahren - 120.

Für Patienten über fünfzehn Jahren:

• 120 für Frauen;
• 130 für Männer.

Bei Patienten mit Anämie gibt es drei Grade der Hb-Reduktion:

• leicht (von einhundertzehn bis neunzig);
• Durchschnitt (von neunzig bis siebzig);
• schwer (weniger als siebzig).

Wie man Blut für Hämoglobin spendet, auf nüchternen Magen oder nicht?

Blut wird an einen leeren Magen gespendet. Einige Tage vor der Blutentnahme muss der Alkoholkonsum ausgeschlossen werden. Es wird nicht empfohlen, vor der Blutentnahme zu rauchen.

Es sollte auch beachtet werden, dass viele Medikamente bei längerem Gebrauch zu einer Abnahme der Laborparameter führen. Reduzierte Hämoglobinspiegel können bei Patienten beobachtet werden, die sich einer Behandlung mit Phenytoin, Meprobamat, Chlorpromazin, Chinin, Chinidin, Captopril, Procainamid, Carbutamid, Tobutamin, Nitrofuran, Insulin, Sulfanilamiden, Levodopa, Cyclophosphamid, Mercaptopreficaminopin, Cyclophosphamid, Mercaptopreficaminopin, Cycloposphamid, Mercaptopreficaminopin, Aminocoppin nichtsteroidale entzündungshemmende Medikamente usw..

Wie wirkt sich Alkohol auf das Hämoglobin im Blut aus??

Alkoholische Getränke führen bei übermäßigem Gebrauch zu einer Leistungsminderung dieser Substanz. Bei Patienten mit alkoholischer Leberzirrhose wird eine deutliche Abnahme des Hb beobachtet.

Das einzige alkoholische Getränk, das Hb erhöhen kann, ist ein hochwertiger natürlicher Rotwein..

Gleichzeitig sollte Rotwein zur Erhöhung des Hämoglobinspiegels in Kombination mit einer speziellen Diät (Fleischprodukte, Nüsse, Trockenfrüchte usw.) und nicht mehr als fünfzig Millilitern pro Tag eingenommen werden.

Der Grund für die Veränderung des Hämoglobins in Blutuntersuchungen

Ein erhöhter Indikator kann bei Patienten mit Erythrozytose, Erythrämie, Nierenpolyzystose, bösartiger Nierenschädigung, Überproduktion von Androgenhormonen, Dehydration und Blutgerinnung, physiologischer Erythrozytose bei Neugeborenen, angeborenen Herzfehlern usw. festgestellt werden..

Eine Abnahme dieses Indikators wird bei Personen mit Anämie verschiedener Genese (posthemorrhagisch, Eisenmangel, Folsäuremangel, Sichelzelle usw.), Blutungen, chronischen Nierenerkrankungen, begleitet von einer Abnahme der Synthese von Erythropoietinen, Leberzirrhose, Erythrozytom und nematologischer Hämolithiasis beobachtet einige Infektionen usw..

So normalisieren Sie Hb-Werte?

Patienten mit Anämie können Präparate aus Fe, Folsäure, Vitamin B12, Stimulanzien der Erythropoese, eine spezielle Diät (erhöhter Verzehr von Trockenfrüchten, Fleisch, Schokolade, Nüssen usw.) verschrieben werden.

Bei schwerer Anämie kann eine Bluttransfusion erforderlich sein..

Patienten mit chronischer posthämorrhagischer Anämie sollten die Ursache von Blutungen (Geschwür, verlängerte Menstruation, Hämorrhoiden, kapillare Fragilität usw.) beseitigen..

HÄMOGLOBIN

HEMOGLOBIN, Hb (Hämoglobin; griechisches Haima-Blut + lat. Globusball), - Hämoprotein, ein komplexes Protein, das mit hämhaltigen Chromoproteinen verwandt ist; führt die Übertragung von Sauerstoff von der Lunge auf das Gewebe durch und ist an der Übertragung von Kohlendioxid von den Geweben auf die Atemwege beteiligt. Hämoglobin kommt in den Erythrozyten aller Wirbeltiere und einiger Wirbelloser (Würmer, Mollusken, Arthropoden, Stachelhäuter) sowie in den Wurzelknollen einiger Hülsenfrüchte vor. Mögen Gewicht (Masse) des Hämoglobins menschlicher roter Blutkörperchen beträgt 64 458; in einem roten Blutkörperchen ist ca. 400 Millionen Hämoglobinmoleküle. In Wasser ist Hämoglobin gut löslich, in Alkohol, Chloroform und Ether unlöslich, kristallisiert gut (die Form der Hämoglobinkristalle verschiedener Tiere ist nicht dieselbe)..

Hämoglobin enthält ein einfaches Protein - Globin und eine eisenhaltige Prothesengruppe (Nicht-Protein) - Häm (96 bzw. 4% des Molekulargewichts). Bei einem pH-Wert unter 2,0 spaltet sich das Hämoglobinmolekül in Häm und Globin auf..

Inhalt

Edelstein (C.₃₄H.₃₂Ö₄N.₄) ist Eisen-Protoporphyrin - eine komplexe Verbindung von Protoporphyrin IX mit Eisen (II). Eisen befindet sich im Zentrum des Protoporphyrinkerns und ist an vier Stickstoffatome von Pyrrolkernen gebunden (Abb. 1): zwei Koordinationsbindungen und zwei Wasserstoffsubstitutionsbindungen.

Da die Koordinationszahl von Eisen 6 beträgt, bleiben zwei Valenzen ungenutzt, eine davon wird realisiert, wenn das Häm an Globin gebunden ist, und die zweite wird durch Sauerstoff oder andere Liganden - CO, F +, Azide, Wasser (Abb. 2) usw. verbunden..

Der Komplex von Protoporphin IX mit Fe 3+ heißt Hämatin. Das Salzsäuresalz von Hämatin (Chlorthin, Hämin) ist leicht zuzuordnen. kristalline Form (die sogenannten Teichmann-Kristalle). Das Häm hat die Fähigkeit, mit stickstoffhaltigen Verbindungen (Ammoniak, Pyridin, Hydrazin, Amine, Aminosäuren, Proteine ​​usw.) komplexe Verbindungen zu bilden, die sich in Hämochromogene verwandeln (siehe). Da das Häm bei allen Tierarten gleich ist, sind die Unterschiede in den Eigenschaften von Hämoglobinen auf die strukturellen Merkmale des Proteinteils des G.-Globin-Moleküls zurückzuführen.

Globin

Globin, ein Protein vom Albumin-Typ, enthält vier Polypeptidketten in seinem Molekül: zwei Alpha-Ketten (von denen jede 141 Aminosäurereste enthält) und zwei Beta-Ketten, die 146 Aminosäurereste enthalten. Somit wird die Proteinkomponente des G.-Moleküls aus 574 Resten verschiedener Aminosäuren aufgebaut. Die Primärstruktur, d. H. Die genetisch bestimmte Sequenz von Aminosäuren in den Polypeptidketten von menschlichem Globin und einer Anzahl von Tieren, wurde vollständig untersucht. Ein charakteristisches Merkmal von menschlichem Globin ist das Fehlen von Iso-Leucin- und Cystin-Aminosäuren in seiner Zusammensetzung. Die N-terminalen Reste in den Alpha- und Betaketten sind Valinreste. Die C-terminalen Reste der Alpha-Ketten werden durch Argininreste und die Beta-Ketten durch Histidin dargestellt. Die vorletzte Position in jeder Kette wird von Tyrosinresten besetzt.

