Что такое фатальный гемоглобин
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 20 декабря 2016;
проверки требует 1 правка.
Гемоглоби́н F (HbF) — фетальный, плодный тип гемоглобина человека.
Впервые описан в России в 1866 году Эрнстом Фридрихом Эдуардом Кёрбером — младшим братом профессора Дерптского университета Бернгарда Августовича Кёрбера[1], которому нередко приписывается это открытие, в диссертации на звание доктора медицины «Ueber Differenzen des Blutfarbstoffes» («О различиях в пигменте крови»)[2].
Строение[править | править код]
Гемоглобин F — это белок-гетеротетрамер из двух α-цепей и двух γ-цепей глобина, или гемоглобин α2γ2. Этот вариант гемоглобина есть и в крови взрослого человека, но в норме он составляет менее 1 % от общего количества гемоглобина крови взрослого и определяется в 1-7 % от общего числа эритроцитов крови. Однако у плода эта форма гемоглобина является доминирующей, основной.
Гемоглобин F обладает повышенным сродством к кислороду и позволяет сравнительно малому объёму крови плода выполнять кислородоснабжающие функции более эффективно. Однако гемоглобин F обладает меньшей стойкостью к разрушению и меньшей стабильностью в физиологически широком интервале pH и температур. В течение последнего триместра беременности и вскоре после рождения ребёнка гемоглобин F постепенно — в течение первых нескольких недель или месяцев жизни, параллельно увеличению объёма крови — замещается «взрослым» гемоглобином А (HbA), менее активным транспортёром кислорода, но более стойким к разрушению и более стабильным при различных значениях pH крови и температуры тела. Такое замещение происходит вследствие постепенного снижения продукции γ-цепей глобина и постепенного увеличения синтеза β-цепей созревающими эритроцитами.
Повышенное сродство к кислороду HbF определяется его первичной структурой: в γ-цепях вместо гистидина-143 (β-143 гистидин у HbA) находится серин-143, вносящий дополнительный отрицательный заряд. В связи с этим молекула HbF менее положительно заряжена и основной конкурент за связь гемоглобина с кислородом − 2,3ДФГ (2,3-дифосфоглицерат) — в меньшей степени связывается с гемоглобином, в этих условиях кислород получает приоритет и связывается с гемоглобином в большей степени.
Синтез в организме человека[править | править код]
Начинает вырабатываться с 6-7 недели развития плода (с начала формирования плаценты), начиная с 10-12 недели становится основным вариантом, замещая эмбриональный гемоглобин. Его первичная структура отличается от первичной структуры гемоглобина А в тридцати девяти позициях (последовательность β-цепей по сравнению с таковой у γ-цепей). Эти отличия лежат в основе отличий физико-химических свойств гемоглобина А от гемоглобина F. Фетальный гемоглобин является устойчивым к денатурирующему воздействию щёлочи. Это отличительное свойство легло в основу метода количественного определения фетального гемоглобина. Кроме того, фетальный гемоглобин в большей степени способен превращаться в метгемоглобин, имеет специфический спектр поглощения в ультрафиолетовой части спектра. К моменту рождения на долю фетального гемоглобина приходится 80-85 % от общего количества. Синтез фетального гемоглобина в течение первого года жизни замедляется, заменяясь гемоглобином взрослого типа. К трём годам его количество соответствует содержанию HbF у взрослого человека и составляет 1-1,5 %.
Диагностика[править | править код]
Определение фетального гемоглобина имеет большое диагностическое значение для ряда заболеваний и состояний. Так, по уровню фетального гемоглобина можно судить о «степени созревания» недоношенного ребёнка.
Определение уровня фетального гемоглобина важно для проведения лечебных мероприятий при гемолитической анемии новорождённых, касающихся заменных переливаний крови. Заменные переливания крови проводятся донорской кровью, в которой практически отсутствует фетальный гемоглобин. В связи с этим о полноте заменных переливаний можно судить по уровню фетального гемоглобина у новорождённого ребёнка.
