Этотфайл взят изколлекцииMedinfo
www.doktor.ru/medinfo
medinfo.home.ml.org
E-mail:medinfo@mail.admiral.ru
ormedreferats@usa.net
orpazufu@altern.org
FidoNet2:5030/434 Andrey Novicov
Пишемрефераты назаказ — e-mail: medinfo@mail.admiral.ru
ВMedinfo для вас самаябольшая русскаяколлекциямедицинских
рефератов, историй болезни, литературы, обучающихпрограмм, тестов.
Заходитена www.doktor.ru — Русскиймедицинскийсервер длявсех!
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Биомедицинскоезначение...................3
2. Химическоестроение.......................3
3. Кинетикаоксигенированиягемоглобина......7
4. Конформационныеизменения вокружении
гемогруппы................................9
5. Транспортдвуокисиуглерода...............10
6. Молекулярнаяоснова эффектаБора.........12
7. Концентрациягемоглобина.................13
8. Способыисследования.....................14
9. Метгемоглобин............................15
10. Сульфогемоглобин........................15
11. Типыгемоглобина........................16
12. Методы дифференцировкивидов
гемоглобина.............................19
13. Гемоглобинпри серповидноклеточной
анемии..................................22
14. Талассемии…25
15. Списоклитературы.......................26
СТРОЕНИЕ ИФУНКЦИИ ГЕМОГЛОБИНА
БИОМЕДИЦИНСКОЕЗНАЧЕНИЕ
Гемсодержащиебелки участвуютв процессах связывания и транспорта кислорода, втранспортеэлектроновв фотосинтезе.Детальное изучение гемоглобина выявляет ряд структурныхаспектов, общих для многих белков. Говоря о большомбиомедицинскомзначении этихбелков, мы имеем в виду, чторезультаты, полученныепри исследовании, наглядно иллюстрируютструктурно-функциональные взаимосвязи. Кроме того, эти исследования выявляют молекулярную основу рядагенетическихболезней, такихкак серповидноклеточнаяанемия (возникающаяв результате изменения свойств поверхности -субъединицыгемоглобина) или талассемия (хроническое наследуемоегемолитическое заболевание, характеризующееся нарушениямипроцессовсинтеза гемоглобина). Летальный эффект цианида и окиси углерода объясняется тем, что этивещества блокируютфизиологическуюфункцию гемопротеинов — цитохромоксидазы и гемоглобинасоответственно.Наконец, стабилизациячетвертичнойструктуры дезоксигемоглобина 2,3-бифосфоглицератом (ДФГ) занимает центральное место в исследовании механизмовкислороднойнедостаточностив условияхвысокогорьяи процессовадаптации кэтим условиям.[1]
ХИМИЧЕСКОЕСТРОЕНИЕ
Химическигемоглобинотносится к группе хромопротеидов.Его простетическая группа представляетсобой ферросоединениепротопорфиринаIХ, с молекулярным составом С34Н32О4N4Fe и носит название гем(рис.1). Она придаетсоединениюокраску. Белковый компонент гемоглобина называется глобином.Гемоглобиноваямолекула содержит4 гема и 1 глобин. Аминокислотырасположены в глобине в виде четырехполипептидныхцепочек; двеиз них идентичныпо структуре, и их обозначаюткак альфа-цепочки; две другиетоже идентичнымежду собойи их обозначаюткак бета-цепочки.Следовательно, формулу глобина можно выразить как альфа-альфа/бета-бета или альфа2бета2. альфа-полипептидная цепь состоит из 141, бета-полипептиднаяцепь — из 146 аминокислот.