Eine Röntgenstrukturanalyse von G.-Kristallen ermöglichte es, die Hauptmerkmale der räumlichen Struktur seines Moleküls zu identifizieren [Perutz (M. Perutz)]. Es stellte sich heraus, dass die Alpha- und Betaketten Spiralsegmente unterschiedlicher Länge enthalten, die nach dem Prinzip der Alpha-Spiralen (Sekundärstruktur) aufgebaut sind. Die Alpha-Kette hat 7 und die Beta-Kette hat 8 helikale Segmente, die durch nicht helikale Abschnitte verbunden sind. Spiralsegmente, beginnend am N-Ende, sind durch die Buchstaben des lateinischen Alphabets (A, B, C, D, E, F, G, H) gekennzeichnet, und nicht spiralförmige Abschnitte oder Drehwinkel der Spiralen sind entsprechend bezeichnet (AB, BC, CD, DE und etc.). Nichthelikale Regionen am Amin (N) - oder Carboxyl (C) -Ende der Globinkette sind NA bzw. HC. Aminosäurereste sind in jedem Segment nummeriert, und zusätzlich ist die Nummerierung dieses Restes vom N-Terminus der Kette in Klammern angegeben.

Spiral- und Nichtspiralabschnitte werden auf bestimmte Weise im Raum verlegt, was die Tertiärstruktur der Globinketten bestimmt. Letzteres ist an Gs Alpha- und Betaketten trotz erheblicher Unterschiede in ihrer Primärstruktur nahezu identisch. Dies ist auf die spezifische Position der polaren und hydrophoben Gruppen von Aminosäuren zurückzuführen, die zur Akkumulation unpolarer Gruppen im inneren Teil der Kugel unter Bildung eines hydrophoben Kerns führt. Die polaren Gruppen des Proteins werden in Kontakt mit dem wässrigen Medium gebracht. Innerhalb jeder Globinkette, nicht weit von der Oberfläche entfernt, befindet sich ein hydrophober Hohlraum ("Hämtasche"), in dem sich ein Häm befindet, das so ausgerichtet ist, dass seine unpolaren Substituenten innerhalb des Moleküls gerichtet sind und Teil des hydrophoben Kerns sind. Das Ergebnis ist ca. 60 unpolare Kontakte zwischen Häm und Globin und ein oder zwei polare (ionische) Kontakte des Häms mit Alpha- und Betaketten, bei denen Reste des propionischen Häms aus der hydrophoben "Tasche" austreten. Die Position des Häms in der hydrophoben Mulde des Globins bietet die Möglichkeit einer reversiblen Zugabe von Sauerstoff zum Fe 2+ -Häm, ohne dieses zu Fe 3+ zu oxidieren, und ist typisch für Hämoglobine verschiedener Tierarten. Dies wird durch die extreme Empfindlichkeit von G. gegenüber Änderungen unpolarer Kontakte in der Nähe des Häms bestätigt. Der Ersatz von Häm in G. durch Hämatoporphyrin führt also zu einer scharfen Verletzung der Eigenschaften von G..

Einige Aminosäurereste, die das Häm in einem hydrophoben Hohlraum umgeben, gehören zu den invarianten Aminosäuren, d. H. Aminosäuren, die für verschiedene Tierarten gleich und für Funktion G essentiell sind. Unter den invarianten Aminosäuren sind drei von großer Bedeutung: Histidinreste, die sogenannten. proximale Histidine (87. Position in a- und 92. Position in P-Ketten), distale Histidine (58. Position in a- und 63. Position in (5-Ketten)) sowie der Rest von Valin E-11 (62. Position in der Alpha-Kette und 67. Position in der Beta-Kette).

Die Verbindung zwischen den sogenannten. proximales Histidin und Hämeisen ist die einzige chem. Die Bindung zwischen ihnen (die fünfte Koordinationsbindung des Fe 2+ -Atoms des Häms wird realisiert) wirkt sich direkt auf die Zugabe von Sauerstoff zum Häm aus. "Distales" Histidin ist nicht direkt mit Häm assoziiert und nimmt nicht an der Sauerstofffixierung teil. Sein Wert besteht darin, das Fe 2+ -Atom gegen irreversible Oxidation zu stabilisieren (offensichtlich aufgrund der Bildung einer Wasserstoffbindung zwischen Sauerstoff und Stickstoff). Der Rest von Valin (E-11) ist eine Art Regulator der Bindungsrate von Sauerstoff an Häme: In Beta-Ketten befindet es sich sterisch so, dass es den Ort einnimmt, an dem sich Sauerstoff verbinden sollte, wodurch die Sauerstoffanreicherung mit den flf-Ketten beginnt.

Der Proteinteil und die prothetische Gruppe des G.-Moleküls üben einen starken Einfluss aufeinander aus. Globin verändert viele Eigenschaften des Häms und gibt ihm die Fähigkeit, Sauerstoff zu binden. Gem verleiht der Wirkung von k-t, Erhitzen und Verdauung mit Enzymen Globinstabilität und bestimmt die Kristallisationseigenschaften von G..

Die Polypeptidketten mit daran gebundenen Hämmolekülen bilden vier Hauptteile - Untereinheiten des G.-Moleküls. Die Art der Verbindung (Stapelung) und ihre räumliche Anordnung werden durch die Merkmale der Quartärstruktur von G. bestimmt. Darüber hinaus liegen die Alpha-Ketten auf den p-Ketten und werden sozusagen zwischen ihnen zusammengedrückt, und alle vier Edelsteine ​​sind weit voneinander entfernt (Abb. 3). Im Allgemeinen wird ein tetrameres Sphäroidteilchen mit Abmessungen von 6,4 × 5,5 × 5,0 nm gebildet. Die quaternäre Struktur wird durch Salzbindungen zwischen den α-, α- und β-β-Ketten und zwei Arten von Kontakten zwischen den α- und β-Ketten (α1-β1 und α2-β2) stabilisiert. Die α1-β1-Kontakte sind die umfangreichsten, 34 Aminosäurereste sind an ihnen beteiligt, die meisten Wechselwirkungen sind unpolar. Der α1-β2-Kontakt umfasst 19 Aminosäurereste, wobei die meisten Bindungen mit Ausnahme mehrerer Wasserstoffbrückenbindungen ebenfalls unpolar sind. Alle Reste in diesem Kontakt sind für alle untersuchten Tierarten gleich, während 1/3 der Reste in α1-β1-Kontakten variieren.

Humanes G. ist aufgrund des Unterschieds in den Polypeptidketten, aus denen sich seine Zusammensetzung zusammensetzt, heterogen. Erwachsene G., die 95–98% des Bluts von G. (HbA) ausmachen, enthalten zwei α- und zwei β-Ketten; Ein kleiner Teil von G. (HbA2), der einen maximalen Gehalt von 2,0–2,5% erreicht, enthält zwei α- und zwei σ-Ketten. Fötales Hämoglobin (HbF) oder fötales Hämoglobin, das im Blut eines Erwachsenen 0,1–2% beträgt, besteht aus zwei α- und zwei γ-Ketten.

Fetal G. wird in den ersten Monaten nach der Geburt durch HbA ersetzt. Es zeichnet sich durch eine signifikante Beständigkeit gegen thermische Denaturierung aus, auf der die Methoden zur Bestimmung seines Blutgehalts beruhen.

