Гемоглобинопатия

Гемоглобинопатия
Другие названия	Гемоглобинопатии
Специальность	Гематология

Гемоглобинопатия это медицинский термин для группы заболеваний крови и заболеваний, которые влияют на эритроциты.

Это может быть своего рода генетический дефект, который приводит к аномальной структуре одного цепей глобина молекулы гемоглобина. Гемоглобинопатии - это наследственные моногенные заболевания; в большинстве случаев они наследуются как аутосомные кодоминантные признаки. Общие гемоглобинопатии включают серповидно-клеточную анемию. Подсчитано, что 7% населения мира (420 миллионов) являются носителями, из которых 60% от общего числа и 70% являются патологическими в Африке. Гемоглобинопатии чаще всего встречаются у населения из Африки, Средиземноморского бассейна и Юго-Восточной Азии.

Гемоглобинопатии - это просто структурные аномалии самих белков глобина. Талассемии, напротив, обычно приводят к недостаточной продукции нормальных белков глобина , часто в результате мутаций в регуляторных генах. Однако эти два состояния могут частично совпадать, поскольку некоторые состояния, вызывающие нарушения в белках глобина (гемоглобинопатия), также влияют на их выработку (талассемия). Таким образом, некоторые гемоглобинопатии также являются талассемиями, но большинство - нет.

Либо гемоглобинопатия, либо талассемия, либо и то, и другое могут вызвать анемию. Некоторые хорошо известные варианты гемоглобина, такие как серповидно-клеточная анемия и врожденная дизеритропоэтическая анемия, вызывают заболевания и считаются гемоглобинопатиями. Однако многие варианты гемоглобина не вызывают патологии или анемии и поэтому часто не классифицируются как гемоглобинопатии, поскольку не считаются патологиями. Варианты гемоглобина являются частью нормального эмбрионального и эмбрионального развития, но также могут быть патологическими мутантными формами гемоглобина в популяции, вызвано вариациями в генетике. Другие варианты не вызывают обнаруживаемой патологии и поэтому считаются непатологическими вариантами.

• 1 Характер миграции
  • 1.1 Щелочной электрофорез
  • 1.2 Кислотный электрофорез
• 2 Классификация Гемоглобинопатии
  • 2.1 A) Качественные
    • 2.1.1 Структурные аномалии
      • 2.1.1.1 Количество аномалий
• 3 Варианты гемоглобина
• 4 Развитие
• 5 Биология гемоглобина
• 6 Ссылки
• 7 Внешние ссылки

Щелочной электрофорез

Как правило, при щелочном электрофорезе в порядке увеличения подвижности используются гемоглобины A2, E = O = C, G = D = S = Lepore, F, A, K, J, Bart's, N, I и H.

Как правило, серповидный тест (бисульфит натрия) выполняется на аномальных гемоглобинах, мигрирующих в области S, чтобы увидеть, выпадают ли красные клетки в осадок в растворе..

Кислотный электрофорез

Обычно при кислотном электрофорезе в порядке увеличения подвижности используются гемоглобины F, A = D = G = E = O = Lepore, S и C.

Вот как с помощью этих двух методов выделяются и идентифицируются аномальные варианты гемоглобина. Например, Hgb G-Philadelphia будет мигрировать вместе с S при щелочном электрофорезе и будет мигрировать с A при кислотном электрофорезе, соответственно

при использовании изоэлектрического фокусирования для определения количественных различий в синтезе глобиновых цепей и высокоэффективной жидкостной хроматографии, которая разделяет гемоглобины на основе их различного сродства в столбце

A) Качественные

Структурные аномалии

Варианты Hb: Варианты структуры Hb являются качественными дефекты, вызывающие изменение структуры (первичной, вторичной, третичной и / или четвертичной) молекулы Hb. Большинство вариантов гемоглобина не вызывают заболевания и чаще всего обнаруживаются случайно или при скрининге новорожденных. Подмножество вариантов Hb может вызывать тяжелое заболевание при наследовании в гомозиготном или сложном гетерозиготном состоянии в сочетании с другим структурным вариантом или мутацией талассемии. Когда возникают клинические последствия, они могут включать анемию из-за гемолиза или полицитемию из-за изменений сродства к кислороду аномального гемоглобина. Общие примеры вариантов гемоглобина, связанных с гемолизом, включают серповидный Hb (Hb S) и Hb C. Варианты Hb обычно могут быть обнаружены с помощью методов анализа на основе белков; однако методы на основе ДНК могут потребоваться для вариантов с неоднозначными или необычными результатами анализа белков.