Аминокислотныйсостав и последовательность (секвенция)альфа- и бета-цепейпоказаны нарис. 93. альфа-полипептиднаяцепь заканчиваетсякомбинациейаминокислотвалина-лейцина, а бета-полипептидная цепь — комбинациейвалина-гистидина-лейцина. альфа- и бета-полипептидные цепи в гемоглобиновоймолекуле не расположенылинейно, какэто выглядитна первый взглядиз данных («первичнаяструктура»)на рис. 2. По причинесуществования интрамолекулярных сил, полипептидные цепи скручиваютсяв форме типичной для белков альфа-геликсовойспирали («вторичнаяструктура»).Сама альфа-геликсоваяспираль на каждую альфа- и бета-полипептидную цепь огибается
пространственно, образуя сплетенияовоидной формы(«третичнаяструктура»). На рис. 2 показано «третичное сгибание»полипептидных геликсовых спиралей впространстве. Отдельныечасти альфа-геликсовыхспиралейполипептидных цепей отмечаютлатинскимибуквами от Адо Н (рис. 2 и рис.3)
Все четыретретично изогнутыеальфа- и бета-полипептидныецепи располагаютсяпространственнов определенномсоотношении(«кватернернаяструктура»), что показаносхематическина рис. 4. Онисвязаны междусобой не настоящимихимическимисвязями, амежмолекулярнымисилами.
Четыре гема гемоглобиновой молекулы расположеныв форме дисков меду складками четырех альфа-, соответственнобета-полипептидныхцепей (рис. 3), причем каждыйгем связан содной полипептиднойцепью посредством координационной связи между Fe++-атомом гемаи гистидиновымостаткомполипептиднойцепи (рис. 5).
Комплекс, составленный из одного гема и одной альфа-, респ. бета-полипептидной цепи, называется Сведберговойединицей. Очевидногемоглобиноваямолекула состоитиз четырехСведберговыхединиц. В настоящеевремя принятосчитать, что молекулярный вес гемоглобинаравен 64458, т.е. на один атом железа, соответственно приблизительно на Сведбергову единицу полагаетсяпо 16115.
Кромекоординационной связи, существующей между
полипептиднымицепями глобина, Fe++ атом гемарасполагает еще
тремя координационными связями (рис. 5) Две из нихсвязаны
двумяазотными атомамипорфириновогокольца, а третья, в среде
с низким парциальным давлением кислорода(венозная кровь),
связанас одной молекулойводы ( редуцированныйгемоглобин ). В
среде с высокимпарциальнымдавлениемкислорода(артериальная
кровь), третья координационная связь соединена с одной
молекулой кислорода, причем получается соединение -
оксигемоглобин .Путем непрерывногопревращенияоксигемоглобина
вредуцированныйгемоглобини обратно, осуществляетсяперенос
кислородаиз легких ктканям. [2]
КИНЕТИКАОКСИГЕНИРОВАНИЯГЕМОГЛОБИНА
Гемоглобинсвязывает четыре молекулы кислорода на
тетрамер(по одной на гем в каждой субъединице); особенно
важным отличаем его от миоглобинаявляется криваянасыщения
кислородом, которая имеетсигмоиднуюформу (рис. 6). Таким
образом, способностьгемоглобинасвязыватькислород зависитот
того, содержатся ли в данном тетрамере другие молекулы
кислорода. Если да, то последующие молекулы кислорода
присоединяются легче. Следовательно, для гемоглобина
характерна кинетика кооперативного связывания 0, благодаря
которой он связывает максимальное количество кислорода в
легких и отдает максимальное количество кислорода притех
парциальных давлениях кислорода, которые имеют место в
периферическихтканях.
Сродство гемоглобинов к кислороду характеризуется
величинойР50 — значениемпарциальногодавления кислорода, при
котором наблюдается полунасыщение гемоглобина кислородом 0.
ЗначениеР50 у у разныхорганизмовсущественноразличается, но
вовсех случаяхоно превышаетзначение парциального давления
кислорода в периферическихтканях рассматриваемогоорганизма.
Этохорошо иллюстрируетфетальныйгемоглобин человека (НВF).
Для HbA Р50=26 мм. рт. ст., а для HbF Р50=20 мм. рт. ст.