Abhängig von der Zusammensetzung der Polypeptidketten werden die aufgeführten G.-Typen wie folgt bezeichnet: HbA als Hbα2β2, HbA2 als Hbα2σ2 und HbF als Hbα2γ. Bei angeborenen Anomalien und Erkrankungen des hämatopoetischen Apparats treten abnormale Arten von G. auf, z. B. bei Sichelzellenanämie (siehe), Thalassämie (siehe), angeborener Methämoglobinämie nichtenzymatischen Ursprungs (siehe Methämoglobinämie) usw. Die häufigste Substitution einer einzelnen Aminosäure in einem Paar Polypeptidketten.

Abhängig von der Wertigkeit des Hämeisenatoms und der Art des Liganden im G.-Molekül kann letzteres in verschiedenen Formen vorliegen. Reduziertes G. (Desoxy-Hb) hat Fe 2+ mit einer freien sechsten Wertigkeit, wenn O daran gebunden ist₂ die sauerstoffhaltige Form von G. wird gebildet (HbO₂) Bei der Einwirkung auf HbO₂ Eine Reihe von Oxidationsmitteln (Kaliumferricyanid, Nitrite, Chinone usw.) Oxidation von Fe 2+ zu Fe 3+ tritt unter Bildung von Methämoglobin auf, das nicht in der Lage ist, O zu übertragen₂. Abhängig vom pH-Wert des Mediums werden die sauren und alkalischen Formen von Methämoglobin unterschieden, das H als sechsten Liganden enthält.₂O- oder OH-Gruppe. Im Blut gesunder Menschen beträgt die Methämoglobinkonzentration 0,83 + 0,42%.

Methämoglobin hat die Fähigkeit, Fluorwasserstoff, Blausäure und andere Substanzen fest zu binden. Diese Eigenschaft wird in Honig verwendet. Praxis zur Rettung von mit Blausäure vergifteten Menschen. Verschiedene Derivate von G. unterscheiden sich in den Absorptionsspektren (Tabelle)..

Einige Eigenschaften der Absorptionsspektren von Hämoglobinderivaten (milliequivalente Eigenschaften werden basierend auf 1 Häm angegeben)

Wellenlänge (bei maximaler Absorption), nm

Milliäquivalenter Lichtabsorptionskoeffizient, E.

Methämoglobin (met-Hb; pH 7,0-7,4)

Funktionelle Eigenschaften von Hämoglobin. Das Hauptbiol, die Rolle von G., ist die Teilnahme am Gasaustausch zwischen Körper und Umwelt. G. sorgt für die Übertragung von Sauerstoff durch Blut von den Lungen zu den Geweben und den Transport von Kohlendioxid von den Geweben zu den Lungen (siehe Gasaustausch). Nicht weniger wichtig sind die Puffereigenschaften von G., das starke Hämoglobin- und Oxyhämoglobin-Blutpuffersysteme bildet, die daher das Säure-Base-Gleichgewicht im Körper aufrechterhalten (siehe Puffersysteme, Säure-Base-Gleichgewicht)..

Sauerstoffkapazität HbO₂ beträgt 1,39 ml O.₂ pro 1 g HbO₂. Die Fähigkeit von G., Sauerstoff zu binden und zu geben, spiegelt sich in seiner Sauerstoffdissoziationskurve (CDC) wider, die den Prozentsatz der Sauerstoffsättigung G. in Abhängigkeit vom Partialdruck O charakterisiert₂ (pO₂).

G. tetramere Moleküle haben eine S-förmige KDK, was darauf hinweist, dass G. bei einem relativ niedrigen Partialdruck in der Lunge eine optimale Sauerstoffbindung bietet und bei einem relativ hohen Sauerstoffpartialdruck in den Geweben zurückfällt (Abb. 4). Die maximale Rückführung von Sauerstoff in das Gewebe ist mit der Aufrechterhaltung eines hohen Partialdrucks im Blut verbunden, wodurch das Eindringen von Sauerstoff in das Gewebe sichergestellt wird. Der Wert des Sauerstoffpartialdrucks in mm RT. Art. Mit einem Schnitt von 50% G. sauerstoffhaltig ist ein Maß für die Affinität von G. zu Sauerstoff und wird als P50 bezeichnet.

Die Zugabe von Sauerstoff zu vier G.-Edelsteinen erfolgt nacheinander. Die S-förmige Natur von G.'s KDK zeigt an, dass sich das erste Sauerstoffmolekül sehr langsam mit G. verbindet, dh seine Affinität zu G. ist gering, da es notwendig ist, die Salzkontakte im Desoxyhämoglobinmolekül aufzubrechen. Die Zugabe des ersten Sauerstoffmoleküls erhöht jedoch die Affinität für die verbleibenden drei Häme, und die weitere Sauerstoffanreicherung von G. erfolgt viel schneller (die Sauerstoffanreicherung des vierten Häms erfolgt 500-mal schneller als die des ersten). Daher besteht eine kooperative Wechselwirkung zwischen den Zentren, die Sauerstoff binden. Die Reaktionsgesetze von G. mit Kohlenmonoxid (CO) sind die gleichen wie für Sauerstoff, aber die Affinität von G. zu CO ist fast 300-mal höher als für O.₂, was eine hohe Toxizität von Kohlenmonoxid verursacht. Bei einer CO-Konzentration in der Luft von 0,1% ist mehr als die Hälfte der Blutmenge nicht mit Sauerstoff, sondern mit Kohlenmonoxid verbunden. In diesem Fall die Bildung von Carboxyhämoglobin, unfähig zur Sauerstoffübertragung.

Regulatoren des Hämoglobin-Oxygenierungsprozesses. Wasserstoffionen, organische Phosphate, anorganische Salze, Temperatur, Kohlendioxid und einige andere Substanzen, die die Menge der G.-Affinität für Sauerstoff gemäß Fiziol steuern, haben einen großen Einfluss auf die Prozesse der Oxygenierung und Desoxygenierung. Körperanfragen. Die Abhängigkeit der Sauerstoffaffinität von G. vom pH-Wert des Mediums wird als Bohr-Effekt bezeichnet (siehe Verigo-Effekt). Unterscheiden Sie "sauer" (pH 6). Das größte Fiziol. Der "alkalische" Bohr-Effekt ist wichtig. Sein molekularer Mechanismus beruht auf dem Vorhandensein einer Reihe positiv geladener funktioneller Gruppen im G.-Molekül, deren Dissoziationskonstanten im Desoxyhämoglobin aufgrund der Bildung von Salzbrücken zwischen negativ geladenen Gruppen benachbarter Proteinketten im G.-Molekül viel höher sind. Während der Oxygenierung treten Salzbrücken aufgrund von Konformationsänderungen im G. auf. werden zerstört, der pH-Wert negativ geladener Gruppen ändert sich und Protonen werden in der Lösung freigesetzt. Folglich führt die Sauerstoffanreicherung zur Entfernung des Protons (H +) aus dem G.-Molekül und umgekehrt beeinflusst eine Änderung des pH-Wertes, d. H. Indirekt der Konzentration von H + -Ionen, des Mediums die Zugabe von Sauerstoff zu G. Somit wird H + ein Ligand, der vorwiegend an Desoxyhämoglobin bindet und dadurch seine Affinität für Sauerstoff verringert, d. H. Eine Änderung des pH-Wertes zur Säureseite bewirkt eine Verschiebung des QB nach rechts. Der Oxygenierungsprozess ist endotherm und ein Temperaturanstieg fördert die Eliminierung von Sauerstoff aus dem G-Molekül. Daher führt eine Erhöhung der Aktivität der Organe und eine Erhöhung der Bluttemperatur zu einer Verschiebung des FDC nach rechts und eine Erhöhung der Sauerstoffzufuhr zum Gewebe.

