Чем отличается фетальный гемоглобин от гемоглобина взрослого

Фетальный гемоглобин – особый вид белка в крови пациента, уровень которого уменьшается по мере роста человека. Его физиологический показатель при сравнении анализов взрослых и детей кардинально отличается. Отклонение от нормы помогает определить скрытые заболевания и патологии.

Что такое фетальный гемоглобин

Во время формирование эмбриона в его кровеносной системе образуется особый гемоглобиновый белок. Он строится из телец эритроцитов, отвечает за перенос молекул кислорода, участвует во многих процессах. Поэтому фетальный гемоглобин часто называют плодным, обозначая его в анализах и медицинской документации аббревиатурой HBf.

В норме фетальный гемоглобин в большом объеме содержится в крови плода и новорожденного. Он постепенно замещается более «зрелым» белком, происходит плавное снижение показателя. Одновременно замедляется и стабилизируется процесс кровообращения, артериальное давление, метаболизм ребенка.

Строение фетального гемоглобина

Фетальный гемоглобин F – это сложный пигмент в составе эритроцитов, который относится к белкам типа хромопротеидов. Одна молекула состоит из 4% железа и 96 альбумина. Попадая в капилляры, снабжающие кровью легкие и органы дыхания, она связывается с молекулярным кислородом. После выполнения основной задачи она распадается в печени и выводится с желчью в виде билирубина и биливердина.

Молекула плодного гемоглобина имеет нестойкую формулу и легко распадается при изменении уровня рН и температуры тела, при лихорадке. У беременных он начинается вырабатываться в первом триместре, но практически не выявляется в анализах крови будущей матери.

Синтез в организме человека

Научные исследования показали, что первые молекулы HBf гемоглобина обнаруживаются в биохимии крови на 12–14 неделе. Показатель быстро нарастает и к моменту появления на свет занимает до 7% от всех кровяных телец и белков в организме малыша. Он проходит несколько стадий синтеза:

• На 2 триместре беременности фетальный гемоглобин играет главную роль в обеспечении кислородом всех внутренних органов и формирующегося мозга.
• После родоразрешения его объем достигает максимального пика.
• На 3–4 неделе рождения он замещается обычной молекулой гемоглобина.
• После 1 месяца жизни показатели становятся приближенными к значению взрослого родителя.

Важность фетального гемоглобина для новорожденных

Фетальный гемоглобин прочно захватывает кислород, переносит его в организм эмбриона из крови беременной женщины. Он беспрепятственно проникает через плацентарный барьер, поставляя важный микроэлемент в необходимом количестве. Это помогает поддерживать развитие тканей, нервных волокон и кровеносных сосудов без отставаний по срокам и аномалий.

После родов организм малыша уже не требует материнской помощи, начинает самостоятельно вырабатывать кровеносные тельца, эритроциты и тромбоциты. Поэтому у новорожденных происходит естественное замещение на гемоглобин-А. Более длительный «переходный период» наблюдается у недоношенных детей, костный мозг которых еще недостаточно развит.

Полезные свойства плодного гемоглобинового белка:

• Позволяет неонатологам правильно определить степень созревания недоношенного младенца.
• Указывает на появление гемолитической анемии, которая опасна в первые 2 недели после родоразрешения.
• Показывает предрасположенность крохи к гипоксии головного мозга.

Отличия между белковыми соединениями А и F

По многим показателям гемоглобин F лучше справляется с задачей и быстрее поставляет кислород к внутренним органам. Это связано с определенными факторами:

• У эмбриона и новорожденного небольшое количество крови в теле.
• При нахождении в матке плоду требуется получать кислород путем сложных биохимических реакций из крови матери. После рождения легкие поставляют достаточное количество воздуха.

Среди недостатков плодного типа белка – нестойкость молекулы при небольшом повышении температуры тела. Он с трудом перестраивается на поставку кислорода от легких при преждевременных родах. Гемоглобин А лишен подобных недостатков, быстрее восстанавливает оптимальный уровень после травм, операций или воспаления.

Диагностика заболеваний по уровню гемоглобина F

В норме у взрослых уровень фетального белка определяется на уровне 1–2 от общего объема гемоглобина разного типа. Но при скрытых воспалительных процессах или опасных патологиях показатель начинает увеличиваться. Это один из признаков болезней костного мозга: он перестает вырабатывать клетки крови и его функцию частично берет на себя печень больного человека.

Анализ на фетальный гемоглобин лежит в основе диагностики лейкемии и многих заболеваний органов кроветворения. Биохимия крови в динамике показывает рост объема плодного белка и означает, что организм пациента вырабатывает незрелые клетки, не справляется с функцией.

Повышенный показатель указывает на острую гипоксию. Она может возникать при скрытых внутренних кровотечениях, патологии селезенки или аутоиммунных болезнях:

• наследственный сфероцитоз;
• серповидноклеточная анемия;
• талассемия.

С помощью F показателя врач оценивает эффективность переливания крови при травмах, онкологии, после тяжелой интоксикации, корректирует дальнейшее лечение.