Благодаряэтой разницегемоглобинF отбирает кислород у HbA,
находящегося в плацентарной крови. Однако после рождения
ребенкаHbF утрачиваетсвою функцию; обладая более высоким
сродствомк кислороду, он высвобождаетменьшее егоколичество
втканях.
ОКСИГЕНИРОВАНИЕСОПРОВОЖДАЕТСЯ ЗНАЧИТЕЛЬНЫМИ
КОНФОРМАЦИОННЫМИИЗМЕНЕНИЯМИВ ГЕМОГЛОБИНЕ
Связываниекислорода сопровождается разрывом солевых
связей, образованных концевыми карбоксильными группами
субъединиц(рис.7) Это облегчаетсвязываниеследующих молекул
кислорода, поскольку приэтом требуетсяразрыв меньшегочисла
солевых связей. Указанные изменения заметно влияют на
вторичную, третичную и особенно четвертичную структуру
гемоглобина. При этом однаА/В-пара субъединицповорачивается
относительно другой А/В-пары, что приводитк компактизации
тетрамераи повышениюсродства гемовк кислороду(рис. 8 и 9).
КОНФОРМАЦИОННЫЕИЗМЕНЕНИЯ ВОКРУЖЕНИЕГЕМОГРУППЫ
Оксигенированиегемоглобина сопровождается структурными
изменениямив окружениигемогруппы. При оксигенировании атом
железа, который в дезоксигемоглобиневыступал на0,06 нм из
плоскостигемового кольца, втягивает в эту плоскость (рис.
10). Вслед за атомом железа ближе к гему перемещается
проксимальныйгистидин (F8), атакже связанныес ним соседние
остатки.
ТРАНСПОРТДВУОКИСИ УГЛЕРОДА
Гемоглобинне только переносит кислород от легких к
периферическим тканям, но и ускоряет транспортуглекислого
газа от тканей клегким. Гемоглобинсвязываетуглекислый газ
сразупосле высвобождениякислорода; примерно 15%углекислого
газа, присутствующего в крови, переносится молекулами
гемоглобина. Находящаяся в эритроцитах карбоангидраза
катализируетпревращениепоступающего из тканей углекислого
газа в угольную кислоту (рис.11). Угольная кислотабыстро
диссоциируетна бикарбонат-ион и протон, причем равновесие
вдвинуто в сторонудиссоциации. Для предотвращенияопасного
повышения кислотности крови должна существовать буферная
система, способная поглощать избыток протонов. Гемоглобин
связываетдва протонана каждые четыреосвободившиесямолекулы
кислорода 0и определяетбуферную емкостькрови (рис. 12). В
легких идет обратный процесс: присоединение кислорода к
дезоксигемоглобину сопровождается высвобождением протонов 0,
которые связываются с бикарбонат-ионами, переводя их в
угольнуюкислоту. Далееэффективнодействующаякарбоангидраза
катализируетпревращениеугольной кислоты в углекислый газ,
выдыхаемый из легких. Таким образом, связываниекислорода
тесносопряжено свыдыханиемуглекислогогаза. Это обратимое
явление известно как эффект Бора . Эффект Бора является
свойствомтетрамерногогемоглобинаи определяется гем-гемовым
взаимодействием, лежащим в основекооперативныхэффектов.
МОЛЕКУЛЯРНАЯОСНОВА ЭФФЕКТАБОРА
Протоны, ответственныеза эффект Бора, высвобождаются в
результатеразрушениясолевых мостиков, которым сопровождается
связываниекислорода с Т-структурой; они отсоединяются от
атомов азота остатков гистидина (146) в бета-цепях. Эти
протонысдвигают равновесие в сторону образования угольной
кислоты, которая расщепляетсякарбоангидразойс образованием
углекислогогаза (рис.13).
