Фетальный гемоглобин при гипоксии
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]
Источник
Фетальный гемоглобин – это плодный подвид гемоглобина человека. В медицинском мире он обозначается аббревиатурой hbf. Важность этого элемента для человека невозможно переоценить. Хотя в большом количестве он присутствует в нашем организме сравнительно недолго, это соединение задействовано практически во всех жизненно важных процессах. Именно поэтому для диагностирования некоторых заболеваний у пациента проверяют его уровень.
Расшифровка понятия фетальный гемоглобин
Фетальным гемоглобином называется соединение гемоглобинового белка, который способствует правильному насыщению нашего организма кислородом. Это вещество образуется в эритроцитах эмбриона, поэтому часто его определяют как плодный гемоглобин.
Гемоглобин f характеризуется конкретной схемой развития в теле:
- Возникает у эмбриона на 9-10 неделе беременности.
- К первому триместру считается главным видом гемоглобина у будущего ребенка.
- Сохраняет приоритетность у новорожденного.
- Резко снижается с 25 дня рождения малыша.
- За временной промежуток с 25 по 105 день жизни грудничка гемоглобин f снижается к норме, допустимой для взрослого человека.
Важно! Безопасный показатель фетального гемоглобина для взрослого должен составлять только один процент от всех гемоглобиновых образований, главным среди которых теперь становится гемоглобин-А. Он заменяет фетальный и обеспечивает человеческому организму требуемое количество кислорода.
Ребенок в утробе матери
Важность фетального гемоглобина для новорожденного
Для данного белкового соединения характерно высокое химическое сродство с кислородом, поэтому оно эффективно работает при «извлечении» кислорода из гемоглобина беременной женщины и передаче к ребенку через плаценту. После рождения малыша это сродство уже не требуется, поскольку hbf гемоглобин хуже делится кислородом с тканями. В итоге это может стать решающим фактором при сердечной или легочной гипоксемии. Во избежание подобных патологий, фетальный гемоглобин начинает заменяться более функциональным гемоглобином-А еще до появления ребенка на свет.
Резкий скачок парциального давления кислорода в артериальной крови (раО2) с 25-32 мм ртутного столба у плода до 87-98 мм у новорожденного провоцирует недостаточный синтез эритроцитов в первые 6-9 недель жизни малыша. Данное негативное влияние на костномозговое кроветворение нередко вызывает физиологическую анемию. В зону риска попадают недоношенные дети, поскольку у них после рождения быстро увеличивается масса тела и литраж крови.
В конечном счете уменьшение количества гемоглобина снижает парциальное давление кислорода на ткани, что провоцирует увеличение уровня эритрпоэтина и продуцирование эритроцитов.
Польза эмбрионального гемоглобина
Это белковое соединение важно не только для плода и новорожденного, но и для специалистов при проведении диагностики различных недугов. Чаще всего он применяется в таких структурных анализах:
- Для проверки степени созревания ребенка при недоношенности.
- Для подтверждения/опровержения гемолитической анемии у грудничков. При такой патологии проводятся переливания крови, об их эффективности тоже судят по количеству этого соединения.
- Для обнаружения лейкоза, для которого характерен повышенный уровень фетального гемоглобина.
- Для выявления предрасположенности к гипоксии и гипоксемии. Если патология присутствует, уровень этого белкового соединения значительно выше нормы.
Гипоксия
Нередки случаи, когда при проблемах с кислородным насыщением организма гемоглобин-А замещается белком типа f, поскольку первый при таких условиях не может стать надежным источником кислорода для органов.
Отличия между белковыми соединениями А и F
Главное, что разделяет эти два типа белка – способность насыщать тело кислородом. Белок типа F выполняет данное задание лучше белка типа А. Обусловлено это несколькими факторами:
- Различиями полипептидной цепи в структуре.
- Необходимостью развивающегося плода получать кислород из внутриутробной водной среды, где его количество значительно ниже, чем в воздушной, в которую попадает малыш после рождения.
- В несколько раз меньшим литражом крови, которой надо перенести кислород по всем органам и системам организма.
К недостаткам белка типа F относят:
- Не способен выдержать перемену температурного режима.
- Сложно и длительно адаптируется к кислотности новой окружающей среды.
У ребенка, имеющего предрасположенность к легочным патологиям, усиленная отдача гемоглобином f кислорода организму может спровоцировать развитие гипоксии.
