Синтез гемоглобина нарушен при дефиците

Синтез гема протекает в митохондриях эритробластов. Синтез цепей глобина осуществляется на полирибосомах и контролируется генами 11-й и 16-й хромосом. Схема синтеза гемоглобина у человека представлена на рис

Нарушение синтеза гема может привести к снижению активности геминовых ферментов тканей и к гипотрофии..

Биосинтез порфиринов является одним из универсальных биологических процессов, так как порфирины в виде комплексов с металлами (металлопорфиринов), составляют основу гемоглобина и миоглобина, а также жизненно важных энергетических ферментов (цитохромов В и С, цитохромоксидаз, каталаз, пероксидаз). Синтез порфиринов происходит в эритробластах костного мозга, митохондриальпом аппарате печени и почек, в клетках центральной нервной системы. Основная часть порфиринов идет на синтез тема, который представляет сложный энзиматический процесс, (каждый этап которого регулируется определенным ключевым ферментом).

Участвующие в синтезе гема ферменты можно разделить на три группы. Первая группа связана с синтезом АЛК в янтарно-глициновом цикле. Ключевой фермент – синтетаза АЛК, коферментом этой реакции служит пиридоксальфосфат, производное витамина В6. Вторая группа ферментов осуществляет превращение АЛК в ПБГ. Ключевой фермент – дегидратаза АЛК. Третья группа ферментов связана с заключительным этапом синтеза гема. Ключевые «ферменты – копрогеназа и гемсинтетаза.

Ряд ферментов, регулирующих процесс биосинтеза гема, содержит высоко реактивные функциональные группы – сульфгидрильные, карбоксильные и аминные. Токсические вещества, и особенно тяжелые металлы, могут блокировать эти группировки в ферментах, замещая атомы водорода в них и тем самым нарушая активность ферментов. Наиболее активны в этом плане вещества из группы «тиоловых ядов», которые при попадании в организм вступают во взаимодействие с веществами, содержащими серу, и в частности SH-группами. Таким путем многие токсические вещества, независимо от тропности их действия, способны вызывать изменения в биосинтезе порфиринов. Нарушения порфиринового обмена установлены при интоксикации бензолом – повышение АЛК в эритроцитах, окисью углерода – повышение КП эритроцитов, небольшое увеличение КП и АЛК мочи, акрилатами – увеличение ПП эритроцитов, фосфором – некоторое увеличение мочевой экскреции АЛК и КП.

Однако среди всех промышленных ядов, способных вызывать те или иные расстройства синтеза порфиринов и гема, совершенно исключительное положение занимает свинец, при действии которого они носят первичный характер и являются определяющим патогенетическим механизмом интоксикации.

Гемоглобинопатия — наследственное или врождённое изменение или нарушение структуры белка гемоглобина, обычно приводящее к клинически или лабораторно наблюдаемым изменениям в его кислород-транспортирующей функции либо в строении и функции эритроцитов.

К наиболее часто встречающимся и известным гемоглобинопатиям относятся серповидно-клеточная анемия, бета-талассемия, персистенция фетального гемоглобина.

Гемоглобинопатии классифицируются на качественные и количественные. Качественные обусловлены заменой аминокислот в полипептидных цепях. Замена аминокислоты глутамина 6 на валин в β-цепи приводит к образованию аномального гемоглобина S, что лежит в основе развития серповидно-клеточной анемии. Аномальных гемоглобинов более 300, но не все аномалии проявляются. Первые аномальные гемоглобины назывались буквами латинского алфавита (М, С, Д, S и др.). Но, так как аномальных гемоглобинов много, их названия включают места открытия (Boston, Москва, Волга и др.) или названия госпиталей. Количественные гемоглобинопатии связаны со скоростью синтеза α- или β-полипептидных цепей глобина. Угнетение скорости синтеза α-цепи приводит к развитию α-талассемии, угнетение синтеза β-цепи лежит в основе заболевания β-талассемии. Гемоглобинопатии — наследственные заболевания. Диагностика гемоглобинопатий основывается, кроме клинических данных, на обязательном специальном исследовании электрофорезе гемоглобина. Это исследование проводится не только для больного, но и для ближайших родственников. Данные электрофореза гемоглобина позволяют поставить диагноз талассемии. Для альфа-талассемии характерно обнаружение гемоглобинов-гомотетрамеров Нв-Н и Нв-Bart.Для бета-талассемии характерно повышенное содержание гемоглобина Α2.

ОБМЕН ЖЕЛЕЗА

В гемсодержащих белках железо находится в составе гема. В негемовых железосодержащих белках железо непосредственно связывается с белком. К таким белкам относят трансферрин, ферритин, окислительные ферменты рибонук-леотидредуктазу и ксантиноксидазу, железофлавопротеины NADH-дегидрогеназа и сукцинат-дегидрогеназа.