Eine besondere Regulierung des Oxygenierungsprozesses wird durch organische Phosphate durchgeführt, die in roten Blutkörperchen lokalisiert sind. Insbesondere 2,3-Diphosphoglycerat (DFG) verringert die Affinität von G. zu Sauerstoff signifikant und fördert die O-Spaltung₂ aus Oxyhämoglobin. Die Wirkung von DPH auf G. nimmt mit abnehmendem pH-Wert (innerhalb der Fiziol-Region) zu, daher manifestiert sich seine Wirkung auf KDK G. in größerem Maße bei niedrigen pH-Werten. DFG bindet vorwiegend im Molverhältnis 1: 1 an Desoxyhämoglobin, tritt in den inneren Hohlraum seines Moleküls ein und bildet mit zwei alpha-NH 4 Salzbrücken₂-Gruppen von Valinresten von Beta-Ketten und anscheinend mit zwei Imidazolgruppen von Histidin H-21 (143) Beta-Ketten. Der Einfluss von DPG nimmt mit zunehmender Temperatur ab, d. H. Der Prozess der Bindung von DPG an das G.-Molekül ist exotherm. Dies führt dazu, dass in Gegenwart von DPH die Abhängigkeit des Oxygenierungsprozesses von der Temperatur im Wesentlichen verschwindet. Daher wird die normale Freisetzung von Sauerstoff durch Blut in einem weiten Temperaturbereich ermöglicht. ATP, Pyridoxalphosphat und andere organische Phosphate haben eine ähnliche Wirkung, wenn auch in geringerem Maße. Daher hat die Konzentration organischer Phosphate in Erythrozyten einen signifikanten Einfluss auf die Atmungsfunktion von G. und passt sie schnell an verschiedene Physiolen und Patol-Zustände an, die mit einer beeinträchtigten Sauerstoffversorgung * verbunden sind (Änderungen des Sauerstoffs in der Atmosphäre, Blutverlust, Regulierung des Sauerstofftransports von der Mutter) zum Fötus durch die Plazenta usw.). Mit Anämie und Hypoxie in roten Blutkörperchen steigt der DFG-Gehalt an, was den FDC nach rechts verschiebt und eine große Sauerstoffrückführung in das Gewebe bewirkt. Viele neutrale Salze (Acetate, Phosphate, Kalium- und Natriumchloride) verringern auch die Sauerstoffaffinität von G. Dieser Effekt hängt von der Art des Stoffes ab und ähnelt dem Effekt von organischen Phosphaten. In Gegenwart einer hohen Salzkonzentration erreicht die Affinität von G. zu Sauerstoff ein Minimum - in gleichem Maße für verschiedene Salze und DPG, d. H. Sowohl Salze als auch DPG konkurrieren miteinander um die gleichen Bindungszentren auf G. So zum Beispiel. Die Wirkung von DFG auf die Sauerstoffaffinität von G. verschwindet in Gegenwart von 0,5 M Natriumchlorid.

Bereits 1904 haben Bohr (Ch. Bohr) et al. zeigten eine Abnahme der Sauerstoffaffinität von G. mit einem Anstieg des Partialdrucks von Kohlendioxid im Blut.

Eine Zunahme des Kohlendioxidgehalts führt hauptsächlich zu einer Änderung des pH-Werts des Mediums, jedoch nimmt der P50-Wert stärker ab, als dies bei einer solchen Abnahme zu erwarten wäre

PH Wert. Dies ist auf die spezifische Beziehung von Kohlendioxid zu ungeladenen Alpha-NH2-Gruppen von Alpha-Ketten und möglicherweise Beta-Ketten von G. zur Bildung von Carbamaten (Carbhemoglobin) gemäß dem folgenden Schema zurückzuführen:

Desoxyhämoglobin bindet mehr Kohlendioxid als HbO₂. In roten Blutkörperchen hemmt das Vorhandensein von DPH kompetitiv die Bildung von Carbamaten. Mit dem Carbamatmechanismus werden bis zu 15% des Kohlendioxids aus dem Körper gesunder Menschen in Ruhe entfernt. Mehr als 70% der Pufferkapazität von Blut wird von G. bereitgestellt, was zu einer signifikanten indirekten Beteiligung von G. an der Übertragung von Kohlendioxid führt. Wenn Blut durch HbO-Gewebe fließt₂ geht in Desoxyhämoglobin über, bindet die H + -Ionen und übersetzt dadurch H.₂CO₃ in hco₃ -. Somit binden bei direkter und indirekter Beteiligung von G. mehr als 90% des von Geweben an das Blut gebundenen Kohlendioxids und werden in die Lunge übertragen.

Es ist wichtig, dass alle oben genannten KDK-Schaltregler (H +, DFG, CO₂) sind miteinander verbunden, was bei einer Reihe von sich abzeichnenden Patolbedingungen von großer Bedeutung ist. Ein Anstieg der DPG-Konzentration in roten Blutkörperchen ist das Ergebnis komplexer Veränderungen ihres Stoffwechsels, bei denen ein Anstieg des pH-Werts die Hauptbedingung ist. Bei Azidose und Alkalose wird auch aufgrund der Beziehung zwischen H + und DPH der P-Wert ausgeglichen₅₀.

Hämoglobinstoffwechsel

Die Biosynthese von G. findet in jungen Formen von Erythrozyten (Erythroblasten, Normoblasten, Retikulozyten) statt, in die die in G. enthaltenen Eisenatome eindringen. Bei der Synthese des Porphyrinrings nehmen Glycin und Bernsteinsäure an der Bildung der δ-Aminolevulinsäure teil. Zwei Moleküle des letzteren werden in das Pyrrolderivat, den Porphyrinvorläufer, umgewandelt. Globin wird aus Aminosäuren gebildet, d. H. Auf die übliche Weise der Proteinsynthese. Der Abbau von G. beginnt in roten Blutkörperchen und beendet deren Lebenszyklus. Das Häm wird über eine Alpha-Methin-Brücke oxidiert, wobei eine Bindung zwischen den entsprechenden Pyrrolringen aufbricht.

Das erhaltene Derivat G. heißt Verdoglobin (grünes Pigment). Es ist sehr instabil und zersetzt sich leicht in ein Eisenion (Fe 3+), denaturiertes Globin und Biliverdin.

Der Haptoglobin-Hämoglobin-Komplex (Hp - Hb) hat eine große Bedeutung für den Katabolismus von G. Beim Austritt aus einem Erythrozyten in einen Blutkreislauf wird G. in einem Hp-Hb-Komplex irreversibel an Haptoglobin (siehe) gebunden. Nach Erschöpfung der gesamten Hp-Menge im Plasma wird G. von den proximalen Tubuli der Nieren absorbiert. Das meiste Globin zerfällt innerhalb von 1 Stunde in den Nieren.

Der Hem-Katabolismus im Hp-Hb-Komplex wird von retikuloendothelialen Zellen der Leber, des Knochenmarks und der Milz unter Bildung von Gallenfarbstoffen durchgeführt (siehe). Das gleichzeitig abgespaltene Eisen gelangt sehr schnell in den Stoffwechsel und wird zur Synthese neuer G-Moleküle verwendet.

