Гемоглобинопатия

Гемоглобинопатия
Другие имена	Гемоглобинопатии
Специальность	Гематология

Гемоглобинопатия - это медицинский термин, обозначающий группу заболеваний крови и заболеваний, которые влияют на эритроциты . ^[1]

Это может быть своего рода генетический дефект, приводящий к аномальной структуре одной из глобиновых цепей молекулы гемоглобина . ^[2] Гемоглобинопатии являются наследственными моногенными заболеваниями; в большинстве случаев они наследуются как аутосомно -доминантные признаки. ^[3] Общие гемоглобинопатии включают серповидно-клеточную анемию . Подсчитано, что 7% населения мира (420 миллионов) являются носителями, из которых 60% от общего числа и 70% патологи находятся в Африке. Гемоглобинопатии чаще всего встречаются у населения из Африки, Средиземноморского бассейна и Юго-Восточной Азии.

Гемоглобинопатии - это просто структурные аномалии самих белков глобина. ^[4] Талассемия , напротив, обычно приводит к недостаточной продукции нормальных белков глобина , часто из-за 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 таковыми не являются.

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 , вызванными генетическими вариациями. Другие варианты не обнаруживаютсяпатологией и, таким образом, считаются непатологическими вариантами. ^{[5] [6]}

Шаблоны миграции [ править ]

Щелочной электрофорез [ править ]

Обычно при щелочном электрофорезе в порядке увеличения подвижности 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 эритроциты в осадок в растворе.

Кислотный электрофорез [ править ]

Обычно при кислотном электрофорезе в порядке увеличения подвижности 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 с S при щелочном электрофорезе и будет мигрировать с A при кислотном электрофорезе, соответственно.

использование изоэлектрического фокусирования для определения количественных различий в синтезе цепей глобина и высокоэффективной жидкостной хроматографии, которая разделяет гемоглобины на основе их различного сродства к колонке

Классификация гемоглобинопатий [ править ]

А) Качественный [ править ]

Структурные аномалии [ править ]

Варианты Hb:Варианты структуры гемоглобина - это качественные дефекты, которые вызывают изменение структуры (первичной, вторичной, третичной и / или четвертичной) молекулы гемоглобина. 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 полицитемии 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 методами анализа на основе белков; тем не мение,Для вариантов с неоднозначными или необычными результатами анализа белков могут потребоваться методы на основе ДНК.

Основные функциональные последствия структурных вариантов гемоглобина можно классифицировать следующим образом:

• Изменение физических свойств (растворимость): общие мутации бета-глобина могут изменять растворимость молекулы Hb: Hb S полимеризуется при деоксигенировании, а Hb C кристаллизуется. ^[7]
• Снижение стабильности белка (нестабильность): нестабильные варианты гемоглобина - это мутации, которые вызывают спонтанное или при окислительном стрессе преципитацию молекулы гемоглобина, что приводит к гемолитической анемии. Осажденный денатурированный гемоглобин может прикрепляться к внутреннему слою плазматической мембраны эритроцитов (эритроцитов) и образовывать тельца Хайнца. ^[8]
• Изменение сродства к кислороду: молекулы Hb с высоким или низким сродством к кислороду с большей вероятностью, чем обычно, принимают расслабленное (R, окси) или напряженное (T, 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). ^[9]
• Окисление гемового железа: мутации сайта связывания гема, особенно те, которые затрагивают консервативные проксимальные или дистальные остатки гистидина, могут производить М-гемоглобин, в котором атом железа в геме окисляется из состояния двухвалентного (Fe2 +) до трехвалентного (Fe3 + ) состояние, что приводит к метгемоглобинемии. ^[10]

Цепи глобина : многие из клинически важных гемоглобинопатий вызваны миссенс-мутациями 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.

Haeme

2. Нестабильный гемоглобин:

• Метгемоглобинемия :
  • состояние, вызванное повышенным уровнем метгемоглобина в крови. Метгемоглобин - это форма гемоглобина , содержащая трехвалентную [Fe ³⁺ ] 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 той же тетрамерной единицы гемоглобина.