В организме взрослого человека содержится 3 – 4 г железа, из которых только около 3,5 мг находится в плазме крови. Гемоглобин имеет примерно 68% железа всего организма, ферритин – 27%, миоглобин – 4%, трансферрин – 0,1%, На долю всех содержащих железо ферментов приходится всего 0,6% железа, имеющегося в организме. Источниками железа при биосинтезе железосодержащих белков служат железо пищи и железо, освобождающееся при постоянном распаде эритроцитов в клетках печени и селезёнки.

Читайте также:  Поднять гемоглобин соком свеклы

В нейтральной или щелочной среде железо находится в окисленном состоянии – Fe3+, образуя крупные, легко агрегирующие комплексы с ОН-, другими анионами и водой. При низких значениях рН железо восстанавливается и легко диссоциирует. Процесс восстановления и окисления железа обеспечивает его перераспределение между макромолекулами в организме. Ионы железа обладают высоким сродством ко многим соединениям и образуют с ними хелатные комплексы, изменяя свойства и функции этих соединений, поэтому транспорт и депонирование железа в организме осуществляют особые белки. В клетках железо депонирует белок ферритин, в крови его транспортирует белок трансферрин..

Железодефицитная анемия (ЖДА) — гематологический синдром, характеризующийся нарушением синтеза гемоглобина вследствие дефицита железа и проявляющийся анемией и сидеропенией. Основными причинами ЖДА являются кровопотери и недостаток богатой гемом пищи. ЖДА является последней стадией дефицита железа в организме. Клинических признаков дефицита железа на начальных стадиях нет, и диагностика предклинических стадий железодефицитного состояния стала возможной лишь благодаря развитию методов лабораторной диагностики. В зависимости от выраженности дефицита железа в организме различают три стадии:

прелатентный дефицит железа в организме;

латентный дефицит железа в организме;

железодефицитная анемия. Биохимический анализ крови

При развитии ЖДА в биохимическом анализе крови будут регистрироваться:

уменьшение концентрации сывороточного ферритина;

уменьшение концентрации сывороточного железа;

повышение ОЖСС;

уменьшение насыщения трансферрина железом.

Распад гемоглобина. Образование пигментов желчи, кала и мочи

Распад гемоглобина протекает в клетках макрофагов, в частности в звездчатых ретикулоэндотелиоцитах, а также в гистиоцитах соединительной ткани любого органа.

Как отмечалось (см. главу 13), начальным этапом распада гемоглобина является разрыв одного метинового мостика с образованием вердоглобина. В дальнейшем от молекулы вердоглобина отщепляются атом железа и белок глобин. В результате образуется биливердин, который представляет собой цепочку из четырех пиррольных колец, связанных метановыми мостиками. Затем биливердин, восстанавливаясь, превращается в билирубин – пигмент, выделяемый с желчью и поэтому называемый желчным пигментом. Образовавшийся билирубин называется непрямым (неконъю-гированным) билирубином. Он нерастворим в воде, дает непрямую реакцию с диазореактивом, т.е. реакция протекает только после предварительной обработки спиртом.

Весь ход образования Ж. п. из гемоглобина можно представить в виде следующей схемы:

Гемоглобин -> Холеглобин -> Вердогемоглобин

↓ — Глобин

— Fe

Биливердин

↓ + H2O

Билирубин

↓ + 2H2

Мезобилирубин

↓ +2Н2

Стеркобилиноген

(Уробилиноген)

↓ — H2

Стеркобилин

(Уробилин).

Ж. п. обладают свойствами кислот и дают соли с металлами (иногда нерастворимые), с чем и связано их участие в образовании жёлчных камней (см. Желчнокаменная болезнь). Повышенное содержание Ж. п. в кожных покровах, крови, моче имеет диагностическое значение при разных формах желтух.

8. Диагностическое значение определения желчных пигментов в крови и моче

Методы определения билирубина и его метаболитов

Определение билирубина в сыворотке крови

В клинической практике используются различные методы определения билирубина и его фракций в сыворотке крови.

Наиболее распространенным из них является биохимический метод Ендрассика-Грофа. Он основан на взаимодействии билирубина с диазотированной сульфаниловой кислотой с образованием азопигментов. При этом связанный билирубин (билирубин-глюкуронид) дает быструю («прямую») реакцию с диазореактивом, тогда как реакция свободного (не связанного с глюкуронидом) билирубина протекает значтельно медленнее. Для ее ускорения применяют различные вещества–акселераторы, например кофеин (метод Ендрассика-Клеггорна-Грофа), которые освобождают билирубин из белковых комплексов («непрямая» реакция). В результате взаимодействия с диазотированной сульфаниловой кислотой билирубин образует окрашенные соединения. Измерения проводят на фотометре.