Methoden zur Bestimmung der Hämoglobinkonzentration. In einem Keil wird die Praxis von G. normalerweise durch die kolorimetrische Methode unter Verwendung eines Sali-Hämometers bestimmt, das auf der Messung der aus G. gebildeten Häminmenge basiert (siehe Hämoglobinometrie). Abhängig vom Gehalt an Bilirubin und Methämoglobin im Blut sowie unter bestimmten Patolbedingungen erreicht der Methodenfehler jedoch + 30%. Spektralphotometrische Forschungsmethoden sind genauer (siehe Spektrophotometrie)..

Zur Bestimmung des Gesamthämoglobins im Blut wird die Cyanmethämoglobin-Methode verwendet, die auf der Umwandlung aller G.-Derivate (Desoxy-Hb, HbO) basiert₂, HbCO, Meth-Hb usw.) in Cyan-Met-Hb und Messung der optischen Dichte der Lösung bei 540 nm. Für den gleichen Zweck wird das pyridin-hämochromogene Verfahren verwendet. HbO-Konzentration₂ üblicherweise bestimmt durch die Absorption von Licht bei 542 nm oder durch das gasometrische Verfahren (durch die Menge an gebundenem Sauerstoff).

Hämoglobin in der klinischen Praxis

Die Bestimmung des quantitativen Gehalts und der qualitativen Zusammensetzung von G. erfolgt in Kombination mit anderem Hämatol. Indikatoren (Hämatokritindikator, Anzahl roter Blutkörperchen, deren Morphologie usw.) zur Diagnose einer Reihe von Patolen, Erkrankungen des roten Blutes (Anämie, Erythrämie und sekundäre Erythrozytose, Bewertung des Ausmaßes des Blutverlusts, Blutverdickung während Dehydration und Verbrennungen des Körpers usw.) zur Beurteilung der Wirksamkeit von Hämo Transfusionen während der Therapie usw..

Normalerweise beträgt der Gehalt an G. im Blut für Männer durchschnittlich 14,5 + 0,06 g% (Schwankungen 13,0-16,0 g%) und für Frauen 12,9 + 0,07 g% (12,0— 14,0 g%) nach L. E. Yarustovskaya et al. (1969); Schwankungen hängen vom Alter und den konstitutionellen Eigenschaften des Körpers ab. Aktivität, Ernährung, Klima, Sauerstoffpartialdruck in der Umgebungsluft. Die Konzentration von G. im Blut ist ein relativer Wert, der nicht nur von der absoluten Menge an Gesamt-G. im Blut abhängt, sondern auch vom Volumen des Plasmas. Eine Erhöhung des Plasmavolumens bei unveränderter Menge an G. im Blut kann zu unterschätzten Zahlen führen und bei der Bestimmung von G eine Anämie imitieren..

Für eine vollständigere Beurteilung des Gehalts von G. werden auch indirekte Indikatoren verwendet: Bestimmung eines Farbindikators, durchschnittlicher Gehalt von G. in einem Erythrozyten, durchschnittliche Konzentration von Zelle G. in Bezug auf einen Hämatokritindikator usw..

Die Abnahme der Konzentration von G. im Blut auf einen bestimmten kritischen Wert, der bei schweren Formen der Anämie auftritt, auf 2-3 g% oder weniger (Hämoglobinopenie, Oligochromie) führt normalerweise zum Tod, bei einigen Arten von Hron, Anämie stellen sich jedoch einige Patienten aufgrund der Entwicklung von Kompensationsmechanismen ebenfalls an solche Konzentration.

Bei patol ändern sich der Gehalt von G. und die Anzahl der roten Blutkörperchen nicht immer parallel, was sich in der Klassifizierung der Anämie widerspiegelt (Unterscheidung zwischen normo, hypochromen und hyperchromen Formen der Anämie); Erythrämie und sekundäre Erythrozytose sind durch eine erhöhte Konzentration von G. (Hyperchromämie) und eine gleichzeitige Zunahme der Anzahl roter Blutkörperchen gekennzeichnet.

Fast das gesamte Blut G. befindet sich in roten Blutkörperchen; Ein Teil davon liegt im Plasma in Form des Hp-Hb-Komplexes vor. Das freie Plasma G. beträgt normalerweise 0,02 bis 2,5 mg% (gemäß G. V. Derviz und N. K. Bialko). Die Aufrechterhaltung von freiem G. im Plasma nimmt bei einigen hämolytischen Anämien zu, die hauptsächlich mit intravaskulärer Hämolyse einhergehen (siehe Hämoglobinämie)..

Im Zusammenhang mit dem Vorhandensein mehrerer normaler G.-Typen sowie dem Auftreten bestimmter Erkrankungen abnormaler Hämoglobine unterschiedlicher Herkunft im Blut (siehe Hämoglobinopathien) wird der Bestimmung der qualitativen Zusammensetzung der roten Blutkörperchen von G. (die „Hämoglobinformel“) große Aufmerksamkeit gewidmet. Der Nachweis der erhöhten Mengen an G. wie HbF und HbA2 ist daher normalerweise für einige Formen der Beta-Thalassämie charakteristisch.

Bei anderen Hämatolen wurde eine Erhöhung des HbF-Gehalts festgestellt. Krankheiten (akute Leukämie, aplastische Anämie, paroxysmale nächtliche Hämoglobinurie usw.) sowie infektiöse Hepatitis mit asymptomatischer erblicher Persistenz des fetalen Hämoglobins und Schwangerschaft. Die Konzentration der HbA2-Fraktion im Blut steigt bei Vorhandensein einer instabilen G.-Intoxikation an und nimmt mit Eisenmangelanämie ab.

Bei der Ontogenese beim Menschen wird eine Veränderung bei verschiedenen Arten von normalem G. festgestellt. Beim Fötus (bis zu 18 Wochen) wird primäres oder primitives Hämoglobin P nachgewiesen (englisches Primitiv); Seine Sorten werden wie Hb Gower1 und Hb Gower2 bezeichnet.

Das Vorherrschen von primärem G. entspricht der Periode der Vitellin-Hämatopoese, und in der nächsten Periode der hepatischen Hämatopoese wird überwiegend HbF synthetisiert.

Die Synthese von "adulten" HbA wird während der Zeit der Knochenmarkhämatopoese stark intensiviert; Der Gehalt an HbF bei einem Neugeborenen beträgt bis zu 70–90% der Gesamtmenge an G. (die restlichen 10–30% sind in der HbA-Fraktion enthalten). Am Ende des ersten Lebensjahres sinkt die Konzentration von HbF gewöhnlich auf 1-2% und dementsprechend der Gehalt an HbA.

Bekannt für st. 200 abnormale (pathologische oder ungewöhnliche) G.-Varianten, deren Auftreten durch verschiedene erbliche Defekte bei der Bildung von Globin-Polypeptidketten verursacht wird.

Die Entdeckung von L. Pauling, Itano (N. A. Itano) et al. 1949 legte Patol, Hämoglobin S (englische Sichelzellen-Sichelzelle) den Grundstein für die Untersuchung molekularer Erkrankungen. Das Vorhandensein von abnormalem G. in roten Blutkörperchen führt normalerweise (aber nicht immer) zur Entwicklung eines hereditären hämolytischen Anämiesyndroms (siehe).

