معماری
هموگلوبین

هموگلوبین

هموگلوبین مهمترین وفراوانترین پروتئین موجـود در گلبولهای قرمز بوده و نقش اساسی در حمل ونقل O2 ،CO2 و پروتون دارد. میوگلوبین نیز پروتئینی مشابه هموگلوبین بوده که درون سلولهای عضلانی قرار گرفته و در انتقالO2 دخالت دارد.
ساختمان هموگلوبین
مولکول هموگلوبین شامل دو بخش میباشد: ۱- بخش پروتئینی موسوم به گلوبین که دارای چهار زنجیره پلی پپتیدی می باشد (تترامر است)
۲- بخش غیر پروتئینی موسوم به هِم(heme) که به آن گروه پروستتیک مولکول هموگلوبین می گویند. هِم عبارتست از یک حلقه پورفیرینی که یک اتم آهن دو ظرفیتی در مرکز آن قرار گرفته است.
هر مولکول هموگلوبین دارای یک مولکول گلوبین و۴ مولکول هِم می باشد، بطوریکه هر مولکول هِم به یکی از زنجیره هـــای گلوبین متصل میگردد. هر مولکول هِم قادر است یک مولکولO2 را جابجا کند، لذا هر مولکول هموگلوبین توانایی حمل چهار مولکول O2 را داراست.
در مولکول میوگلوبین دو بخش گلوبین و هِم مشاهده می شود، اما مولکول گلوبین آن از یک زنجیره پلی پپتیدی ساخته شده است که به یک مولکول هِم متصل می گردد، لذا مولکول میـــوگلوبین تنها توانایی انتقال یک مولکولO2 را دارد.
مولکول هِم مسئول رنگ قرمز هموگلوبین و میوگلوبین است و همانطوریکه گفته شد یک اتم آهن دو ظرفیتی در مرکز آن قرار گرفته است. اگر اتم آهن دو ظرفیتی(Fe²+) به آهن سه ظرفیتی(Fe³+) اکسید شود، عملکرد مولکول از بین خواهد رفت. در مولکول هِم هر اتم آهن فرو قادر است ۶ پیوند کئوردینانس(داتیو) برقرار سازد. چهار عدد از این پیوندها با اتمهای ازت(N) موجود در حلقه پورفیرین برقرار می شود، که همگی در یک سطح قرار دارند. پیوندهای پنجم وششم نیز در بالا و پایین این سطح قرار دارند. پیوند پنجم بین آهن و نیتروژن یکی از اسیدهای آمینه گلوبین و پیوند ششم بین آهن و مولکول اکسیژن برقرار می شود. بدیهی است در صورتیکه Hb ، اکسیژن خود را از دست بدهد، پیوند ششم وجود نخواهد داشت.
سنتز هموگلوبین
نحوه سنتز هموگلوبین شامل دو مرحله سنتز گلوبین و سنتز هِم می باشد. سنتز گلوبین در سیتوپلاسم و روی ریبوزومها صورت مــی پذیرد و سنتز هِم داخل میتوکندری انجام می گیرد.
سنتز گلوبین: سنتز زنجیره هــای گلوبین که دارای ساختمان پلی پپتیدی می باشند، نیازمند ژن است. زنجیره پلی پپتیدی مولکول گلوبین شامل انواع α ،β ،γ،δ، ζ و ε بوده که هر کدام دارای ژنهای خاص خود می باشد که روی کروموزوم بخصوصی قرار گرفته است:
زنجیره α دارای۱۴۱ اسیدآمینه می باشد. ژن آن۲ عدد و روی کروموزوم ۱۶می باشد.
زنجیره β دارای۱۴۶ اسیدآمینه می باشد. ژن آن یکعدد و روی کروموزوم ۱۱می باشد.
زنجیره γ دارای۱۴۶ اسیدآمینه می باشد. ژن آن۲ عدد و روی کروموزوم ۱۱می باشد.
زنجیرδ دارای۱۴۶ اسیدآمینه می باشد. ژن آن۲ عدد و روی کروموزوم ۱۱می باشد.