С помощью определения фетального гемоглобина диагностируется анемия в случае фето-материнской и фето-фетальной гемотрансфузий. Если ребёнок рождается с анемией, то при определении HbF у матери он будет повышен. Следовательно, имеет место фето-материнская гемотранфузия, при которой эритроциты плода через плаценту проникают в организм матери. При рождении близнецов возможно обнаружение анемии у одного из новорождённых. В этом случае определение уровня фетального гемоглобина может подтвердить фето-фетальную гемотрансфузию, при которой у одного из близнецов уровень HbF повышен, а у другого он снижен.
Также определение фетального гемоглобина важно для диагностики лейкозов. Повышение фетального гемоглобина является показателем возврата к эмбриональному типу кроветворения, то есть свидетельствует о появлении молодых, незрелых клеток крови. На ранних стадиях заболевания это может быть одним из важных показателей. Уровень фетального гемоглобина может свидетельствовать также и о полноте ремиссии после проведённых курсов лечения, а также о новом обострении.
Содержание фетального гемоглобина повышается при гипоксии тканей и гипоксемии. Это происходит в результате компенсаторного повышения синтеза гемоглобина, обладающего повышенным сродством к кислороду. Гипоксия и гипоксемия являются следствием недостаточного снабжения тканей кислородом, что может быть при анемиях, заболеваниях легких.
См. также[править | править код]
- Гемоглобин E
- Гемоглобин А
Примечания[править | править код]
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.
Читайте также
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.
Важно!
При подозрении на врожденные аномалии нервной системы у плода анализ уровня фетального гемоглобина помогает подтвердить или опровергнуть диагноз. При его недостатке головной и спинной мозг могут развиваться с нарушениями.
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.
Важно!
Гемоглобин у новорожденных, появившихся раньше срока, измеряется 1–2 раза в сутки одновременно с круглосуточным мониторингом уровня кислорода. Это помогает снизить риск осложнений работы мозга, предотвращает развитие детского церебрального паралича.
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.
Читайте также
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.
Читайте также
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.
Фетальный гемоглобин (F) — плодный вид гемоглобина, который в медицинской терминологии обозначается специальной аббревиатурой — h b f. Понятие «плодный» означает, что вещество в норме бывает только в крови у младенцев, а в биожидкости взрослого показатель должен быть не более 1 %.
Фетальный гемоглобин у новорожденных отвечает не только за насыщение организма кислородом, но и за другие важные жизненные процессы.
По мере взросления фетальный гемоглобин заменяется другим веществом — его заменяет гемоглобин А, который выполняет такие же функции. Схема развития вещества hbf характеризуется следующим образом:
- формируется у эмбриона на 9–10 неделе развития;
- к концу первого триместра беременности становится одним из самых главных веществ для развития плода;
- с 25 дня после рождения ребенка его количество резко снижается;
- с 25 по 105 день объем снижается до безопасного для взрослого человека значения — не больше 1 % от общего количества вещества в крови.
Нехватка фетального гемоглобина в крови новорожденного может привести к следующим негативным факторам:
- гипоксемия легочная или сердечная;
- недостаточный синтез эритроцитов, вызывающий развитие физиологической анемии и нарушение костномозгового кроветворения;
- увеличенное количество эритроцитов.
В первом триместре закладываются и начинают развиваться жизненно важные функции организма, поэтому осложнения могут привести к крайне негативным последствиям.
Фетальный гемоглобин у новорожденных важен, потому что обеспечивает жизненно важные функции и дает возможность диагностировать некоторые патологические процессы.
В диагностике определение уровня гемоглобина hbf используется в следующих случаях:
- для определения степени созревания ребенка при недоношенности;
- для диагностирования гемолитической анемии у грудничка;
- для определения степени эффективности переливания крови;
- при подозрении на лейкоз — при заболевании показатель будет повышен;
- с целью выяснить предрасположенность к гипоксемии или гипоксии.
Контролировать фетальный гемоглобин очень важно в первые месяцы жизни малыша.
Метод определения этого типа гемоглобина заключается в проведении лабораторного анализа по забору крови для дальнейшего исследования.