Наоборот, при высвобождении кислородавновь формируется
Т-структурас присущимией солевымимостиками, приобразовании
которыхпроисходитприсоединениепротонов костаткам гистидина
вбета-цепях. Таким образом, в периферическихтканях протоны
благоприятствуют образованию солевых мостиков путем
протонирования(по атому азота)концевых остатковгистидина в
бета- субъединицах. Образование солевых мостиковфорсирует
освобождение кислорода из оксигенированной R-формы
гемоглобина. Итак, повышение концентрации протонов
способствуетосвобождениюкислорода, аповышениеконцентрации
кислорода стимулируетвысвобождениепротонов 0. Первый из этих
эффектовпроявляетсяв сдвиге кривой диссоциации кислорода
вправо при повышении концентрации ионов водорода
(протонов).[3]
КОНЦЕНТРАЦИЯГЕМОГЛОБИНА
Нормальнаяконцентрация гемоглобинау взрослогочеловека
от80 до 115% (условныхпроцентов=13,0-18,5г%). За среднюю
величинупринимают 100%(=16 г%). Нормальныевеличины умужчин
приблизительнона 10% выше (90-115%, соответственно14,5-18,5
г% гемоглобина), чем у женщин(80-100%, соответственно13-16
г%гемоглобина).
Нормальнаяконцентрациягемоглобина 1у ребенка 0существено
отличаетсяот норм у взрослого. Эти особенности показаны на
рис.14и табл. 1.
[таблица1]
Средняя концентрация гемоглобина в крови в периоды
детского возраста. Максимальные колебания средних
величин+/-12%
--------------------------------------------------------------
Возраст¦Первые4дня¦2 1/2 мес¦1год¦2 года¦4года¦8 лет¦12лет
--------------------------------------------------------------
КонцHb¦ 19,5 ¦ 11,5 ¦12,0 ¦ 12,1 ¦12,5 ¦13,0 ¦ 13,4
--------------------------------------------------------------
Удетей в раннем возрасте нетразличия междумужским и
женскимполом.[4]
Гемоглобинв плазме крови
Нормальнаяплазма содержит следы гемоглобина, не
превышающие 10 мг%. При интравитальномгемолизе концентрация
гемоглобина в плазме повышается. Умеренные повышения (до
25мг%)встречаютсяпри иммунныхгемолитическиханемиях, анемии
Кули, гемоглобинозеС, дрепаноцитозеи др. Сильныеувеличения
(свыше100 мг%) встречаютсяпри всех гемоглобинуриях.[5]
СПОСОБЫИССЛЕДОВАНИЯ
Былопредложеномного методов определения концентрации
гемоглобина.Важнейшиегруппы методовследующие:
1. Колориметрическиеметоды 0. Гемоглобин колориметрируют
какоксигемоглобинили редуцированныйгемоглобинили же сперва
превращаютего в цветные производные (солянокислый гематин,
щелочной гемоглобин, метгемоглобин, карбоксигемоглобин,
циангемоглобин, азид-метгемоглобини пр.).
Сюдаможно отнести и первый метод для определения
гемоглобина, предложенный Велькером в 1854 году и
модифицированныйТальквистом, при которомцвет капликрови на
фильтровальнойбумаге сравнивают с серией цветных бумажных
стандартов.
Наосновании превращения гемоглобина в солянокислый
гематин и связанных с этим изменений в электрической
проводимости, Неллер предложилэлектронныйметод определения
концентрациигемоглобина.
2. Газометрические методы . Гемоглобин насыщают газом,
например кислородом, окисью углерода (СО). По количеству
поглощенногогаза судят околичестве гемоглобина. Количество
кислорода устанавливают прибором ван-Слайка, прибором
Баркрофтаили каким-нибудьдругим аппаратом для определения
кислорода.