Die meisten der beschriebenen Hämoglobinvarianten sollten nicht als pathologische, sondern als seltene ungewöhnliche Formen von G angesehen werden. Mit Honig. Von den Positionen sind die Hämoglobine S, C, D, E, Bart, H, M und eine große Gruppe (etwa 60) von instabilem G. von besonderer Bedeutung. Instabile G. werden als anomale G.-Varianten bezeichnet, bei denen die Instabilität des Moleküls zu die Wirkung von Oxidationsmitteln, Erhitzen und einer Reihe anderer Faktoren. G. M-Gruppen entstehen durch Substitutionen von Aminosäuren in Polypeptidketten im Bereich von Häm- und Globinkontakten, was nicht nur zu einer Instabilität des Moleküls, sondern auch zu einer erhöhten Tendenz zur Methämoglobinbildung führt. M-Hämoglobinopathie ist häufig die Ursache für erbliche Methämoglobinämie (siehe).

Die Klassifizierung von G. basierte ursprünglich darauf, sie in der Reihenfolge darzustellen, in der sie mit den Buchstaben des lateinischen Alphabets geöffnet wurden. Eine Ausnahme wird für normales "erwachsenes" G., angegeben durch den Buchstaben A, und G. fetus (HbF) gemacht. Der Buchstabe S bezeichnet eine abnormale Sichelzelle G. (Synonym für HbB). Somit wurden die Buchstaben des lateinischen Alphabets von A bis S als allgemein anerkannte Bezeichnungen von G angesehen. Gemäß dem beim X International Hematol angenommenen. Kongress (Stockholm, 1964) Nomenklatur G. Für die Bezeichnung neuer Optionen wird fortan nicht empfohlen, die restlichen Buchstaben des Alphabets zu verwenden.

Neu entdeckte G.-Formen werden nun am Ort der Eröffnung unter Verwendung des Namens der Stadt (Region), Stadt oder des Labors, in dem das neue G. erstmals entdeckt wurde, und unter Angabe (in Klammern) seiner Biochemie, Formel, Stelle und Art der Aminosäuresubstitution aufgerufen in der betroffenen Kette. Zum Beispiel Hb Köln (alpha₂Beta₂98 val -> met) bedeutet, dass in Köln Hämoglobin eine der Beta-Polypeptidketten der Aminosäure Valin an der 98. Position durch Methionin ersetzt wurde.

Alle Sorten von G. unterscheiden sich in der physikalischen Chemie voneinander. und körperlich Eigenschaften und einige nach funktionellen Eigenschaften, auf denen die Methoden zum Nachweis verschiedener G.-Varianten in einer Klinik basieren. Eine neue Klasse von abnormalem G. mit einer veränderten Affinität zu Sauerstoff wurde entdeckt. Die G.-Typisierung wird unter Verwendung von Elektrophorese und einer Reihe anderer Labormethoden (Alkalibeständigkeitstests und thermische Denaturierung, Spektrophotometrie usw.) durchgeführt..

Entsprechend der elektrophoretischen Mobilität werden G. in sich schnell bewegende, langsame und normale Mobilitäten unterteilt (mit einer mit HbA identischen Mobilität). Der Ersatz von Aminosäureresten führt jedoch nicht immer zu einer Änderung der Ladung des G.-Moleküls, weshalb einige Varianten nicht durch Elektrophorese nachgewiesen werden können.

Forensisches Hämoglobin

G. und seine Derivate in der forensischen Medizin werden bestimmt, um das Vorhandensein von Blut anhand physikalischer Beweise oder in Flüssigkeiten bei der Diagnose einer Vergiftung mit Substanzen zu bestimmen, die Gs Veränderungen verursachen, um das Blut des Fötus oder Neugeborenen vom Blut eines Erwachsenen zu unterscheiden. Es gibt Hinweise auf die Verwendung der von G. geerbten Merkmale bei der Untersuchung der umstrittenen Vaterschaft, Mutterschaft und des Ersatzes von Kindern sowie zum Zweck der Individualisierung von Blut anhand materieller Beweise.

Durch Immunisieren von Tieren mit menschlichem Hämoglobin wurden Hämoglobin-präzipitierende Seren erhalten. Mit Hilfe dieser Seren kann das Vorhandensein von menschlichem Blut an der an G. untersuchten Stelle festgestellt werden..

Bei der Bestimmung des Vorhandenseins von Blut an den Stellen werden mikrospektrale Analysen und mikrokristalline Reaktionen verwendet. Im ersten Fall wird G. durch Alkali und ein Reduktionsmittel in ein Hämochromogen umgewandelt, das ein charakteristisches Absorptionsspektrum aufweist (siehe Hämochromogen), oder konzentrierte Schwefelsäure wirkt auf G., was zur Bildung von Hämatoporphyrin führt. Letzteres weist im sichtbaren Teil des Spektrums ein typisches Absorptionsspektrum auf.

Von den mikrokristallinen Reaktionen werden zur Bestimmung des Vorhandenseins von Blut am häufigsten Proben verwendet, die auf der Gewinnung von Kristallen aus Hämochromogen und Häminhydrochlorid basieren. Um Häminkristalle aus einem Gewebe mit einem auf G. getesteten Fleck zu erhalten, nehmen Sie einen Faden und legen Sie ihn auf einen Objektträger. Geben Sie einige Kristalle Natriumchlorid und einige Tropfen konzentrierte Essigsäure zu Ihnen (Teichmann-Reagenz). Beim Erhitzen (in Gegenwart von Blut) von G. werden Häminhydrochloridkristalle (Teichmann-Kristalle) gebildet - braune schräge Parallelogramme, manchmal werden Reaktionen zur Gewinnung von Jod-Hämin-Kristallen von G. gebildet - kleine schwarze Kristalle in Form von rhombischen Prismen.

Die Derivate von G. werden bei einigen Vergiftungen spektroskopisch im Blut nachgewiesen. Beispielsweise wird im Falle einer Kohlenmonoxidvergiftung Carboxyhämoglobin im Blut der Opfer und Methämoglobin im Falle einer Vergiftung mit methämoglobinbildenden Substanzen nachgewiesen.

In Fällen von Kindsmord kann es erforderlich sein, das Vorhandensein von Blut eines Neugeborenen oder Fötus anhand verschiedener materieller Beweise festzustellen. Da im Blut des Fötus und des Neugeborenen ein hoher Gehalt an HbF und im Blut eines Erwachsenen - HbA - vorhanden ist, der sich durch seine physikalische Chemie auszeichnet. Eigenschaften, G. des Neugeborenen (Fötus) und des Erwachsenen können leicht unterschieden werden.

In der Praxis wird am häufigsten eine alkalische Denaturierung verwendet, da der G.-Fötus gegenüber der Wirkung von Alkalien resistenter ist als der G.-Erwachsene. Die Veränderungen von G. werden spektroskopisch, spektrophotometrisch oder photometrisch festgestellt.

Die Synthese von Polypeptidketten von G. wird unter der Kontrolle von strukturellen und (möglicherweise) regulatorischen Genen durchgeführt. Strukturgene bestimmen eine spezifische Aminosäuresequenz von Polypeptidketten, regulatorische Gene bestimmen die Geschwindigkeit ihrer Synthese (siehe Gen).

Die vorhandenen 6 Arten von Ketten von normalem g (Hbα, Hbβ, Hbγ, Hbδ, Hbε, Hbζ) beim Menschen werden von 6 Genorten (α, β, γ, δ, ε, ζ) kodiert. Es wird angenommen, dass zwei Loci für α-Ketten existieren können. Zusätzlich wurden 5 verschiedene γ-Ketten nachgewiesen, die von verschiedenen Loci codiert werden. Insgesamt kann eine Person also 7 bis 10 Paare von Strukturgenen haben, die die Synthese von G steuern.