لازم به ذکر است که:
۱٫ محل قرار گیری ژنهایβ وδ روی کروموزوم۱۱ نزدیک هم است.
۲٫ ژنهایε وζ فقط در دوران جنینی و در کیسه زرده فعالند.
۳٫ منظور از دو یا یک عدد ژن روی کروموزوم، قرار گرفتن روی یک رشته از یک جفت کروموزوم است.
۴٫ احتمال موتاسیون در زنجیرهβ بیش از زنجیرهα است، زیرا ژنهای آن فقط یکعدد است.
۵٫ در هموگلوبینهای طبیعی مولکول گلوبین شامل دو جفت زنجیره می باشد، مثلاً α۲β۲
سنتز هِم: همانطوریکه گفته شد، هِم مولکولی غیر پروتئینی است که شامل حلقه پورفیرین و اتم آهن دو ظرفیتی می باشد. بخشی از مراحل سنتز هِم در میتوکندری سلول و بخشی از آن در سیتوپلاسم سلول انجام می گیرد و شامل مراحل زیر است:
۱) شروع سنتز هِم با ماده ای بنام سوکسینیل کوآنزیمA می باشد، که از سیکل کربس تأمین می شود. سوکسینیل کوآ در میتوکندری سلول با اسیدآمینه گلیسین ترکیب شده و ماده ای بنام دلتا آمینو لوولونیک اسید (Δ-ALA) ایجاد می گردد. آنزیم این واکنش، دلتا آمینو لوولونیک اسید سنتتاز می باشد که یک آنزیم میتوکندریایی است.
۲) Δ-ALA از میتوکندری سلول خارج می شود و در سیتوپلاسم تحت تأثیر آنزیم دلتا آمینو لوولونیک اسید دهیدراتاز قرار گرفته و با از دست دادن آب به مــاده ای بنام پورفوبیلینوژن (PBG) تبدیل می گردد. PBG از لحاظ شیمیایی یک حلقه پیرولی است.
۳) چهارمولکول PBG در حضـــور آنزیم اوروپــورفیرینوژن کوسنتتاز ترکیبی تترا پیرولی بنام اوروپورفیرینوژن را می سازد. این ترکیب ایزومرهای مختلفی دارد که تنها ایزومرIII آن قادر به پیشبرد واکنش است. این مرحله نیز در سیتوپلاسم صورت می گیرد.
۴) اوروپورفیرینوژنIII ، به کوپروپورفیرینوژنIII تبدیل می شود.آنزیم واکنش، اوروپورفیرینوژن دکربوکسیلاز و اکسیداز است.
۵) کوپروپورفیرینوژنIII به پروتوپورفیرینـــوژن مبدل می شود. آنزیم واکنش کوپروپورفیرینوژن دکربوکسیلاز و اکسیداز می باشد. کوپروپورفیرینوژنIII وارد میتوکندری میشود، لذا مرحله فوق در میتوکندری انجام می شود. پروتوپورفیرینوژن چند ایزومر دارد که تنها ایزومرIX آن قادر است واکنش را ادامه دهد.
۶) پروتوپورفیرینوژنIX تحت اثر آنزیم پروتوپورفــــیرینوژن اکسیداز به پروتوپورفیرین IX تبدیل می شود.
۷) پروتوپورفیرینIX نیز به هِم تبدیل می شود.آنزیم میتوکندریایی فروشلاتاز، Fe²+ را وارد حلقه پروتوپورفیرینIX می نماید و مولکول هِم تولید می شود.
* مراحل۱، ۵، ۶ و۷ در میتوکندری و مراحل۲و۳و۴ در سیتوپلاسم صورت می گیرد.
* آنزیمΔ-ALA Synthetase یک آنزیم آلوستریک است، یعنی محصول نهایی واکنش که هِم مــی باشد، طــی پدیده مهار پس نورد(Feed back inhibition) بر آنزیم فوق اثر کرده و فعالیت آنرا کم و زیاد میکند، به این ترتیب که اگر میزان هِم زیاد باشد، فعالیت آنزیم کم شده و اگر میزان هِم کم باشد، فعالیت آنزیم زیاد می شود. در کمخــونی فقرآهن، بدلیل کمبود آهن، هِم ساخته نمی شود فلذا فعالیت بیش از حد آنزیم Δ-ALA-S موجب تولید زیاد پروتوپورفیرین می گردد.