Алгоритм действий следующий:
- Осуществляется забор крови из вены у взрослого человека и — из пальца, если анализ берется у ребенка;
- После пункции вены/пальца кровь набирают в пробирку с ЭДТА.
- Место прокола прижимают ватным шариком до полной остановки кровотечения.
- Если образуется гематома, дополнительно назначают согревающий компресс.
Как правило, особенных подготовительных мероприятий для проведения анализа не требуется. За сутки до забора крови взрослым следует исключить алкоголь и некоторые медицинские препараты, если это возможно. Точные рекомендации можно получить у врача, который будет давать направление на анализ.
Погрешности в результатах анализа могут быть обусловлены следующими факторами:
- гемолиз — при неправильном обращении с кровью;
- исследование биологической жидкости через 3 часа после забора — показатели могут быть завышены.
У взрослых будут встречаться только единично окрашенные эритроциты, которые содержат фетальный гемоглобин, увеличенное количество вещества может быть только у детей до 5 месяцев.
Увеличенное количество фетального гемоглобина может указывать на такие патологические процессы:
- талассемия;
- гемолитическая анемия;
- железодефицитная анемия;
- лейкоз;
- гипопластическая анемия;
- состояния, которые сопровождаются гипоксией.
Определить точно, что именно послужило увеличению или снижению количества этой составляющей крови, может только врач.
Цифры напротив символа Hb, или гемоглобина, в бланке с результатами общего анализа крови могут раскрыть врачу причины низкого давления, головокружения, судорог ног пациента, а также оповестить о надвигающихся серьезных угрозах. Своевременное выявление отклонений и приведение концентрации гемоглобина в норму позволит избежать серьезных проблем со здоровьем. Речь идет о снижении рисков инфарктов и инсультов у людей в возрасте, патологий развития детей, ухудшения состояния матери и плода во время беременности.
Что такое гемоглобин и каковы его функции
Гемоглобин (Hb) — сложный железосодержащий белок, содержащийся в эритроцитах (красных кровяных тельцах) крови и частично присутствующий в свободном виде в плазме. Именно он осуществляет перенос кислорода от легких к клеткам и углекислого газа — в обратном направлении. Если говорить образно, то эритроцит — это своеобразное грузовое судно, курсирующее по кровяному руслу, а молекулы гемоглобина — контейнеры, в которых транспортируется кислород и углекислый газ. В норме один эритроцит вмещает порядка 400 млн молекул гемоглобина.
Участие в газообмене — важнейшая, но не единственная функция «кровяных шаров» (от греч. haima — «кровь» + лат. globus — «шар»). Благодаря своим уникальным химическим свойствам гемоглобин является ключевым элементом буферной системы крови, поддерживающим кислотно-щелочной баланс в организме. Hb связывает и выводит на клеточном уровне кислые соединения (препятствует ацидозу — закислению тканей и крови). А в легких, куда он поступает в форме карбгемоглобина (HbCO2), за счет синтеза углекислоты предотвращает противоположный процесс — защелачивание крови, или алкалоз[1].
Производная Hb — метгемоглобин (HbOH) — обладает еще одним полезным свойством: прочно связывать синильную кислоту и другие токсичные вещества. Таким образом, железосодержащий белок принимает удар на себя и снижает степень отравления организма[2].
Итак, гемоглобин крайне важный элемент жизнедеятельности и патологическое уменьшение его концентрации (анемия или малокровие) может спровоцировать в лучшем случае ломкость ногтей и волос, сухость и шелушение кожи, мышечные судороги, тошноту и рвоту, головокружение. Острая же форма анемии вызывает кислородное голодание клеток, приводящее к обморокам, галлюцинациям и фатальным последствиям — гипоксии мозга, атрофии нервных клеток, параличу дыхательной системы.
Как должно быть в норме
Уровень гемоглобина в нашей крови может несколько увеличиваться и уменьшаться по естественным причинам. Обновление гемоглобина связано с жизненным циклом эритроцита, к которому он прикреплен. Так, примерно каждые 120 дней часть молекул гемоглобина вместе с эритроцитами отправляется в печень — на расщепление и после вновь синтезируется, присоединяясь к свободному эритроциту[3].