Die Untersuchung der Entwicklungsstadien zeigte, dass eine Person eine klare und ausgewogene genetische Regulation der Synthese verschiedener G hat. In der ersten Hälfte des Uteruslebens sind hl beim Menschen aktiv. arr. Loci von α-, γ-, ζ-, ε-Ketten (letztere sind in der frühen Phase des embryonalen Lebens nur von kurzer Dauer). Nach der Geburt werden gleichzeitig mit dem Abschalten des Ortes der Gammaketten die Orte der β-, δ-Ketten aktiviert. Infolge einer solchen Umstellung wurde der Ersatz von fötalem G. (HbF) durch adulte Hämoglobine - HbA - durch einen kleinen Anteil an HbA2 ersetzt.

Unklare Fragen bleiben der Ort der Genorte, die die Synthese von Genen auf Chromosomen bestimmen, ihre Verknüpfung, die Abhängigkeit der Aktivierung und Repression von Strukturgenen von Genen, die spezifisch und mit Perioden der Ontogenese verbunden sind, von der Wirkung von regulatorischen Genen, dem Einfluss von humoralen Faktoren (z. B. Hormonen) usw..

Die Globinkettensynthese ist ein besonderes Beispiel für die Proteinsynthese in einer Zelle..

Obwohl die Regulation der G.-Synthese immer noch sehr unklar ist, sind die Mechanismen, die die Transkriptionsrate von mRNA (Messenger-RNA) mit DNA steuern, offensichtlich von entscheidender Bedeutung. Die genaue Charakterisierung der DNA, die spezifisch für die Globinsynthese verantwortlich ist, wurde nicht erhalten. 1972 war es jedoch gleichzeitig in mehreren Laboratorien möglich, ein Gen zu synthetisieren, das die Synthese von G reguliert. Dies wurde mit Hilfe des Enzyms der reversen Transkriptase durchgeführt (siehe Gentechnik)..

Der Häm-Teil des G.-Moleküls wird separat unter Verwendung einer Reihe enzymatischer Reaktionen synthetisiert, beginnend mit aktivem Succinat (Bernsteinsäure) aus dem Krebszyklus und endend mit einem komplexen Protoporphyrinring mit einem Eisenatom im Zentrum.

Bei der Proteinsynthese nehmen Globinketten eine für sie charakteristische Konfiguration an, und das Häm wird in eine spezielle Tasche "eingebettet". Als nächstes tritt eine Kombination von vollständigen G.-Ketten unter Bildung eines Tetramers auf.

Die Synthese spezifischer DNA erfolgt in Vorläufern roter Blutkörperchen nur bis zum Stadium des orthochromen Normoblasten. Während dieser Zeit entsteht der endgültige Satz von Globin-Polypeptidketten, der sich mit dem Häm verbindet, alle Arten von RNA und notwendige Enzyme werden gebildet.

Erbstörungen der G.-Synthese werden in zwei große Gruppen eingeteilt:

1) die sogenannten. Strukturvarianten oder Anomalien der Primärstruktur von G. - "Qualitäts" -Hämoglobinopathien vom Typ Hb, S, C, D, E, M sowie durch instabile G. und G. verursachte Krankheiten mit erhöhter Affinität zu O.₂ (siehe Hämoglobinopathien),

2) Zustände, die sich aus der beeinträchtigten Syntheserate einer der Globinpolypeptidketten ergeben - "quantitative" Hämoglobinopathien oder Thalassämie (siehe).

Bei Strukturvarianten können sich Stabilität und Funktion des G-Moleküls ändern. Bei Thalassämien kann die Struktur des Globins normal sein. Da beide Arten eines genetischen Defekts in vielen menschlichen Populationen häufig sind, werden häufig Individuen beobachtet, die gleichzeitig heterozygot für die Strukturvariante von G. und für Thalassämie sind. Kombinationen verschiedener Gene bilden ein sehr komplexes Spektrum von Hämoglobinopathien. In einigen Fällen können Mutationen die Schaltmechanismen der G.-Synthese beeinflussen, was beispielsweise zur Fortsetzung der Synthese von fötalem G. bei Erwachsenen führt. Diese Zustände werden zusammen als erbliche Persistenz von fötalem Hämoglobin bezeichnet..

Varianten mit fusionierten Ketten umfassen Mutanten wie Hb Lepore, Anti-Lepore und Kenia. Höchstwahrscheinlich entstanden diese strukturellen G.-Anomalien aufgrund eines ungleichen nicht homologen meiotischen Übergangs zwischen eng verknüpften G.-Genen. Infolgedessen sind beispielsweise α-Ketten in Hb-Lepore normal, und andere Polypeptidketten enthalten einen Teil der δ-Sequenz und einen Teil der β-Sequenz Polypeptidketten.

Da Mutationen in jedem der Gene auftreten können, die die G.-Synthese bestimmen, können verschiedene Situationen auftreten, in denen Individuen Homozygoten, Heterozygoten oder Doppelheterozygoten für Allele von anomalem G. an einem oder mehreren Orten sind.

Es sind mehr als 200 Strukturvarianten von G. bekannt, von denen mehr als 120 charakterisiert sind, und in vielen Fällen war es möglich, die Strukturänderung in G. mit seiner anomalen Funktion zu verbinden. Der einfachste Mechanismus für die Entstehung einer neuen Variante von G. als Ergebnis einer Punktmutation (Ersatz einer einzelnen Base im genetischen Code) kann am Beispiel von HbS (Schema) demonstriert werden..

Die Wirkung der Aminosäuresubstitution auf die physikalische chem. Eigenschaften, Stabilität und Funktion des G.-Moleküls hängen von der Art der Aminosäure, der ersetzten Kante und ihrer Position in einem Molekül ab. Eine Reihe von Mutationen (aber nicht alle) verändern die Funktion und Stabilität des G.-Moleküls signifikant (HbM, instabile Hämoglobine, Hämoglobine mit veränderter Affinität zu O.₂) oder seine Konfiguration und eine Reihe von physikalischen chem. Eigenschaften (HbS und HbC).

Hämoglobine sind instabil

Hämoglobine sind instabil - eine Gruppe abnormaler Hämoglobine, die besonders empfindlich gegenüber Oxidationsmitteln, Erhitzen und einer Reihe anderer Faktoren sind, was durch einen genetisch bedingten Ersatz eines Aminosäurerests durch einen anderen in ihren Molekülen erklärt wird; Der Transport solcher Hämoglobine manifestiert sich häufig als Hämoglobinopathie (siehe).

In Erythrozyten von Menschen erscheinen Träger von instabilem G. sogenannte. Heinz-Körper, die Cluster denaturierter Moleküle von instabilem G. sind (angeborene hämolytische Anämie mit Heinz-Körpern). 1952 schlug Katie (I. A. Cathie) eine erbliche Natur dieser Krankheit vor. Frick (P. Frick), Gitzig (W.H. Hitzig) und Vetke (K. Betke) haben 1962 erstmals am Beispiel von Hb Zürich bewiesen, dass eine hämolytische Anämie mit Heinz-Körpern mit dem Vorhandensein instabiler Hämoglobine verbunden ist. Carrell (R. W. Carrell) und G. Lehmann schlugen 1969 einen neuen Namen für solche Hämoglobinopathien vor - hämolytische Anämie aufgrund der Beförderung von instabilem G..