*زمانیکه آهن هِم در حالت احــیاء باشد (Fe²+)، می تواند با گازهایی مانند اکسیژن و منوکســـید کربن ترکیب شود. هِمهای فریک (Fe³+)، مانند متهموگلوبین (MHb)، توانایی اکسیژناسیون ندارند، اما می توانند به یونهای با بار منفی مانند سیانید کاملاً پیوند شوند.
* مولکول هِم علاوه برهموگلوبین در ترکیباتی مانند میوگلوبین، کاتالاز و سیتوکروم اکسیداز نیز وجود دارد، یعنی این ترکیبات نیز دارای حلقه پورفیرین و اتم آهن هستند. ویتامینB12 دارای حلقه مشابهی بنام حلقه کورفیرین است که در آن اتم کبالت(CO) قرار دارد.
* موتاسیون در آنزیم آلوستریک Δ-ALA-S و یا مسمومیت با سرب(که بساری از آنزیمهای مسیر سنتز هِم مانند Δ-ALA-Sو فروشلاتاز را مهار میکند) موجب افزایش تولید بیش از حد هستـه های تترا پیرولی و پورفیرینها می شود و تراکم آنها در سلولها موجب بروز بیماری بنام پورفیری(Porphyria) می گردد.

نحوه انتقالO2 توسط مولکول هموگلوبین
به هنگام تنفس O2 هوای حبابچـه های ریوی از طریق انتشار (دیفیوژن) جذب خون مویرگی ریه ها می شود، که بیش از۹۷ درصد اکسیژن گیری خون توسط هموگلوبین انجام می شود. هوایی که ریه ها را ترک کرده و وارد سیستمهای سرخرگی می شود دارای فشار سهمی۹۵میلیمتر جیوه است. فشارO2 در مویرگهای سیستمیک و مایعات بین سلولی به طور متوسط mmHg 40 است که عملاً در خون وریدی نیز با همین فشار تا ریه ها حمل می شود، تا اینکه توسط تهویه آلوئولی ریه مجدداً فشار آن از ۴۵ به ۹۵ برسد. مولکول هموگلوبین بعلت ساختمان فضایی ویژه وتخصص یافته اش، صفات جالبی را در مورد تمایل بهO2 در فشارهای مختلف از خود نشان می دهد. این صفات را می توان به کمک منحنی تغییرات اشباع هموگلوبین با تغییرات فشارO2 بررسی کرد.

حتی اگر فشار اکسیژن حبــابچه های ریوی بینmmHg600 و۶۰ بالاتر تغییر کند، بیش از۹۰% هموگلوبین با اکسیژن اشباع خواهد شد. از طرف دیگر در بافتها یعنی در محدودهmmHg40 حتی کوچکترین افت فشار O2 در مایعات بین بافتی، منجر به کاهش شدید اشباع شدگی هموگلوبین با O2 خواهد شد، به عبارتی دیگر کاهش مختصری در فشارO2 در بافتها موجب خواهد شد که Hb حجم زیادی از O2 را آزاد کرده و کمبود اکسیژن بافتی را جبران کند.
منحنی تغییر اشباع Hb با O2 تحت تأثیر برخی عوامل ممکن است به سمت راست یا چپ منحرف شود. به هنگام انحراف به راست تمایلHb برای آزادسازی O2 بیشتر است و به هنگام انحراف به چپ تمایل آن برای آزاد کردن O2 کمتر است. مهمترین عامل منحرف کننده منحنی به سمت راست عبارتست از کاهش pH (اسیدی شدن محیط). این خاصیت باعث خواهد شد که اگر pH بافتی بعلت افزایش متابولیسم کاهش یابد (مثلاً فعالیت عضلانی سنگین و تولید اسید لاکتیک)، آزاد شدن O2 در مجاورت بافتها نیز بیشتر می شود، که این امر به نوبه خود جهت رفع نیازهای متابولیکی ضروری می باشد. افزایش آزاد شدن O2 به هنگام کاهش pH محیط را اثر بوهر می نامند.