3.Методы, основанные на определении железа в
гемоглобиновой молекуле 0. Так как гемоглобиновая молекула
содержитточно определенноеколичество железа (0,0347%), по
егоколичествуустанавливаетсяи количествогемоглобина.[6]
_МЕТГЕМОГЛОБИН
Метгемоглобин- производное гемоглобина, в котором
двухвалентныйатом железа переходит в трехвалентный. При
процессахобмена в эритроцитах всегда образуются известные
количестваметгемоглобина, который, однако, восстанавливается
обратно в гемоглобин под воздействием фермента
метгемоглобинредуктазы, так что в цельной крови здорового
человека метгемоглобин не превышает 2% общего содержания
гемоглобина(0,03-0,3 г%).[7]
_СУЛЬФОГЕМОГЛОБИН
Химическаяструктура сульфогемоглобина не выяснена.
Вероятно, две виниловые группы гемоглобина соединяются,
посредствомSО2-мостиков, с соседнимиметиновыми связями. В
норме, сульфогемоглобина в крови нет. Он появляется при
отравлениях соединениями сурьмы, фенацитином, бромом,
сульфонамидами, нитратами (колодезная вода), серными
соединениямии пр.
Определениесульфогемоглобина в крови можнопроизвести
спектроскопически. Сульфогемоглобиновыйспектр не изменяется
от прибавления сульфида аммония, но исчезаетот прибавления
Na2S2О4и 2 мл 10% едкогонатра, или нескольких капель 3%
перекисиводорода.
_ТИПЫ ГЕМОГЛОБИНА
Недавно ещесчиталось, чтогемоглобинвзрослогочеловека
представляетсобой одноединственноесоединение.Известно было
толькото, что в эмбриональнойжизни имеется особенный тип
гемоглобина, называемыйHbF, в 155 раз болееустойчивыйк n/12
натриевой щелочи, чем нормальный гемоглобин. В последнее
время, благодаря работам Полинга и его сотрудникови др.,
выяснилось, что гемоглобин взрослого человека и при
нормальных, и при патологическихсостоянияхне представляет
собойгомогенногохимическогосоединения. Открыто было много
нормальных и патологических типов гемоглобина, которые
представилив новом светеобмен гемоглобинаи указали путидля
исследования патогенеза некоторыханемий. Установленобыло,
что при некоторых заболеваниях наблюдаются особые типы
гемоглобина, характерныедля даннойанемии. Типыгемоглобина
имеютбольшое значениене только длядиагноза, нои перемежают
вопрос о патогенезеанемии из чистоморфологическойобласти в
биохимическую. Анемии, вызванныепоявлением патологического
типа гемоглобина, называются гемоглобинопатиями или
гемоглобинозами.
Выяснилось, что у человека имеются три основных типа
нормальногогемоглобина: эмбриональный U , фетальный — F и
гемоглобин взрослого человека — А. HbU (назван поначальной
буквеслова uterus) встречается в эмбрионе между 7 и 12
неделями жизни, затем он исчезает и появляетсяфетальный
гемоглобин, который послетретьего месяца является основным
гемоглобином плода. Вслед за этим появляется постепенно
обыкновенныйгемоглобинвзрослогочеловека, называемыйHb A,
по начальной букве английского слова «adult». Количество
фетального гемоглобина постепенно уменьшается, так что в
момент рождения 80% гемоглобина представляет собой Hb A и
только 20% — HbF. После рождения фетальный гемоглобин
продолжает убывать и к2-3 году жизнисоставляетвсего 1-2%
(рис.15). Тоже количество фетального гемоглобина и у
взрослого. Количество HbF, превышающее 2% считаетсяпатологическимдля взрослогочеловека и для детей старше 3
лет.
Кроменормальных типов гемоглобина в настоящее время
известно свыше 50 егопатологическихвариантов. Онисначала
былиназваны латинскимибуквами. БукваВ в обозначенияхтипов
гемоглобинаотсутствует, т.к. ею обозначенпервоначальноHb S.
Вскоре выяснилось, что букв азбуки не хватит для
обозначения всех патологических типов гемоглобина. Поэтому
стали применять для этого имена пациентов, больниц,
лабораторий, названия мести округов. Самойудобной является
номенклатурапо структурнойформуле (см.ниже).