Основные функциональные последствия структурных вариантов гемоглобина можно классифицировать следующим образом:

• Изменение физических свойств (растворимость): распространенные мутации бета-глобина могут изменять растворимость молекулы гемоглобина: гемоглобин S полимеризуется при деоксигенировании и Hb C кристаллизуется.
• Пониженная стабильность (нестабильность) белка: нестабильные варианты Hb - это мутации, которые вызывают осаждение молекулы Hb спонтанно или при окислительном стрессе, что приводит к гемолитической анемии. Осажденный денатурированный гемоглобин может прикрепляться к внутреннему слою плазматической мембраны эритроцитов (эритроцитов) и образовывать тельца Хайнца.
• Изменение сродства к кислороду: молекулы гемоглобина с высоким или низким сродством к кислороду более вероятны, чем обычно для перехода в расслабленное (R, окси) состояние или напряженное (Т, дезокси) состояние, соответственно. Варианты с высоким сродством к кислороду (состояние R) вызывают полицитемию (например, Hb Chesapeake, Hb Montefiore). Варианты с низким сродством к кислороду могут вызывать цианоз (например, Hb Kansas, Hb Beth Israel).
• Окисление гемового железа: Мутации сайта связывания гема, особенно те, которые затрагивают консервативные проксимальные или дистальные остатки гистидина, могут продуцировать M -гемоглобин, в котором атом железа в геме окисляется из состояния двухвалентного железа (Fe2 +) в состояние трехвалентного железа (Fe3 +), что приводит к метгемоглобинемии.

Цепи глобина: Многие из клинически важных гемоглобинопатий вызваны миссенс мутации в кодирующей последовательности гена глобина (одиночные нуклеотидные замены, которые изменяют аминокислотную последовательность полученного белка).

1. Серповидно-клеточная анемия ':'

• распространенная наследственная гемоглобинопатия, вызванная точечной мутацией β-глобина, которая способствует полимеризации деоксигенированного гемоглобина, что приводит к искажению эритроцитов, гемолитической анемии, обструкции микрососудов и ишемическому повреждению тканей.

Хэме

2. Нестабильный гемоглобин:

• метгемоглобинемия :
  • состояние, вызванное повышенным уровнем метгемоглобина в крови. Метгемоглобин - это форма Hb, которая содержит трехвалентную [Fe] форму железа. Сродство трехвалентного железа к кислороду нарушено. Связывание кислорода с метгемоглобином приводит к увеличению сродства к кислороду в оставшихся участках гема, которые находятся в двухвалентном состоянии в пределах одной и той же тетрамерной единицы гемоглобина.

B) Количественные

Количественные отклонения

Вариации числа копий (например, делеция, дупликация, вставка) также является общей генетической причиной нарушений гемоглобина, также могут происходить сложные перестройки и слияния глобиновых генов.

• Талассемии : Талассемии - это количественные дефекты, которые приводят к снижению уровней одного типа цепей глобина, создавая дисбаланс в соотношении альфа-подобных цепей и бета-подобных цепей. Как отмечалось выше, это соотношение обычно жестко регулируется, чтобы предотвратить накопление избыточных цепей глобина одного типа. Избыточные цепи, которые не могут включиться в Hb, образуют нефункциональные агрегаты, которые осаждаются внутри RBC. Это может привести к преждевременному разрушению эритроцитов в костном мозге (бета-талассемия) и / или в периферической крови (альфа-талассемия). Типы:
  • Alpha
  • Beta (Major)
  • Beta (Minor)

Варианты гемоглобина не обязательно являются патологическими. Например, гемоглобин Валлетта и гемоглобин Марсель - это два варианта гемоглобина, которые не являются патологическими

• HbS
• HbC
• HbE
• Hb Bart's
• Hb D-Punjab
• HbO (Hb O-Arab )
• Hb H
  • Hb Constant Spring
• Hb Lepore
• Hb J

Некоторые гемоглобинопатии (а также связанные с ними заболевания, такие как глюкозо- Дефицит 6-фосфатдегидрогеназы ), по-видимому, дал эволюционное преимущество, особенно гетерозиготам в регионах, где малярия эндемична. Малярийные паразиты живут внутри красных кровяных телец, но незначительно нарушают нормальную клеточную функцию. У пациентов, предрасположенных к быстрому выведению эритроцитов, это может привести к раннему разрушению клеток, инфицированных паразитом, и к увеличению шансов на выживание носителя признака.