Количество гемоглобина зависит от возраста и пола, меняется в процессе вынашивания и рождения ребенка[4].
На гемоглобин также оказывают влияние специфические условия труда или проживания (например, повышенные показатели бывают у пилотов и жителей гористой местности), приверженность вегетарианству и донорство (эти факторы, напротив, снижают гемоглобин)[5].
Согласно рекомендациям ВОЗ[6], нормой гемоглобина считается:
- для детей от полугода до 5 лет — 110 г/л и выше;
- для детей 5–11 лет — 115 г/л и больше;
- для детей 12–14 лет, а также девушек и женщин (15 лет и старше) — 120 г/л и выше;
- для мужчин (15 лет и старше) — 130–160 г/л.
Беременным женщинам, обеспечивающим минералами (в том числе железом) себя и малыша, важно следить, чтобы уровень гемоглобина не падал ниже 110 г/л. Отметим, что, по данным ВОЗ, железодефицитная анемия (ЖДА) диагностируется у 38,2% беременных на планете[7]. Дефицит молекул гемоглобина может возникнуть после 20-й недели «интересного положения»: из-за увеличения объема циркулирующей крови, растущих потребностей плода, уменьшения поступления и всасывания железа вследствие токсикоза и расстройств ЖКТ. В это время женщину может мучить слабость, головокружение, одышка даже при непродолжительной ходьбе, судороги нижних конечностей. Опасное следствие острых форм ЖДА — преждевременные роды, задержки в развитии плода.
Кстати, необычные вкусовые запросы беременных (вплоть до анекдотичных, таких как салат из жареной клубники и селедки) порой тоже связаны с потребностью в железе для синтеза гемоглобина. Роды, сопровождающиеся потерей крови, ведут к дополнительному понижению гемоглобина. В целом от зачатия до появления ребенка на свет организм женщины утрачивает порядка 700 мг железа, еще 200 мг — за период лактации[8]. На восстановление запасов требуется не менее трех лет.
Виды анализов на гемоглобин
Подсчет числа молекул гемоглобина производится при общем анализе крови. Помимо количества белка (строка Hb), в бланке анализа могут указать MCH/MCHC, что соответствует среднему содержанию/концентрации гемоглобина в эритроците. Это уточнение позволяет подсчитать полезный железопротеин и исключить из расчета аномальные, нестабильные формы гемоглобина, не способные переносить кислород.
Для измерения гемоглобина во внелабораторных условиях — в машинах скорой помощи или при проведении профилактических выездных осмотров — применяются специальные гемоглобинометры. Это портативные приборы, в которые помещается кровь с реагентом для фотометрического автоматического определения количества гемоглобина.
Для массового тестирования на анемию в странах третьего мира ВОЗ разработала малозатратный колорометрический метод исследования. При колориметрии каплю крови наносят на специальную хроматографическую бумагу и сопоставляют ее со шкалой цветов, соответствующих разным показателям гемоглобина с шагом 20 г/л[9].
Уровень гликированного гемоглобина определяется и при биохимическом анализе венозной крови. Цель исследования в данном случае — определение глюкозы в крови, которая образует прочное соединение с гемоглобином и лишает его возможности транспортировать кислород. Показатель важен для диагностики сахарного диабета и оценки эффективности его лечения.
Чем опасен повышенный гемоглобин в крови
Высокий гемоглобин может быть вызван объективной нехваткой кислорода, стимулирующей организм на увеличенное производство этого белка крови. Подобная патология часто фиксируется у экипажей воздушных судов и часто летающих пассажиров, жителей высокогорья, альпинистов, горнолыжников. В силу большей потребности в кислороде повышенный уровень гемоглобина свойственен профессиональным спортсменам, преимущественно лыжникам, легкоатлетам, борцам, тяжелоатлетам. Это физиологический механизм компенсации, не вызывающий никаких медицинских опасений (кавказское долголетие — яркий тому пример).
Повысить гемоглобин может и пагубная привычка: во время курения человек вдыхает меньше кислорода, чем требуется, и организм реагирует на это выработкой дополнительного гемоглобина.