عوامل دیگری که می توانند منحنی اشباع را به سمت راست منحرف نمایند عبارتند از: افزایش فشار CO2 ، افزایش دما و افزایش غلظت ۲و۳- دی فسفو گلیسرات (۲-۳-DPG ماده ای است که از فرآورده های متابولیسم گلیکولیز می باشد که در شرایط بیهوازی تشکیل می گردد).
عواملی که منحنی را به سمت چپ منحرف می کنند: افزایشpH (قلیایی شدن محیط)، کاهش دما و کاهش غلظت ۲-۳-DPG .
* هنگامیکه هموگلوبین اولینO2 را کسب کرد، دومین و سومین O2 را به سادگی کسب میکند. یعنی زمانیکه هموگلوبین اولین O2 را کسب می کند، این پدیده در هِمهای مجاور آن هِمی که اولین O2 را گرفته بود اثر گذاشته و هِمهای مجاور با سهولت بیشتر و اختلاف فشار کمتری O2 خود را بدست می آورند. برعکس اگر هموگلوبین۴ عدد O2 داشته باشد واولین O2 را از دست بدهد، این مسئله بر هِمهای مجاور اثر گذاشته و در نتیجه آنها راحتتر O2 را از دست می دهند. به این پدیده Heme-Heme Intraction یاAllostric Effect یا اثر تعاونی(Cooperative Effect) می گویند.
*CO2 تولید شده در بافتها به سه روش در خون حمل می شود:
ü ۷۰% آن به شکل بیکربنات (HCO3¯) درآمده و در پلاسما حل می شود.
ü ۲۵% آن پس از ورود به داخل RBC با بخش آمین اسیدهای آمینه گلوبین مولکول هموگلوبین ترکیب شده و تولید ترکیبی بنام کاربامینوهموگلوبین (Hb-CO2) میکند، یعنی در واقع ۲۵% توسط هموگلوبین حمل می شود.
حدود ۵% آن مستقیماً در پلاسما حل شده و بصورت گاز محلول در آب به ریه ها حمل میشود.
کاتابولیسم هموگلوبین

گلبولهای قرمز بعد از پایان عمر ۱۲۰روزه خود، در سیستم رتیکولواندوتلیال (عمدتاً در طحال و پس از آن در کبد و مغز استخوان) و توسط ماکروفاژهای این ارگانها از بین می روند. در این زمان مولکول هموگلوبین نیز شکسته شده و به هِم و گلوبین تبدیل می شود. زنجیره های پروتئینی گلوبین توسط آنزیمهای مخصوصی شکسته شده و تبدیل به اسیدهای آمینه می شوند که می توانند در سایر قسمتهای بدن استفاده شوند. آهن موجود در هِم نیز جدا شده و پس از آن تبدیل به آهن سه ظرفیتی شده و بصورت فریتین یا هموسیدرین ذخیره می شود و یا در صورت لزوم مجدداً جهت سنتز هِم بکار می رود. بقیه مولکول هِم (یعنی حلقه پروتوپورفیرین) برای بدن قابل استفاده نمی باشد.
حلقه پورفیرین توسط آنزیم Heme Oxidase موجود در ماکروفاژها شکسته شده، ابتدا به ماده سبز رنگ Biliverdin و سپس به ماده زرد رنگ Bilirubin تبدیل می شود. بیلی روبین حاصل در آب نامحلول است و به آن بیلی روبین غیر مستقیم یا غیر کونژوگه می گویند. لذا جهت انتقال در پلاسما به مولکول آلبومین متصل شده تا به صورت محلول درآید. کمپلکس بیلی روبین- آلبومین درشت بوده نمی تواند از طریق ادرار دفع شود. این کمپلکس توسط سلولهای کبدی برداشت شده، آلبومین آن جدا می شود و با اسید گلوکورونیک ترکیب می شود. کمپلکس بیلی روبین- اسید گلوکورونیک را بیلی روبین مستقیم یا کونژوگه می نامند که محلول در آب می باشد و چنانچه در خون موجود باشد از گلومرولهای کلیه فیلتر شده و در ادرار دیده می شود.
