Отличия эмбрионального и фетального гемоглобина

Отличия эмбрионального и фетального гемоглобина

Гемоглобин представляет собой сложный белок, состоящий из железосодержащих гемовых групп и белкового компонента глобина. Динамическое взаимодействие гема и глобина сообщает гемоглобину уникальное свойство обратимого транспортирования кислорода. Молекула гемоглобина представляет собой тетрамер, состоящий из 4 полипептидных цепей, соединенных с 4 молекулами гема.

Полипептидные цепи разных гемоглобинов отличаются по химическому составу. Основной гемоглобин здорового взрослого человека (НbА) состоит из 2 полипептидных цепей-а и 2 полипептидных цепей-b, обозначаемых a2b2 Основной гемоглобин плода (HbF) представлен цепями а2y2.

Разные гемоглобиновые цепи отличаются количеством и последовательностью аминокислот, синтез которых регулируется отдельными генами. Хромосома 16 содержит два набора генов для a-цепей. Две пары аллелей обеспечивают генетическую информацию для структуры a-цепи. Гены для b-, у-, q-цепей тесно расположены на хромосоме 11.

В эритроцитах эмбриона, плода, ребенка и взрослого в норме присутствуют шесть типов гемоглобина: эмбриональные гемоглобины— Gower-1, Gower-2 и Portland, фетальный гемоглобин (HbF) и гемоглобины взрослого (НbА и НbА2). Электрофоретическая мобильность гемоглобинов варьирует в зависимости от их химической структуры. Время появления и количественные взаимоотношения гемоглобинов определяются комплексом процессов развития.

Эмбриональный гемоглобин. Кровь раннего эмбриона человека содержит два медленно мигрирующих типа гемоглобина— Gower-1 и Gower-2, а также Portland, подвижность которого аналогична таковой HbF. S-цепи гемоглобина Portland и Gower-1 структурно аналогичны а-цепям. Оба вида гемоглобина Gower содержат уникальную полипептидную е-цепь. Гемоглобин Gower-1 имеет структуру ?2е2, Gower-2 — а2е2, a Portland — ?2у У 4-8-недельного эмбриона преобладают гемоглобины Gower, но к 3-му месяцу они исчезают.

Фетальный гемоглобин. HbF содержит у-полипептидные цепи вместо b-цепей НbА. Его устойчивость к денатурации сильными щелочами служит указанием для определения наличия фетальных эритроцитов в кровотоке матери (тест Клейхауэр- Ветке). Начиная с 8-й недели внутриутробного развития HbF является преобладающим видом гемоглобина; на 24-й неделе он составляет 90 % всего гемоглобина. В течение III триместра содержание HbF постепенно снижается, и в момент рождения его уровень составляет 70 % всего гемоглобина.

В постнатальный период синтез HbF быстро снижается и к 6-12-му месяцу жизни он присутствует лишь в следовых количествах. У детей старшего возраста и у взрослых методом денатурации щелочью обнаруживается менее 2% HbF. Он является гетерогенным, поскольку содержит два типа у-цепей, синтез которых контролируется двумя наборами генов. Цепи различаются наличием разного кислотного остатка в позиции 136: глицина (Гу) или аланина (Ау). Отношение цепей Гу к Ау у новорожденных составляет 3:1.

источник

Фетальный гемоглобин

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.

Диагностическая ценность

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.

Как узнать показатель

Метод определения этого типа гемоглобина заключается в проведении лабораторного анализа по забору крови для дальнейшего исследования.

Алгоритм действий следующий:

1. Осуществляется забор крови из вены у взрослого человека и — из пальца, если анализ берется у ребенка;
2. После пункции вены/пальца кровь набирают в пробирку с ЭДТА.
3. Место прокола прижимают ватным шариком до полной остановки кровотечения.
4. 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.

Нормальные показатели

У взрослых будут встречаться только единично окрашенные эритроциты, которые содержат фетальный гемоглобин, увеличенное количество вещества может быть только у детей до 5 месяцев.