К сожалению, повышенный гемоглобин может указывать и на патологии системы кроветворения: эритроцитоз, рак крови, обезвоживание организма, порок сердца и легочно-сердечную недостаточность, а также на непроходимость кишечника[10].
Увеличенное количество гликированного гемоглобина отмечается при сахарном диабете: часть молекул Hb «перетягивает» на себя глюкозу, и для нормального дыхания требуются добавочные кислородные «контейнеры»[11].
Повышенный свободный гемоглобин в плазме фиксируется и при ожоговых поражениях вследствие разрушения эритроцитов с высвобождением из них гемоглобина[12].
Опасность высокого гемоглобина (+20 г/л от нормы и более) заключается в сгущении и увеличении вязкости крови, приводящему к образованию тромбов. Тромбы, в свою очередь, могут вызвать инсульт, инфаркт, кровотечение в ЖКТ или венозный тромбоз[13].
Гемоглобин ниже нормы: что это значит и к чему приводит
Железо — один из самых распространенных и легко добываемых химических элементов на Земле. При этом, как ни парадоксально, от дефицита железа в организме страдает больше людей, чем от какого-либо другого нарушения здоровья[14]. В группе риска население из низких социальных слоев, не получающее достаточного количества железа из продуктов питания, женщины репродуктивного возраста и дети, то есть люди, у которых «приход» элемента меньше «расхода».
Причиной низкого уровня гемоглобина (минус 20 г/л от нормы и более) зачастую являются скудное или несбалансированное питание — недостаточное поступление железа и меди, витаминов A, С и группы B или употребление железосодержащей пищи совместно с цинком, магнием, хромом или кальцием, которые не позволяют Fe усваиваться[15].
Низкие показатели могут наблюдаться у вегетарианцев, т.к. негемовое железо из растительной пищи усваивается намного хуже, чем гемовое, источником которого служат продукты животного происхождения[16].
Смежная причина — наличие кишечных паразитов, которые перехватывают поступающие микроэлементы и витамины. Усвоению железа могут также мешать проблемы с желудочно-кишечным трактом.
Заметное снижение уровня гемоглобина сопровождает кровопотери, вызванные ранениями, оперативным вмешательством, менструацией, кровотечениями, возникающими во время родов и абортов, а также при донации крови и ее компонентов.
На уровень гемоглобина влияют и скрытые кровопотери при патологии ЖКТ (язвы желудка и ДКП), варикозе, миомах и кистах органов женской половой системы, кровоточивость десен.
Причины снижения гемоглобина, возникающие во время беременности и лактации, а также осложнения, к которым они могут привести, мы рассмотрели выше. Длительный железодефицит у мужчин, детей и небеременных женщин имеют сходную симптоматику: ухудшение состояния кожи, ногтей и волос, головокружение, обмороки, онемение рук и ног, беспричинная слабость.
Кислородное голодание вследствие недостатка гемоглобина может привести к ухудшению памяти, замедлению нервных реакций, в запущенной форме — к атрофии клеток мозга и других органов и систем организма.
Усиленное кровообращение (более частый прогон гемоглобина от легких к тканям и обратно) чревато проблемами с сердцем и сосудами: кардиомиопатией и развитием сердечной недостаточности.
Низкий гемоглобин негативно отражается на буферной функции: это значит, что закисление крови подрывает иммунную защиту организма, снижает сопротивляемость простудным и инфекционным заболеваниям.
Наиболее уязвимы перед анемией дети и подростки. Острый дефицит жизненно важного минерала может сказаться на их умственном и физическом развитии[17].
Гемоглобин — незаменимый участник жизнедеятельности, на который возложены важнейшие функции: перенос кислорода и углекислого газа, сохранение кислотно-щелочного баланса, противостояние ядам. Еще одна функция — сигнальная — помогает по отклонению уровня гемоглобина от нормы выявить риски развития патологий и принять контрмеры. Таким образом, контроль и оперативная коррекция уровня гемоглобина — не прихоть врачей, а действенный способ сохранить здоровье.