بیلی روبین مستقیم در کبد به داخل مایع صفرا ترشح شده و از طریق صفرا وارد روده می شود. در ایلئوم انتهایی و در ابتدای روده بزرگ، باکتریهای موجود در این نواحی آنزیم بتا گلوکورونیداز را ترشح می کنند که ابتدا اسید گلوکورونیکِ بیلی روبین را برداشته و سپس به ترکیبی بنام اوروبیلینوژن تبدیل می کند. ۹۰% اوروبیلینوژن اکسید شده و تبدیل به اوروبیلین می گردد که مسئول رنگ مدفوع می باشد و با مدفوع دفع می شود. ۱۰% اوروبیلینوژن با جذب روده ای و از طریق ورید باب به کبد می رسد و مجدداً از طریق صفرا به روده ترشح می شود و چرخه روده ای کبدی اوروبیلینوژن را تشکیل می دهد. بخش بسیار کمی از اوروبیلینوژن از طریق خون به کلیه ها رسیده و در ادرار دفع می شود. بنابراین در فرد نرمال بیلی روبین خون معمولاً از نوع غیر مستقیم بوده، در ادرار بیلی روبین وجود ندارد اما اوروبیلینوژن آن به طور ضعیف مثبت است. در آنمی های همولیتیک که لیز گلبولهای قرمز افزایش می یابد، بیلی روبین غیر مستقیم خون افزایش دارد، بیلی روبین ادرار منفی است و اوروبیلینوژن ادرار افزایش دارد.
اگر همولیز داخل عروقی باشد، میزان هموگلوبین آزاد خون بالا می رود و لذا ماده ای پروتئینی بنام هاپتوگلوبین (که یکα۲ گلوبین است) به هموگلوبین متصل شده و آنرا به طرف کبد می برد تا منهدم شود. بنابراین در کمخونی های همولیتیک داخل عروقی، میزان هاپتوگلوبین کاهش می یابد. اگر همولیز داخل عروقی وسیع باشد، یعنی از ظرفیت هاپتوگلوبین بیشتر باشد، این هموگلوبین از طریق ادرار دفع شده و موجب سیاه شدن ادرار می شود. نمونه این حالت در بیماری تب پیشاب سیاه که بر اثر پلاسمودیوم فالسیپاروم بوجود میآید، دیده می شود.
البته احتمال دارد که هموگلوبین اضافی در خون به هِم و گلوبین تجزیه شود که در این صورت هِم با یک ماده پروتئینی بنام هموپکسین (که یکβ۱ گلوبولین است) ترکیب شده و به کبد می رود تا منهدم شود. اگر ظرفیت هموپکسین هم پر شود، مازاد هِم به آلبومین متصل می گردد و تولید Methemalbumin می نماید که به کبد حمل می شود.

مشتقات هموگلوبین

مواد مختلفی با هموگلوبین ترکیب شده و ترکیبات زیر را ایجاد می نمایند:
۱) اُکسی هموگلوبین یاHb-O2: از اضافه شدن اکسیژن به هموگلوبین ایجاد می شود و به رنگ قرمز روشن است. اگر اُکسی هموگلوبین، اکسیژن مورد نیاز خود را از دست بدهد به آن هموگلوبین احیا شده یا دزوکسی هموگلوبین می گویند که به رنگ قرمز تیره است.
