64. Гемоглобін: будова, види, біосинтез, біологічне значення, патологічні форми. Гемоглобінози (гемоглобінопатії, талассемії).

Гемоглобін - сполука гему з білком глобіном, який має чотири субодиниці. У гемоглобіні дорослої людини (НbА) вони називаються α і β. Кожна молекула НbА містить по два α- і два β-ланцюги. Всередині кожного ланцюга є гідрофобна "кишеня", в якій розміщений гем. Останній міцно утримується в цій "кишені" за рахунок вандерваальсових зв'язків між неполярними ділянками гему і гідрофобними радикалами амінокислот (цих зв'язків біля 60). Залишки пропіонової кислоти гему утворюють один-два додаткові зв'язки з білком. Однак глобін зв'язаний не тільки з порфіриновим кільцем гему, але й з атомом заліза. Залізо зв'язується з імідазольним кільцем гістидину - це п'ятий координаційний зв'язок заліза з азотом бічного радикалу гістидину (чотири зв'язки заліза витрачаються на сполучення з пірольними кільцями протопорфірину ІХ). Шостий координаційний зв'язок заліза вільний і використовується для зв'язування кисню або інших лігандів.

 

Види:

• гемоглобін дорослої людини (НbА )

• ембріональний гемоглобін (НbР)

• фетальний гемоглобін (НbF)

 

Біосинтез:

Синтезований в мітохондріях гем індукує синтез ланцюгів глобіну на полірибосомах.

Ланцюги глобіну формують глобули и з’єднуються з гемом. 4 глобули нековалентно з’єднуються в гемоглобін.

Гемоглобін починає синтезуватися на стадії базофільного еритробласта, а закінчує на стадії ретикулоцита.

 

Патологічні форми, гемоглобінопатії:

НbS  — в шостому положенні двох β-ланцюгів місце глутамінової кислоти займає валін. Повільніше зазнає оксигенації і гірше (майже в 25 разів) розчиняється, ніж НbА. Це породжує осмотичну нестійкість еритроцитів, зміну їх форми з двоввігнутої в серпоподібну. Серпоподібні еритроцити легко гемолізуються вже в судинному руслі. Клінічні прояви цієї хвороби змінються від ледь помітних (гетерозиготна форма серпоподібноклітинної анемії) до тих, що спричинюють летальний кінець в ранньому віці (гомозиготні форми).

НbС — заміна залишку глутамінової кислоти в 6-му положенні β-ланцюга на лізин. Еритроцити, що містять такий аномальний гемоглобін, здатні до гемолізу, що також супроводжується розвитком анемії. Наявність гена С в гомозиготному стані призводить до розвитку вираженої спленомегалії, помірної мікроцитарної анемії. За наявності комбінації гемоглобінів С і S анемія вияляється в тяжчій формі.

НbМ — залишок гістидину, який бере участь у зв'язуванні гему з залізом, заміщений на іншу амінокислоту.

У гемоглобінах, які містять такий молекулярний дефект, залізо (Fe3+) не може відновлюватися метгемоглобінредуктазою до Fe2+, у зв'язку з цим в еритроцитах накопичується метгемоглобін, який не здатний до нормального транспорту кисню.

НbА1C — глікозильований гемоглобін, який з'являється в еритроцитах за умов некомпенсованого цукрового діабету.

 

HbD — спричинює мікроцитоз, слабкий анізо - та пойкілоцитоз і зміну еритроцитів.

HbЕ — зумовлює мікроцитоз, який компенсується розвитком еритроцитозу.

 

Таласемії - спадкові захворювання, спричинені порушенням синтезу одного з ланцюгів гемоглобіну (α-таласемія, β-таласемія).