Клиническое значение

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

Фетальный гемоглобин — Fetal hemoglobin

Фетальный гемоглобин или фетальный гемоглобин (также гемоглобин F , HbF , или & alpha ; 2 γ 2 ) является основным кислородом транспортного белка в человеческом плоде в течение последних семи месяцев развития в матке и не сохраняется у новорожденных до примерно 2-4 месяцев. Функционально, фетальный гемоглобин отличается наиболее от взрослого гемоглобина в том , что он способен связывать кислород с большей аффинностью , чем взрослая форма, давая развивающийся плоду лучшего доступ к кислороду от матери крови .

У новорожденных, фетальный гемоглобин почти полностью заменен взрослый гемоглобин примерно 6 месяцев после рождения, за исключением нескольких случаев талассемии , в которых может быть задержка в прекращении производства HbF до 3-5 лет. У взрослых плода производство гемоглобина может быть возобновлено фармакологический, который полезен при лечении таких заболеваний, как серповидно-клеточной анемии .

содержание

обзор

Кислородсодержащая кровь поступает к плоду через пупочную вену из плаценты , которая прикрепляется к стенке матери матки . Хориона действует как барьер между материнской и циркуляцией плода , так что не существует примеси материнской и крови плода. Кровь в материнском кровотоке доставляется через артериол с открытым концами к межворсинчатому пространству хорионическога пластины, где она омывает хорионические ворсинки , которые несут пупочные капиллярные кровати, тем самое позволяя газообмен происходить между циркуляцией матери и плодом. Дезоксигенированные водостоки материнской крови в открытый законченный межворсинчатоме венул , чтобы вернуться в материнский кровоток. В связи с примесью кислорода и венозной кровью, материнская кровь в пространстве межворсинчатого ниже кислороде , чем артериальная кровь. Таким образом , фетальный гемоглобин должен быть способен связывать кислород с большей аффинностью , чем взрослый гемоглобин с тем , чтобы компенсировать относительно более низкое напряжение кислорода из материнской крови , питающей хорион.

Сродства фетального гемоглобина для кислорода значительно больше , чем у взрослого гемоглобина. Следует отметить, что Р50 значение для фетального гемоглобина ниже , чем взрослого гемоглобина (то есть, парциальное давление кислорода , при котором белок составляет 50% насыщенными, более низкие значения указывают на большее сродство). Р50 фетального гемоглобина составляет примерно 19 мм ртутного столба , в то время как взрослого гемоглобина примерно 26,8 мм рт.ст.. В результате, на «кривой насыщения кислородом», что насыщение участков • процентов против рО 2 , остается смещенной для фетального гемоглобина по сравнению взрослого гемоглобина.

Это большее сродство к кислороду объясняется отсутствием взаимодействия фетального гемоглобина с 2,3-bisphosphoglycerate (2,3-БПГ или 2,3-DPG). У взрослых красных кровяных клеток , это вещество снижает сродство гемоглобина к кислороду. 2,3-БПГ также присутствует в плодных красных кровяных клеток, но менее эффективно взаимодействует с фетального гемоглобина , чем взрослого гемоглобина. Это связанно с изменением одной аминокислоты ( остаток 143) , найденным в 2,3-БПГЕ «связывающего карман»: от гистидина до серина , что приводит к большому сродству кислорода.

В то время как гистидин положительно заряженный и хорошо взаимодействует с отрицательными зарядами, находящихся на поверхности 2,3-БПГА, серин имеет нейтральный заряженную боковую цепь при физиологическом рНе, и взаимодействует менее хорошо. Это изменение приводит к менее связывание 2,3-БПГА плод Hb, и в результате кислород будет связываться с ней с более высоким сродством, чем взрослый гемоглобин.

Для матерей , чтобы доставить кислород к плоду, это необходимо для того , фетальный гемоглобин , чтобы извлечь кислород из материнского оксигемоглобина через плаценту. Более высокое сродство кислорода , необходимое для фетального гемоглобина достигается за счет белковой субъединицы у (гамма), вместо & beta ; (бета) субъединицей. Так как γ — субъединица имеет меньше положительные заряды , чем (взрослая) -субъединица, 2,3-БПГ меньше электростатический привязан к фетальному гемоглобину по сравнению с взрослым гемоглобином. Это опускает сродство позволяет взрослый гемоглобин (материнский гемоглобина) , чтобы легко переносить кислород к его плоду кровотоку.