۲) کربوکسی هموگلوبین یاHb-CO: ترکیب منوکسیدکربن و هموگلوبین را گویند. منوکسیدکربن گازی است بسیار سمی، بیرنگ و بی بو که در اثر احتراق ناقص مواد سوختنی ایجاد می شود. CO می تواند در محل اتصال مولکول O2 با هموگلوبین پیوند برقرار کند و از آنجاییکه میل ترکیبیCO با هموگلوبین، ۲۰۰ برابر بیش از میل ترکیبی O2 یا CO2 با Hb است، مولکولCO جای O2 را گرفته و با هموگلوبین ترکیب پایدارتری را ایجاد خواهد کرد. کربوکسی هموگلوبین به رنگ قرمز آلبالویی روشن می باشد. علاوه بر سوختن ناقص مواد، مقادیر بسیار کمی منوکسیدکربن به طور طبیعی در بدن تولید می شود. یعنی در هنگام کاتابولیسم مولکول هِم، از هر مولکول آن یک مولکول بیلی روبین و یک مولکول CO تولید می گردد، بنابراین حتی در حالت طبیعی نیز حدود ۲% از کل هموگلوبین بصورت Hb-CO می باشد. لذا در کمخونی های همولیتیک، مقدار Hb-CO نیز افزایش می یابد.
۳) متهموگلوبین(Met-Hb) یا همی گلوبین: اگرFe²+ موجود در هِم بهFe³+ اکسید شود، ایجاد Met-Hb خواهد کرد که تمایل برای پیوند با اکسیژن نداشته و لذا قادر به ایفا نقش طبیعی هموگلوبین نمی باشد. در افراد طبیعی غلظت Met-Hb بسیار کم بوده و از حدود ۵/۱-۱% تجاوز نمی کند. گلبولهای قرمز افراد طبیعی دارای آنزیمهایی است که اگر بدلایلی Fe²+ به Fe³+ تبدیل شود، مجدداً آنرا به شکلFe²+ برمی گردانند. با اینحال در بعضی بیماریها غلظت متهموگلوبین در خون بالا رفته و متهموگلوبینمی ایجاد می شود. مهمترین علل متهموگلوبینمی عبارتند از:
§ کمبود آنزیمهای احیاء کننده یعنی متهموگلوبین ردوکتاز (آنزیم دیافورز) که از تبدیل هموگلوبین به متهموگلوبین ممانعت کرده و به عبارت دیگر هموگلوبین را حفظ می کند.
§ نوعی هموگلوبین غیرطبیعی بنام Hb-M وجود دارد که نوعی بیماری مادرزادی می باشد و بعلت تغییر ساختمانی گلوبین، آهن آن بصورت اکسید شده پایدار می ماند.
§ انواع اکتسابی متهموگلوبینمی که بر اثر مواد شیمیایی و داروهای اکسید کننده مانند نیتریتها بوجود میآیند.
متهموگلوبینمی خفیف ایجاد سیانوز (کبودی اندامهای انتهایی بدن) می نماید و این علامت هنگامی دیده می شود که مقدار متهموگلوبین از۵/۱% بیشتر باشد. اگر متهموگلوبینمی شدید باشد (≥۳۵%)، ایجاد سردرد، ضعف و تنگی نفس نموده و در مقادیر بالای۸۰% کشنده است.
۴) سولفوهموگلوبین(SHb) : اگر اتم گوگرد (سولفور) بطور کووالانسی با مولکول هموگلوبین ترکیب شود، تولید SHb خواهد کرد. سولفوهموگلوبین یک هموگلوبین طبیعی است و در افراد سیگاری دیده می شود و نباید آنرا با هموگلوبین S(Hb-S) که نوعی هموگلوبین غیر طبیعی است و در کمخونی داسی شکل دیده می شـــود، اشتباه کرد. این هموگلوبین برخلاف سایر هموگلوبینها غیر قابل برگشت بوده و تا پایان طول عمر گلبول قرمز درون آن باقی خواهد ماند. مقدار SHb در افراد طبیعی کمتر از۱% است اما در مواردی مانند مصرف سولفونامیدها و تنفس مواد گوگردی مقدار آن زیاد می شود و ایجاد سولفو هموگلوبینمی می کند که ممکن است بصورت نامحلول رسوب کرده و تولید اجسام هاینز کند.