Die Instabilität von G.-Molekülen kann durch den Ersatz von Aminosäureresten in Kontakt mit Häm verursacht werden; Ersetzen des Restes einer unpolaren Aminosäure durch eine polare; eine Verletzung der Sekundärstruktur des Moleküls, die durch den Ersatz eines Aminosäurerests durch einen Prolinrest verursacht wird; Ersatz von Aminosäureresten im Bereich der α1β1- und α2β2-Kontakte, die zur Dissoziation eines Hämoglobinmoleküls in Monomere und Dimere führen können; Deletion (Verlust) bestimmter Aminosäurereste; Die Verlängerung von Untereinheiten, zum Beispiel zwei instabile G. - Hb Cranston und Hb Tak, haben Beta-Ketten, die im Vergleich zu normalem Hämoglobin aufgrund des an ihren C-Terminus gebundenen hydrophoben Segments verlängert sind.

Die von D. Dacy (J. V. Dacie) vorgeschlagene und von Yu. N. Tokarev und V. M. Belostotsky modifizierte Klassifizierung von instabilem G. basiert auf der Art der Veränderungen im Molekül, die G. instabil machen.

Es wird ca. beschrieben. 90 instabiles G. und Varianten mit dem Ersatz von Aminosäureresten in Beta-Ketten von G.-Molekülen werden etwa viermal häufiger gefunden als mit dem Ersatz solcher Reste in Alpha-Ketten.

Der Transport von instabilem G. wird autosomal-dominant vererbt, und Träger sind Heterozygoten. In einigen Fällen ist das Auftreten eines instabilen G.-Transports das Ergebnis einer spontanen Mutation. Eine Abnahme der Stabilität von G. führt nicht nur zu einer leichten Ausfällung, sondern in einigen Fällen auch zum Verlust eines Häms. Die Substitution von Aminosäureresten an den Kontaktstellen der Alpha- und Betaketten des G.-Moleküls kann die Affinität des Moleküls zu Sauerstoff, die Wechselwirkung von Hämen und das Gleichgewicht zwischen Tetrameren, Dimeren und Hämoglobinmonomeren beeinflussen. Bei Menschen, die heterozygot für die Gene von instabilem G. sind, werden sowohl normales als auch abnormales, instabiles G. synthetisiert. Letzteres denaturiert jedoch schnell und wird funktionell inaktiv.

Eine schwere hämolytische Anämie wird normalerweise bei Patienten beobachtet, die Träger von instabilem G. mit einem hohen Grad an Instabilität des Moleküls sind.

Bei der Beförderung anderer instabiler G.-Keile sind die Manifestationen gewöhnlich von mäßiger Schwere oder sehr unbedeutend. In einer Reihe von Fällen (Hb Riverdale - Bronx, Hb Zürich usw.) manifestiert sich die Beförderung von instabilem G. in Form von hämolytischen Krisen nach Einnahme bestimmter Medikamente (Sulfonamide, Analgetika usw.) oder Exposition gegenüber Infektionen. Einige Patienten, zum Beispiel Träger von Hb Hammersmith, Hb Bristol, Hb Sydney und anderen, haben eine Hautcyanose, die durch eine erhöhte Bildung von Met- und Sulfhämoglobinen verursacht wird. Hämoglobinopathien, die durch den Transport von instabilem G. verursacht werden, sollten mit hämolytischer und hypochromer Anämie einer anderen Ätiologie unterschieden werden, insbesondere mit Eisenmangel und hämolytischer Anämie, die mit einem genetisch bestimmten Mangel der Enzyme des Pentose-Phosphat-Zyklus, Glykolyse usw. verbunden sind..

Die meisten Menschen mit instabilem G. benötigen keine spezielle Behandlung. Bei der Hämolyse ist eine allgemeine Kräftigungstherapie sinnvoll. Allen Trägern von instabilem G. wird empfohlen, auf die Hämolyse auslösenden Oxidationsmittel (Sulfonamide, Sulfone, Analgetika usw.) zu verzichten. Bluttransfusionen sind nur bei Auftreten einer tiefen Anämie angezeigt. Bei schwerer Hämolyse mit erhöhter Sequestrierung roter Blutkörperchen durch Milz und Hypersplenismus ist eine Splenektomie angezeigt (siehe). Eine Splenektomie bei Kindern (bis zu 6 Jahren) wird jedoch aufgrund des Risikos einer Septikämie normalerweise nicht durchgeführt.

Methoden zum Nachweis instabiler Hämoglobine

Die Untersuchung der Hämoglobin-Thermolabilität ist der wichtigste Test zum Nachweis seiner Instabilität. Es wurde 1962 von Grimes (AG Grimes) und Meisler (A. Meisler) und 1964 von Daisy vorgeschlagen und besteht aus der Inkubation von Hämolysaten, verdünnt mit 0,1 M Phosphat oder Tris-HCl-Puffer, pH 7,4, bei 50– 60 ° für eine Stunde. Gleichzeitig werden instabile G. denaturiert und fallen aus, und die in der Lösung verbleibende Menge an thermostabilem G. wird spektrophotometrisch bei 541 nm bestimmt und nach folgender Formel berechnet:

[E-Testprobe] / [E-Kontrollprobe] * 100 = = thermostabiles Hämoglobin (in Prozent),

wobei E der Extinktionswert bei einer Wellenlänge von 541 nm ist.

Der relative Gehalt an thermolabilem G. beträgt 100% - die Anzahl an thermostabilem G. (in Prozent).

Carrell und Kay (R. Kau) schlugen 1972 vor, Hämolysate in einer Mischung aus 17% Isopropanol-Tris-Puffer, pH 7,4, 30 Minuten bei 37 ° C zu inkubieren.

Die Hämolyse roter Blutkörperchen kann durch Wasser verursacht werden, da die Verwendung von Tetrachlorkohlenstoff oder Chloroform zu diesem Zweck zu einer teilweisen Denaturierung von instabilem G. und einer Verzerrung der erhaltenen Daten führt.

Die gebräuchlichste Methode zur Bestimmung von instabilem G. ist die Histochemie, eine Methode zur Identifizierung von Heinz-Körpern. Die roten Blutkörperchen werden mit kristallinem Violett, Methylviolett angefärbt oder eine Reaktion mit Acetylphenylhydrazin wird verwendet. Das Blut wird einen Tag bei 37 ° vorinkubiert. Es ist zu beachten, dass Heinz-Körper auch mit anderer hämolytischer Anämie, Thalassämie, mit Vergiftung durch Methämoglobinbildner und mit einigen Enzymen nachgewiesen werden können.

Die elektrophoretische Trennung von Hämolysaten auf Papier oder Celluloseacetat führt häufig nicht zu Ergebnissen, da bei vielen instabilen G. der Ersatz von Aminosäureresten in einem Molekül keine Änderung der elektrophoretischen Eigenschaften des Moleküls bewirkt. Die Elektrophorese in Polyacrylamid- und Stärkegelen (siehe Elektrophorese) oder die isoelektrische Fokussierung ist in dieser Hinsicht informativer..

Bei vielen Patienten, die Träger von instabilem G. sind, nimmt der Urin aufgrund der Bildung von Dipyrrolen ständig oder manchmal eine dunkle Farbe an, was als ziemlich genaues Zeichen für das Vorhandensein von instabilem G. dient..

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