распределение

После первых 10 до 12 недель развития, плод первичная форма гемоглобина переключается с эмбрионального гемоглобина к фетального гемоглобина. При рождении фетального гемоглобина составляет 50-95% гемоглобина ребенка. Эти уровни снижаться после шести месяцев , как синтез гемоглобина взрослого активируются во время эмбрионального синтеза гемоглобина деактивируются. Вскоре после этого , взрослый гемоглобин ( Гемоглобин в частности) берет на себя в качестве преобладающей формы гемоглобина в нормальных детей. Однако HbF прослежена даже в крови взрослых ( Структура и генетика

Большинство типов нормального гемоглобина, в том числе гемоглобина А , гемоглобина А2 , а также гемоглобина F, являются тетрамеры , состоящие из четырех субъединиц белка и четыре гема протезных групп . В то время как взрослого гемоглобина состоит из двух альфа (альфа) и двух бета (бета) субъединиц, фетальный гемоглобин состоит из двух субъединиц альфа и двух гамма (гамма) субъединиц, и обычно обозначают как & alpha ; 2 γ 2 . Из — за присутствия в фетального гемоглобина, γ — субъединица обычно называют «фетальный» гемоглобин — субъединица.

В организме человека, гамма — субъединица кодируется на хромосоме 11 , как это бета — субъединица. Есть два аналогичных копий гамма — субъединицы гена : γG который имеет глицин в положении 136, и ГА , который имеет аланин . Ген , который кодирует альфа — субъединицы находится на хромосоме 16 , а также присутствует в двух экземплярах.

Клиническое значение

Лечение серповидно-клеточной

Когда плод производство гемоглобина выключено после рождения, нормальные дети начинают производить взрослый гемоглобин (HbA). Дети с серповидно-клеточной анемией , а не начать производить дефектную форму гемоглобина называется гемоглобин S , который агрегирует вместе и образует нить , которые вызывают красные кровяные клетки , чтобы изменить свою форму от круглого до серпа -образного. Эти дефектные эритроциты имеют большую тенденцию укладывать друг на друга и блокировать кровеносные сосуды . Это неизбежно приведет к так называемому болезненным сосудисто-окклюзионным эпизодам , которые являются признаком болезни.

Если фетальный гемоглобин остается преобладающей форма гемоглобина после рождения, число болезненных эпизодов снижается у пациентов с серповидно-клеточной анемией. Гидроксимочевину стимулирует выработку эмбрионального гемоглобина и , таким образом , может быть использована для лечения болезни серповидноклеточной. Снижение гемоглобина плода в тяжести заболевания происходит от его способности ингибировать образование гемоглобина внутри агрегатов красных кровяных клеток , которые также содержат гемоглобина S. комбинированной терапии с гидроксимочевина и рекомбинантного эритропоэтина -rather , чем лечение с гидроксимочевина только-было показано, дополнительно повысить уровень гемоглобина F и способствовать развитию HbF , содержащих F-клетки.

источник

Понятие фетального гемоглобина, его основная функция для организма человека

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.

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:

1. Для проверки степени созревания ребенка при недоношенности.
2. Для подтверждения/опровержения гемолитической анемии у грудничков. При такой патологии проводятся переливания крови, об их эффективности тоже судят по количеству этого соединения.
3. Для обнаружения лейкоза, для которого характерен повышенный уровень фетального гемоглобина.
4. Для выявления предрасположенности к гипоксии и гипоксемии. Если патология присутствует, уровень этого белкового соединения значительно выше нормы.

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:

1. Различиями полипептидной цепи в структуре.
2. Необходимостью развивающегося плода получать кислород из внутриутробной водной среды, где его количество значительно ниже, чем в воздушной, в которую попадает малыш после рождения.
3. В несколько раз меньшим литражом крови, которой надо перенести кислород по всем органам и системам организма.

К недостаткам белка типа F относят:

1. Не способен выдержать перемену температурного режима.
2. 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.

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