انواع هموگلوبینهای نرمال
هموگلوبینهای نرمال و طبیعی را می توان به دو گروه تقسیم نمود:
الف) هموگلوبینهای پیش از تولد شامل:

هموگلوبینهای رویانی(Emberyonic Phase)، سه ماه اول جنینی، شامل:

Hb Portland با فرمول ζ۲γ۲
Hb Gower I با فرمول ζ۲ε۲
Hb Gower II با فرمول α۲ε۲

هموگلوبینهای جنینی، بعد از سه ماهه اول، شامل:

Hb F با فرمولα۲γ۲
Hb F1 با فرمول α۲γ۲ N-Acetyle
ب) هموگلوبینهای پس از تولد و دوران بلوغ، شامل:
Hb A با فرمول α۲β۲
Hb A2 با فرمول α۲δ۲
Hb F با فرمول α۲γ۲
*در افراد بالغ حدود ۹۸-۹۵% راHb A1 ، حدود ۵-۳% را Hb A2 وHb F تشکیل می دهد (۵/۲%=A2 و F حدود۱ درصد).
* Hb F با اکسیژن راحت باند می شود ولی دیر آن را از دست می دهد. یعنی در ترکیب با اکسیژن سریعتر ازHb A عمل می کند ولی در تحویل و انتقال اکسیژن موثرتر ازHb F می باشد. این موضوع باعث افزایش اریتروپوئتین در جنین می شود، لذا سنتزHb زیاد شده و نوزاد از هموگلوبین بالایی برخوردار می شود.
* ویژگی مهم بیوشیمیاییHb F آن است که در محیط قلیایی دناتوره نمی شود و درpH قلیایی مقاوم است. از این خاصیت جهت جدا کردنHb F از بقیه هموگلوبینها استفاده می شود.
* در بتا تالاسمی میزانHb F و Hb A2 افزایش می یابد، بطوریکه:
در بتا تالاسمی مینور: Hb F > Hb A2 > Hb A
در بتا تالاسمی ماژور: Hb A > Hb A2 > Hb F
هموگلوبینهای گلیکوزیله
در افراد مبتلا به بیماری دیابت، هورمون انسولین یا وجود ندارد و یا وجود دارد ولی اثر نمی کند. انسولین نقش انتقال گلوکز به داخل سلول را عهده دار است، بجز سلولهای زیر که برای ورود گلوکز به داخل خود نیازی به انسولین ندارند. این سلولها عبارتند از: سلولهای مغز، توبولهای کلیه، سلولهای کبد، سلولهای روده، گلبولهای قرمز. بدنبال کاهش انسولین در بیماری دیابت و عدم ورود گلوکز به سلولهای مختلف بدن، غلظت گلوکز در خونی که به مغز استخوان می رسد زیاد شده و از آنجا به داخل سلولهای پیشساز گلبولهای قرمز وارد شده و به مولکول هموگلوبین متصل می شود ( این اتصال بین قسمت آمینی زنجیره گلوبین و زنجیره آلدئیدی صورت می گیرد و معمولاً گلوکز به زنجیره β متصل می شود). به این هموگلوبینها، هموگلوبینهای گلیکوزیله می گویند که شامل انواع زیر می باشند:
Á Hb-A1c = گلوکز+Hb[α۲(β-N-glucose)2] Á Hb-A1a1 = فروکتوز+Hb [α۲(β-N-fructose)2] Á Hb-A1a2= گلوکز۶فسفات [α۲(β-N-G6P)2] * همگلوبینهای گلیکوزیله در افراد نرمال نیز وجود دارند اما مقدار طبیعی آنها کم است. برای مثال مقدار Hb-A1c در افراد نرمال حدود ۴% است ولی در افراد دیابتیک به حدود۱۰% و بیشتر هم میرسد.
* از آنجاییکه عمر گلبولهای قرمز۱۲۰ روز است، میزان Hb-A1c در واقع نمایانگر قند خون در ۱۲۰ روز گذشته می باشد. لذا A1c آزمایش با ارزشی برای کنترل بیماران دیابتیک است.
* O2 به Hb-A1c متصل می شود ولی Hb-A1c آنرا به سختی آزاد می کند.
* اتصال گلوکز به هموگلوبین، آنزیماتیک بوده و تنها بستگی به غلظت گلوکز دارد.