Заключение

Фетальный гемоглобин участвует во многих процессах в организме новорожденного. Но превышение уровня 1–2% у взрослого человека является поводом для комплексной диагностики онкологических заболеваний. Он помогает определить причину хронической анемии, поэтому все чаще входит в число обязательных анализов у пациентов старше 40–45 лет.

Важность такого белка, как фетальный гемоглобин, который иначе называется гемоглобин-F, недооценить практически невозможно. Несмотря на то что в человеческом организме он занимает достаточно большой процент от общего объема гемоглобина совсем недолго, он успевает способствовать выполнению многих важных функций. Поэтому при диагностировании некоторых заболеваний обязательно проверяют его уровень.

Фетальный гемоглобин

Фетальный гемоглобин – одна из форм гемоглобинового белка, необходимого для полноценного насыщения организма кислородом. Также его обозначают как гемоглобин-F или попросту HbF – какой бы из этих вариантов не попался, речь будет идти об одном и том же веществе.

Этот тип белка возникает в эритроцитах еще формирующегося ребенка, и потому порой его называют плодный гемоглобин.

Общий цикл его развития в организме выглядит следующим образом:

1. Образуется у плода на 9 неделе беременности.
2. К 3 месяцу беременности является основным типом гемоглобина в эритроцитах будущего ребенка.
3. По-прежнему остается приоритетным непосредственно после рождения.
4. Уровень гемоглобина-F в крови резко понижается к 20 дню жизни ребенка.
5. В период с 20 до 100 дня снижается еще больше до уровня, который считается нормальным в организме взрослого человека.

Отличия фетального гемоглобина от гемоглобина А

Основное и самое важное отличие между двумя этими типами гемоглобиновых белков в способности проводить кислород и насыщать им организм.

Гемоглобин-F справляется с этой задачей значительно лучше привычного гемоглобина, и на это есть важные причины:

• необходимость для формирующегося плода получать кислород из водной среды, где его содержится значительно меньше, чем в той среде, которая окружает уже родившегося ребенка;
• значительно меньшие, чем у взрослого человека, объемы крови в теле, которая переносит кислород по его органам.

Поэтому логично, что белок, предназначенный для насыщения тела кислородом, у новорожденных и только формирующихся детей, лучше «захватывает» частицы нужного вещества и больше их сохраняет для передачи внутренним органам.

Тем не менее, гемоглобин-F по сравнению с более привычным типом гемоглобина обладает и некоторыми недостатками, делающими его менее устойчивым к воздействию внешней среды.

Это:

• сложности с перенесением им изменений температур;
• сложности с перенесением им изменений уровня кислотности окружающей среды.

Кроме того, при рождении ребенка, предрасположенного к легочным заболеваниям, чрезмерная «открытость» его организма кислороду может вызывать гипоксию и провоцировать развитие проблемы.

Этот тип белка демонстрирует значительно более высокую способность справляться с изменениями, происходящими вокруг организма.

Польза гемоглобина F-типа

Фетальный гемоглобин имеет непосредственную пользу не только для самого формирующегося ребенка, но и для его родителей, а также врачей, проводящих диагностику возможных заболеваний.

Он используется в следующих анализах:

• На выяснение степени сформированности плода (именно уровень этого белка в организме и служит указателем на недоношенность или полноценное развитие ребенка).
• На выявление синдрома гемолитической анемии у новорожденных детей. В этом случае уровень гемоглобина-F важен также для последующих медицинских действий по переливанию крови.
• На выявление комплекса лейкозных заболеваний, при которых уровень гемоглобина этого типа значительно повышается по сравнению с обычным.
• На выявление склонности к проблемам с кислородоснабжением – то есть, таким болезням, как гипоксия и гипоксемия. В этом случае уровень фетального гемоглобина тоже будет необычно высок.

Фетальный гемоглобин — это форменная единица крови, формирующаяся у зародыша человека на эмбриональном уровне. Впервые описан российским военным врачом и гигиенистом Кербером Эрнстом Фридрихом Эдуардом в 1866 году. Несмотря на то что гемобелок этого типа курсирует в крови ограниченное количество времени, он необходим для развития плода, так как отвечает за перенос кислорода через плаценту. Анализ на фетальный гемоглобин помогает выявить врожденные патологии и приобретенные заболевания не только у новорожденных, но и взрослых людей.

Что собой представляет эмбриональный гемобелок

В медицине сложный белок этого типа обозначают термином гемоглобин hbf или f. Формируется у эмбриона на 9-13 неделе. Основная функция — извлечение кислорода из крови, проходящей через плаценту из материнского организма, и распределением его по органам и тканям плода. После рождения младенца он заменяется гемоглобином А, форменным элементом крови взрослого человека.

На первых неделях образования эмбриона в его крови тоже курсирует гемоглобин, но другого вида — Р, который называют «примитивным». У него высокая резистентность к щелочной среде.