Какнормальные, так и патологические типы гемоглобина
различаются не по структуре протопорфиринового кольца, а
построению глобина. Разница может заключаться в изменении
целыхпар полипептидныхцепей в гемоглобиновой молекуле, или
при сохранении тех же полипептидных цепей, замещаютсяна
определенномместе в первичной структуре одна аминокислота
другой.
Первая возможность встречаетсяу гемоглобиновH, F, Бартс,
А2 и U. Вместо нормальной структуры гемоглобина А -
альфа-альфа/бета-бета, соответственно альфа2/бета2 ,
гемоглобин Н имеет структуру бета-бета-бета-бета,
соответственно бета4, что значит, что по обе
альфа-полипептидные цепи замещены новыми двумя
бета-полипептиднымицепями. У гемоглобинов F, Бартс и А2
появляются две новые цепи, обозначаемыегамма и дельта, а у
гемоглобинаU новая цепь, обозначаемаяипсилон. СтруктураHbF
альфа-альфа/гамма-гамма, соответственно альфа2/гамма2,
структурагемоглобина Бартс гамма-гамма-гамма-гамма, соотв.
гамма4, структура HbА2 альфа-альфа/дельта-дельта,
соответственно альфа2/гамма2, структура гемоглобина U -
альфа-альфа/ипсилон-ипсилон, соответственноальфа2/ипсилон2.
Патологическиегемоглобины, которые состоят из четырех
одинаковых полипептидных цепей, обозначают тетрамерами.
Тетрамерыальфа4 и дельта4до сих пор in vivo ненаблюдались.
Вторая возможность встречается у большинства типов
гемоглобина.Так напримерединственнаяразница междуHbS и HbA
состоит в том, что на6-ом месте вбета-полипептиднойцепи
вместоглутаминанаходитсявалин, единственнаяразница между
HbI иHbA в том, что на16-ом месте вальфа-полипептиднойцепи
лизинзамещен аспарагиновойкислотой. На рис. 16 даны рад
другихподобных примеров.
Когдааномалия состоит в замещении аминокислоты в
альфа-полипептиднойцепи, то говорятоб альфа-аномалии, когда
состоитв бета-полипептиднойцепи — о бета-цепной аномалии,
когда в гамма-полипептидной цепи — о гамма-цепнойаномалии
(патологическиеварианты HbF) и когда в дельта-цепи — о
дельта-цепнойаномалии(патологическиеварианты HbA2).
Приизучениигемоглобиновыхтипов имеетбольшое значение
вопрос о структуре глобинов. С одной стороны, структура
являетсясамым вернымспособом отдифференцирования отдельных
типовгемоглобинаодин от другого, с другой сторонысоздается
возможность для составления строго научной номенклатуры
последних.
_МЕТОДЫ ДИФФЕРЕНЦИРОВКИВИДОВ ГЕМОГЛОБИНА
1.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, электрофорезомпри высокомнапряжениитока.
2.Вторым по значению методом, которым пользуются в
настоящее время для дифференциации отдельных видов
гемоглобина, является хроматография 0.
Особенно хорошиерезультатыполучаетсяпри употреблениив
качествеадсорбирующеговещества ионообменнойсмолы амберлита
и ионообменный декстрановый гель. На рис. 17 даны
характеристики различных типов гемоглобина, полученныхпри
примененииамберлита прирН=6,0.
3.Для разграничения некоторых видов гемоглобина
пользуютсятакже их растворимостьюв некоторыхрастворителях 0.
Наиболее известным тестом этой группы является проба
Итанодля доказательства наличия HbS. При этой пробе нам
служитто обстоятельство, что редуцированныйHbS осаждаетсяв
2,24 mбуфере, впротивоположностьдругим типам гемоглобина
(рис. 18). Проба эта имеет значение в особенности для
дифференцированияHbS и HbD, потому что, как видно изрис. 18,
HbS и HbD обладают одинаковой электрофоретической и
хроматографическойподвижностью.