* هموگلوبینهای گلیکوزیله نقطه ایزوالکتریک کمتری نسبت به Hb-A دارند و لذا درpH قلیایی در الکتروفورز بصورت گسترشی تحت عنوان Hb-A3 به سمت آنُد حرکت میکنند.
انواع هموگلوبینهای غیر نرمال
بر اساس علائم بالینی هموگلوبینهای غیر طبیعی را به چند دسته تقسیم می کنند:
** هموگلوبینهای غیرطبیعی که کمخونی همولیتیک ایجاد میکنند:
الف) هموگلوبینهایی که تشکیل کریستال داده و یا موجب شکل غیر طبیعی گلبول قرمز می شوند. شامل:
۱٫ Hb-S: در جایگاه ششم زنجیره β اسیدآمینه والین به جای گلوتامیک اسید قرار گرفته است. این هموگلوبین موجب کمخونی داسی شکل می شود.
۲٫ Hb-C: در جایگاه ششم زنجیره β اسیدآمینه لیزین به جای گلوتامیک اسید قرار گرفته است. این هموگلوبین موجب بیماری Hb-C و تارگت سل می شود.
۳٫ Hb-E : در جایگاه۲۶ زنجیره β لیزین به جای گلوتامیک اسید قرار گرفته است. این هموگلوبین نیز ایجاد تارگت سل می کند.
۴٫ Hb-O Arab: در جایگاه۱۲۱ زنجیره β لیزین به جای گلوتامیک اسید قرار گرفته است. این هموگلوبین هم ایجاد تارگت سل می کند.
ب) هموگلوبینهای ناپایدار که در RBC رسوب کرده و موجب تخریب آن می شوند:

Hb-H با فرمول β۴ که در آلفاتا لاسمی افزایش می یابد (در بالغین).
Hb-Bart با فرمول γ۴ که در آلفا تالاسمی افزایش می یابد (در نوزادان).
Hb-Kolhn وHb-Zurich .

** هموگلوبینهای غیر طبیعی که ایجاد سیانوز می کنند:
میل ترکیبی هموگلوبینهای این گروه با اکسیژن کم است و لذا فرد بدلیل کمبود اکسیژن دچار سیانوز می شود (کبودی پوست، مخاط دهان و لبها و بستر ناخن). این هموگلوبینها عبارتند از: Met-Hb ،Hb-M و Hb kansas . میل ترکیبی همه این هموگلوبینها با اکسیژن بسیار کم است و ایجاد متهموگلوبینمی می نمایند. علت ایجاد بیماری Hb-M غالباً جایگزینی در زنجیره α است و معمولاً تیروزین جایگزین هیستیدین شده است. از انواع Hb-M می توان موارد زیر را نام برد:
Milwakee, Hydepark, Saskatoon, Iwate و Boston .
علت ایجاد متهموگلوبین، ناشی از کمبود یا فقدان آنزیم دیافورز یا مصرف بعضی ترکیبات اکسید کننده می باشد که قابل درمان است. اما بیماری Hb-M و Hb-Kansas قابل درمان نیست. درمان اینها (متهموگلوبین)، ویتامینC می باشد که یک ماده احیاء کننده است. Hb-M بطور نرمال در بدن وجود ندارد اما Met Hb به مقدار کمی وجود دارد.
** هموگلوبینهای غیرطبیعی که ایجاد پلی سایتمی یا اریتروسیتوز می نمایند، هموگلوبینهای این گروه عبارتند از:
Hb-Capetown و Hb-Chespeck که هر دو در زنجیره α اختلال دارند و Hb-Yakima که در زنجیره β اختلال دارد. این هموگلوبینها محکم به O2 متصل شده و موجب افزایش اریتروپوئیتین می گردند، که بدنبال آن RBC ها افزایش یافته و پلی سایتمی ایجاد می شود.
õپس از الکتروفورز، از میان هموگلوبینها، سرعت حرکتِ Hb-H به سمت قطب مثبت از همه بیشتر و سرعت حرکتِ Hb-C از همه کمتر است:
+ C E O S D F A M H –

پاسخ دهید