Функции гемоглобина :

• Транспорт кислород из легких в ткани: это происходит из-за особого взаимодействия цепей глобина, которое позволяет молекуле поглощать больше кислорода там, где есть является повышенным содержанием кислорода и высвобождением кислорода при низкой концентрации кислорода.
• Транспорт углекислого газа из тканей в легкие: конечный продукт тканевого метаболизма является кислым, что увеличивает ионы водорода в растворе. Ионы водорода объединяются с бикарбонатами с образованием воды и диоксида углерода. Углекислый газ поглощается гемоглобином, что способствует этой обратимой реакции.
• Транспорт оксида азота : оксид азота является сосудорасширяющим средством. Это помогает в регуляции сосудистой реакции во время стресса, который испытывается во время воспаления.

Патология и органические структурные аномалии могут привести к любому из следующих болезненных процессов:

• Анемия из-за сокращения продолжительности жизни красных кровяных телец уменьшенного производство ячеек e. грамм. гемоглобин S, C и E.
• Повышенное сродство к кислороду: красные кровяные тельца не выделяют свой кислород быстро в условиях гипоксии. Таким образом, костный мозг должен производить больше эритроцитов, и возникает полицитемия.
• Нестабильные гемоглобины: эритроциты легко разрушаются при стрессе, и происходит гемолиз с возможной желтухой.
• Метгемоглобинемия : железо В гемовой части гемоглобина легко окисляется, и это снижает способность гемоглобина связывать кислород. Образуется больше деоксигенированного гемоглобина, и кровь становится цианотичной.

.

Нормальные гемоглобины - Hbs человека представляют собой тетрамерные белки, состоящие из двух пар цепей глобина, каждая из которых содержит одну альфа-подобную (α -подобная) цепь и одна бета-подобная (β-подобная) цепь. Каждая глобиновая цепь связана с железосодержащей гемовой составляющей. На протяжении всей жизни синтез альфа-подобных и бета-подобных (также называемых не-альфа-подобных) цепей сбалансирован, так что их соотношение является относительно постоянным и нет избытка любого типа.

специфические альфа- и бета-подобные цепи, которые включаются в Hb, сильно регулируются во время развития:

• Эмбриональные Hbs экспрессируются уже через четыре-шесть недель эмбриогенеза и исчезают примерно на восьмой неделе беременности, поскольку они замещаются фетальным Hb. Эмбриональные Hbs включают:
  • Hb Gower-1, состоящий из двух ζ-глобинов (дзета-глобинов) и двух ε-глобинов (эпсилон-глобинов) (ζ2ε2)
  • Hb Gower-2, состоящий из двух альфа-глобинов. глобинов и двух эпсилон-глобинов (α2ε2)
  • Hb Portland, состоящих из двух дзета-глобинов и двух гамма-глобинов (ζ2γ2)
• Фетальный Hb (Hb F) продуцируется примерно с восьми недель беременности до рождения и составляет примерно 80 процентов гемоглобина у доношенного новорожденного. Он снижается в течение первых нескольких месяцев жизни и в нормальном состоянии составляет <1 percent of total Hb by early childhood. Hb F is composed of two alpha globins and two gamma globins (α2γ2).
• Hb взрослых (Hb A ), который является преобладающим гемоглобином у детей к шести месяцам и старше; он составляет 96-97% от общего гемоглобина у лиц без гемоглобинопатии. Он состоит из двух альфа-глобинов и двух бета-глобинов (α2β2).
• Hb A2 - это второстепенный гемоглобин взрослых, который обычно составляет примерно 2,5–3,5% от общего гемоглобина с шестимесячного возраста. Он состоит из двух альфа-глобинов и двух дельта-глобинов (α2δ2).