4.Для отличия HbA от HbF пользуются, как было
подчеркнутовыше, устойчивостью при денатурации растворами
натриевой щелочи. Это известный в истории метод, которым
Керберв 1886 году дифференцировалHbA и HbF.
5.Гемоглобины группы F (HbF, Hb Феллас,Hb Александраи
Hb Бартс)отличаетсяот другихгемоглобиновыхтипов и по своей
характерной триптофановой полосе при 289,8 нм
ультрафиолетовогоспектра. Гемоглобины, обладающиегруппой М,
неимеют абсорбционнойполосы придлине волны630 нм, но зато
показываютувеличеннуюабсорбцию при600 нм.
6." Отпечатковый метод 0".Делокасается важнейшегометода
установления«первичнойструктуры»гемоглобина при различных
гемоглобиновых типах. Исследуемый гемоглобин гидролизуют
трипсином, при чем 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
отдельныхтипов гемоглобиновэлектрохроматограммы, по которым
их можно точно различить (рис. 19). Определение
аминокислотного состава отдельных пептидов даетвозможность
первичнуюструктуруглобина соответствующего гемоглобинового
типа.Делая аналогиюс соответствующейпо сложностии точности
криминалистическойтехникой для изучения отпечатков пальцев
рук, он был назван «пальцеотпечатковым» («fingerprint»)
методом.
7.Для определения состава полипептидных цепей в
каком-нибудьгемоглобиновомтипе можновоспользоваться и так
называемым " 2рекомбинационным 0"или " 2гибридизационным 0"методом.
Еслисмешать известныйи неизвестныйгемоглобин при рН 4,3,
онидиссоциируютполумолекулами, состоящимииз соответствующих
пар полипептидных цепей. После нейтрализации раствора
полипептидные пары сновакомбинируютсяв целые гемоглобиновые
молекулы, при чем могут получится и новые «гибридные»
гемоглобиновые молекулы. Их идентифицирование
электрофоретическим способом или хроматографией позволит
сделать заключение о полипептидной структуре неизвестного
гемоглобинового типа. Этот метод предназначен также
преимущественнодля научныхисследовательскихцелей.
8. 2Иммунологическиеметоды.
9.Кроме вышеуказанных методов при дифференциации
отдельныхтипов гемоглобина пользуются также 2различиями в
2кристаллическомстроении, изоэлектрическойточке и т.д.
10.Разработанытакже методы 2цитологического определения
типагемоглобинав эритроцитахна мазке крови.Так наличиеHbF
вэритроцитахможно доказатьпутем обработки кровяного мазка
лимоннокислойбуферной смесьюс рН 3,2-3,6. При этихусловиях
HbA извлекается и эритроциты, в которых он преобладал,
остаются только в виде эритроцитных теней, тогдакак HbF
сохраняетсяи эритроциты, содержащиепреимущественноэтот тип
гемоглобина, сохраняют своесодержание.[8]
_ГЕМОГЛОБИНПРИ СЕРПОВИДНОКЛЕТОЧНОЙАНЕМИИ
ВгемоглобинеS остаток Glu А2(6)бета замещен на Val.
ОстатокА2 (Glu или Val) располагаетсяна поверхностимолекулы
гемоглобинаи контактирует в водой, и замещение полярного
остатка Glu на неполярный Val приводит к появлению на
поверхностибета-субъеденицы«липкого участка». Этот липкий
участок присутствует как в оксигенированном, так и в
дезоксигенированном гемоглобине S (в гемоглобине А
отсутствует). На поверхностидезоксигенированногогемоглобина
существует комплементарный участок, способный прочно
связываться с липким участкомбета-субъединицы, тогда как в
оксигенированномгемоглобинеэтот участокмаскируется другими
группами (рис. 20). Когда гемоглобин S переходит в
дезоксигенированноесостояние, еголипкий участоксвязывается
с комплементарным участком на другой молекуле
дезоксигенированного гемоглобина. Происходит полимеризация
дезоксигемоглобина S и его осаждениев виде длинныхволокон.