Б) Количественный

Количество отклонений [ править ]

Вариация 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 к бета-подобным цепям. 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 эритроцитов. Это может привести к преждевременному разрушению эритроцитов в костном мозге (бета-талассемия) и / или в периферической крови (альфа-талассемия). Типы:
  • Альфа
  • Бета (мажор)
  • Бета (Незначительный)

Варианты гемоглобина [ править ]

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-Пенджаб
• HbO ( Hb O-араб )
• Hb G-Филадельфия
• Hb H
  • Hb Constant Spring
• Hb Hasharon
• Hb Корле-Бу
• Hb Lepore
• Hb M
• Hb Kansas ^{[11] [12]}
• Hb J
• Hb N-Балтимор
• Hb Hope
• Hb Pisa

Эволюция [ править ]

Некоторые гемоглобинопатии (а также связанные с ними заболевания, такие как дефицит глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы ), по-видимому, дали эволюционное преимущество, особенно гетерозиготам , в районах , эндемичных по малярии . Паразиты малярии 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 кислорода из легких в ткани: это происходит из-за особого взаимодействия цепей глобина, которое позволяет молекуле поглощать больше кислорода в местах с повышенным содержанием кислорода и выделять кислород с низкой концентрацией кислорода.
• Транспорт углекислого газа из тканей в легкие: конечный продукт тканевого метаболизма является кислым, что увеличивает содержание ионов водорода в растворе. Ионы водорода соединяются с бикарбонатами с образованием воды и углекислого газа. Двуокись углерода поглощается гемоглобином, что способствует этой обратимой реакции.
• Транспорт оксида азота : оксид азота является сосудорасширяющим средством. Это помогает регулировать реакцию сосудов во время стресса, который испытывается во время воспаления.

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

• Анемия из-за сокращения продолжительности жизни красных кровяных телец или снижения выработки клеток, например гемоглобина S, C и E.
• Повышенное сродство к кислороду: красные кровяные тельца с трудом выделяют свой кислород в условиях гипоксии. Следовательно, костному мозгу необходимо производить больше эритроцитов, и возникает полицитемия.
• Нестабильные гемоглобины: красные кровяные тельца легко разрушаются при стрессе, происходит гемолиз с возможной желтухой.
• Метгемоглобинемия : железо в гемовой части гемоглобина легко окисляется, и это снижает способность гемоглобина связывать кислород. Образуется более деоксигенированный гемоглобин, и кровь становится синюшной .

Биология гемоглобина [ править ]

Нормальные гемоглобины - Hbs человека представляют собой тетрамерные белки, состоящие из двух пар цепей глобина, каждая из которых содержит одну альфа-подобную (α-подобную) цепь и одну бета-подобную (β-подобную) цепь. Каждая глобиновая цепь связана с железосодержащей гемовой составляющей. На протяжении всей жизни синтез альфа-подобных и бета-подобных цепей (также называемых не-альфа-подобными) сбалансирован, так что их соотношение является относительно постоянным и нет избытка любого типа. ^[13]

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

• Эмбриональный гемоглобин экспрессируется уже через четыре-шесть недель эмбриогенеза и исчезает примерно на восьмой неделе беременности, поскольку замещается гемоглобином плода. ^{[14] [15]} 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 и двух эпсилон-глобинов (α2ε2)
  • Hb Portland, состоящий из двух дзета-глобинов и двух гамма-глобинов (ζ2γ2)
• Фетальный гемоглобин (Hb F) вырабатывается 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 процента от общего гемоглобина к раннему детству. Hb F состоит из двух альфа-глобинов и двух гамма-глобинов (α2γ2).
• Hb у взрослых ( Hb A ) является преобладающим гемоглобином у детей в возрасте от шести месяцев 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 незначительный гемоглобин у взрослых, который обычно составляет примерно 2,5–3,5% от общего гемоглобина с шести месяцев и старше. Он состоит из двух альфа-глобинов и двух дельта-глобинов (α2δ2).

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]