Строение эмбрионального гемобелка и синтез в человеческом организме

Белок, встречающийся у трехмесячного эмбриона, состоит из нескольких ДНК цепочек — 2 — α и такое же количество γ (α2γ2). Его можно встретить в крови взрослого, но в количестве менее 1-7% от общего содержания эритроцитов. У плода же эта форма основная. Это соединение имеет низкую стойкость к температурным перепадам, реагирует на внешние раздражители.

По структуре молекулы больше напоминают кислородные, что позволяет в полной мере осуществлять газообмен, несмотря на небольшой объем прокачиваемой крови. Особенность строения цепочки ДНК — лизин в γ-цепи заместил серин. Благодаря такому изменению, кислородная активность молекул повышается.

Выработка гемоглобина f начинается с замещения. Первичный гемобелок Р вытесняет примитивные форменные структуры кровяных клеток, трансформируется, повышается его устойчивость к щелочной среде. При биохимическом анализе можно выявить различия в 39 позициях. При беременности эти изменения ощущаются как временное ухудшение состояния — начало 2 триместра считается одним из самых нестабильных периодов.

С 8-й по 24-ю недели внутриутробного периода содержание hbf – 98%, после 24-й недели — уже 90%. При предродовой подготовке организма матери его количество постепенно уменьшается, а после родов у новорожденных его уровень колеблется на между 70-85% от гемоглобинов всех видов.

К концу первого года жизни младенца его показатель снижается до 1,5%. В этот период структурное сходство с кислородной молекулой становится опасным. Поскольку гемобелок отличается повышенной восприимчивостью к кислороду, снабжение органических тканей замедляется. Даже при незначительных патологиях дыхательной системы может развиваться гипоксия. Поэтому природа побеспокоилась о замене — к полутора годам практически весь эмбриональный гемоглобин замещается типом А, А1 и А2.

Отличия эмбрионального и взрослого гемобелка

Форменные фракции крови отличаются аббревиатурами и строением полипептидных цепочек, но органические функции у них аналогичные — осуществление газообмена. Разница в конструкции объясняется разными условиями существования организмов — эмбриональный гемоглобин извлекает кислород из водной среды, и содержание его в крови, проходящей через плаценту, ниже, чем в курсирующей по сосудам.

У беременных формируется плацентарный кровоток, но при дыхании в легкие попадает столько же воздуха, как и без «особого состояния». Именно поэтому необходимо особое соединение, позволяющее освоить весь кислород и доставить в полном объеме к плоду.

В крови здорового человека возраста 25-45 лет циркулирует 97-98% гемоглобина А1, до 5% — А2 и А3 — менее 1%. Структурные единицы клеток крови незначительно меняются при температурных перепадах, выдерживают изменение давления, быстро перестраиваются при колебании кислотности. Если бы гемобелок взрослых трансформировался под воздействием внешних факторов и реагировали на них как f форма, после болезней выздоравливали бы единицы.

Полезные свойства эмбрионального гемоглобина

Анализы на гемоглобин f помогают выявить патологии на ранних стадиях развития. Исследования назначают:

• чтобы проверить, насколько физиологическое развитие недоношенного новорожденного отличается от нормы;
• для обнаружения лейкоза на ранней стадии;
• при подтверждении или опровержении диагноза гемолитическая анемия у младенцев возраста до 5 месяцев;
• для предупреждения апноэ;
• для того чтобы выявить предрасположенность к развитию гипоксии.

Увеличенное количество гемобелка hbf указывает на талассемию (патологическое изменение полипептидных цепочек форменных элементов крови), предрасположенность к заболеваниям дыхательной системы и анемиям различного типа, возможность развития лейкоза и состояний, при которых нарушается распределение кислорода по организму. Определить, с чем связано изменение значения, возможно только после тщательного обследования. Младенцев с отклонениями обычно ставят на учет.

Диагностирование заболеваний по количеству эмбрионального гемобелка

Увеличенное количество гемоглобина f считается нормальным у детей до достижения 5 месяцев. У взрослых нарастание форменного элемента крови может указывать на лейкоз в ранней стадии. Нарушается работа костного мозга, в кровоток выделяются незрелые несформировавшиеся красные кровяные клетки (эритроциты), развивается белокровие. По увеличенному количеству эмбрионального гемобелка можно оценивать состояние отдельных органов. Когда поступление кислорода нарушается, возникает некроз. Но не всегда превышение нормы фетального гемоглобина означает патологические нарушения организма. Во время беременности показатель помогает точно установить срок.

У взрослых забор крови проводят как при тестах на биохимию — из вены, на голодный желудок. Желательно за сутки до исследования исключить из рациона жирные блюда и алкоголь, не принимать, если это возможно, медицинские препараты, за 2-3 часа до процедуры отказаться от курения. У детей достаточно пункции из пальца — никакой особой подготовки не требуется. Для выявления гемобелка используется метод денатурации щелочью.

Фетальный гемоглобин необходим для полноценного насыщения кислородом органов и тканей развивающегося плода. Но не менее важно определить содержание гемоглобина f у взрослого. Благодаря ему можно на ранних стадиях выявить гемолитическую анемию новорожденных и патологические изменения в организме взрослого человека. Чем раньше будет поставлен диагноз, чем больше шансов остановить заболевание.