Волокна дезоксигемоглобина S механически деформируют
эритроцит, предавая ему серповидную форму, что приводитк
лизисуклеток и множеству вторичных клинических проявлений.
Таким образом, если бы можно было можно поддерживать
гемоглобинS в оксигенированномсостоянии илипо крайней мере
свести к минимуму концентрацию дезоксигенированного
гемоглобинаS, то нам удалосьбы предотвратить полимеризацию
дезоксигенированногогемоглобинаS и образование«серповидных»
клеток.Ясно, что полимеризацииподверженаТ-форма гемоглобина
S. Интересно отметить (хотя в практическом плане это
малосущественно), что ферри-ионметгемоглобинаА остается в
плоскости порфиринового кольца и тем самым стабилизирует
R-формугемоглобина. То же относится и к гемоглобину при
серповидноклеточной анемии: гемоглобин S в ферри-состоянии
(метгемоглобинS) не подвержен полимеризации, поскольку он
стабилизированв R-форме.
ВдезоксигемоглобинеА тоже имеетсярецепторный участок,
способный взаимодействовать с липким участком
оксигенированного или дезоксигенированного гемоглобина S
(рис.20), но присоединения «липкого» гемоглобина S к к
дезоксигемоглобинуА недостаточно для образования полимера,
поскольку сам дезоксигемоглобинА липкого участкане содержит
и не может связывать следующую молекулу гемоглобина.
Следовательно, связывание дезоксигемоглобина А с R- или
Т-формойгемоглобинаS перекрываетполимеризацию.
Врезультате полимеризации дезоксигемоглобина S
образуютсяспиральныефибрилярныеструктуры. Приэтом каждая
молекула гемоглобина контактирует с четырьмя соседними
молекулами(рис. 21). Образованиеподобных трубчатыхволокон
ответственно за механические нарушения в содержащем их
эритроците: он приобретает серповидную форму (рис. 22),
становитсяподверженнымлизису в моментпрохожденияим щелей в
синусоидахселезенки.
_ТАЛАССЕМИИ
Другая важная группа нарушений, связанных саномалиями
гемоглобина — талассемии. Для них характерна пониженная
скорость синтеза альфа-цепей гемоглобина(альфа-талассемия)
или бета-цепей (бета-талассемия). Это приводит к анемии,
котораяможет приниматьочень тяжелуюформу. В последниегоды
достигнут ощутимый прогресс в выяснении молекулярных
механизмов, ответственныхза развитиеталассемии.[9]
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
_ 2I. Основнаялитература:
1.Р.Марри, Д.Греннер, П.Мейес, В.Родуэлл, Биохимия
человека, том 1, «Мир», Москва1993г., стр.52
2.И.Тодоров, Клиническиелабораторныеисследованияв
педиатрии,«Медицина ифизкультура», София1968г., стр. 278-281
3.Р.Марри, Д.Греннер, П.Мейес, В.Родуэлл, Биохимия
человека, том 1, «Мир», Москва1993г., стр.56-59
4.И.Тодоров, Клиническиелабораторныеисследованияв
педиатрии,«Медицина ифизкультура», София1968г., стр.283-284
5.тоже стр.293
6.тоже стр.285-286
7.тоже стр.293-304
8.Р.Марри, Д.Греннер, П.Мейес, В.Родуэлл, Биохимия
человека, том 1, «Мир», Москва1993 г.6 стр. 60-62
_II.Дополнительнаялитература
Dean J., Schechter A.N. Sickle-cell anemia: Molekular
and lubar basis of therapeutic approaches. (3 parts),
N.E.Med.,1978, 299, 752, 804, 863.
Klotz I.M., Haney D.N., King L.C. Ritional approaches
chemotherapy:Antisickling agents, Sience, 1981, 219