Диагностирование заболеваний по результату анализа на белок F
Информация о количестве фетального и гликированного (а1с) белка, которое может содержать наше тело, помогает при диагностике многих болезней и патологий. К примеру, при беременности количество этих соединений показывает врачу стадию созревания будущего малыша.
Если у рожденного малыша диагностировали гемолитическую анемию, инструкция предполагает использование данных анализа на количество фетального гемоглобина.
Кровь донора
По количеству присутствующего в организме фетального гемоглобина специалисты могут определить лейкемию у пациента. Если общий анализ и биохимия крови показали превышение нормы, это расценивается как признак возврата организма к эмбриональной стадии образования крови и появлению большого количества незрелых сформировавшихся клеток.
Еще завышенные показатели данного белкового соединения свидетельствуют о наличие в организме острого дефицита кислорода.
Источник
Фетальный гемоглобин обладает большим сродством к кислороду, чем гемоглобин А, входящий в эритроциты взрослых. Содержание HbF достигает 60 — 80% от всего гемоглобина эритроцитов доношенного новорожденного ребенка.
Замена фетального гемоглобина начинается еще в раннем неонатальном периоде и продолжается первые месяцы постнатального развития.
Сродство гемоглобина к кислороду снижается при повышении содержания органических фосфатов — 2,3-дифосфоглицерата, аденозинтрифосфата и инозитгексафосфата, участвующих в цикле расщепления глюкозы (дифосфоглицератный шунт в цикле Эмбдена — Мейергофа), который поставляет энергию для функциональной активности молекулы гемоглобина.
Так, 2,3-дифосфоглицерат, в частности, снижает сродство гемоглобина к кислороду тремя путями:
- прямым взаимодействием с молекулой гемоглобина;
- усилением эффекта Бора (т. е. увеличением скорости диссоциации оксигемоглобина);
- снижением рН внутри эритроцита, облегчающим диссоциацию оксигемоглобина.
О степени сродства гемоглобина к кислороду судят по положению кривой оксигемоглобина в системе координат, где по оси абсцисс отложены величины напряжения кислорода в крови, а по оси ординат — насыщение гемоглобина кислородом или концентрация оксигемоглобина.
«Гипоксия плода и новорожденного»,
М.Я.Студиникин
Нейрогуморальный контроль общего кровообращения в раннем постнатальном периоде у детей остается неизученным. Судя по результатам экспериментальных исследований, можно предположить, что вагальные механизмы контроля кровообращения у новорожденных детей являются незрелыми, о чем свидетельствует меньшая, чем у взрослых, лабильность сердечного ритма. Контроль мозгового кровообращения — цереброваскулярного компонента системы кровоснабжения мозга — характеризуется величинами интенсивности мозгового кровотока, количества…
Со вторых суток жизни объемные параметры мозгового кровообращения уже не зависят от величины капиллярного гематокрита. Становление метаболического контроля мозгового кровообращения при повышении содержания кислорода в артериальной крови у здоровых доношенных детей завершается в первые сутки жизни: со вторых суток ингаляция кислородно-воздушной смеси (50 — 60% кислорода в воздухе) приводит к уменьшению объемных параметров мозгового кровообращения…
Становление метаболического контроля цереброваскулярного компонента СКСМ при гиперкапнии оказалось ускоренным у клинически здоровых детей, матери которых страдали невыраженным поздним токсикозом беременности: в этих случаях ингаляция 5% гиперкапнической смеси уже в первые 5 суток жизни приводила к выраженному увеличению интенсивности мозгового кровотока. Нейрогуморальный контроль мозгового кровообращения в раннем постнатальном периоде остается неизученным. Особенности метаболического контроля мозгового…
У доношенных детей кривая диссоциации и оксигемоглобина при рождении оказывается левее, так как содержание фетального гемоглобина и низкий уровень органических фосфатов резко повышают сродство гемоглобина к кислороду. В процессе постнатального развития в результате замены фетального гемоглобина и повышения уровня органических фосфатов кривая диссоциации «смещается» вправо (кривые 2, 3), что говорит о более совершенной оксигенации тканей….
Из клинических наблюдений над взрослыми больными известно, что гормоны щитовидной железы и гормон роста приводят к повышению содержания 2,3-ДФГ и, следовательно, снижению сродства гемоглобина к кислороду. В связи с этим можно предположить, что и у новорожденных детей эти гормоны выполняют определенную роль в нейрогуморальном контроле дыхательной функции кислорода. Транспорт кислорода в нервной клетке завершается переносом…
Источник
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.
Источник