Нарушения обмена билирубина

Гипербилирубинемия – это нарушение равновесия между образованием и выделением билирубина. Основным клиническим признаком является желтуха (иктеричность) – желтая пигментация кожи или оболочек глаз, обусловленная повышением содержания билирубина в крови.

Нормальный уровень билирубина в крови – 8,5–20,5 мкмоль / л. Желтуха обнаруживается при уровне билирубина выше 34,2 мкмоль / л. Однако точный уровень билирубина в крови, при котором можно выявить желтуху, варьирует.

Читайте также:  Низкий гемоглобин у грудного ребенка при искусственном вскармливании

Билирубин – конечный продукт катаболизма порфиринового кольца молекулы гемоглобина, он не содержит ни железа, ни белка.

Нарушение обмена билирубина связано с расстройством его образования и выделения.

Симптомокомплекс, характеризующийся увеличением количества билирубина в крови с накоплением его в тканях и желтушным окрашиванием кожи, склер, слизистых, серозных оболочек и внутренних органов, называется желтухой.

Желтуха может возникать при наличии следующих условий:

увеличенное образование билирубина;

уменьшенная экскреция печенью;

обструкция желчного протока.

По механизмам развития желтухи различают три ее вида:

надпеченочную (гемолитическую) – характеризуется повышенным образованием билирубина в связи с увеличенным распадом (гемолизом) эритроцитов;

печеночную (паренхиматозную) – возникает при повреждении гепатоцитов (дистрофии и некрозе их), в результате чего нарушается захват, связывание и экскреция билирубина, что приводит к увеличению его содержания в крови;

подпеченочную (механическую) – происходит обтурация желчных путей, что приводит к накоплению связанного билирубина проксимальнее преграды в желчных путях и печени (холестаз).



Источник

Железодефицитная анемия

Общепринято выделять две формы железодефицитных состояний: латентный (скрытый) дефицит железа и железодефицитную анемию.

  • Латентный дефицит железа характеризуется уменьшением количества железа в организме (сокращение его запасов в органах-депо) и снижением уровня транспортного железа крови при нормальных показателях гемоглобина и эритроцитов.
  • Железодефицитная анемия — это патологическое состояние, характеризующееся нарушением синтеза гемоглобина в результате недостатка железа в организме (истощение его запасов в органах-депо), которое проявляется признаками анемии и сидеропении.

Люди, страдающие от железодефицитных состояний, составляют около 20% населения Земли. Железодефицитная анемия является самой распространенной патологией системы крови и самой часто встречаемой анемией.

Причины возникновения железодефицитных состояний очень разнообразны. Распознать причину развития железодефицитной анемии в каждом конкретном случае чрезвычайно важно, так как сама по себе анемия не является первичным заболеванием, а в большинстве случаев обусловлена какой-либо патологией.

Подробнее о железодефицитной анемии читайте в этой статье.

Талассемия

Талассемия — анемия, обусловленная нарушением синтеза глобулиновой части молекулы гемоглобина, связанного с рецессивно наследуемыми аномалиями генов. Выделяют:

  • альфа-талассемию, вызванную дефектом сектора α-цепи при отсутствии мРНК гена-α-глобулина,
  • бета-талассемию, обусловленную отсутствием или нарушением функции гена β-глобулина.

Альфа-талассемия (α-талассемия)

Существует 4 вида α-талассемии, связанные с 4 генами α-цепей:

— Делеция или инактивация четырех генов α-цепей глобина приводит к водянке плода, ребенок рождается мертвым, концентрация гемоглобина в крови резко снижена, и он представлен в основном гемоглобином Bart. Преобладает у выходцев из азиатских стран.

— Делеция или инактивация трех генов α-цепей глобина приводит к гемоглобинопатии Н, при которой выявляется микроцитарная гипохромная анемия с мишеневидными эритроцитами и тельцами Гейнце в мазках крови. Клиническими проявлениями могут быть гемолитическая анемия и спленомегалия. Течение длительное, симптомы анемии наблюдаются в детском возрасте, но в легких случаях — лишь в зрелом возрасте. При этом варианте гемоглобинопатии показана спленэктомия.

— Делеция или инактивация двух генов α-цепей глобина не приводит к выраженному нарушению нормального эритропоэза. Развивается синдром, называемый “малой α-талассемией”. Клиника проявляется легкой микроцитарной гипохромной анемией, не требующей лечений.

— При делеции или инактивации одного гена α-цепей глобина клиника анемии отсутствует.

Бета-талассемия (β-талассемия)

β-талассемии связаны с наследованием ребенком гена β-глобина с нарушенной функцией. В геноме β-глобина имеются 2 мутантных аллеля.

  • При наследовании только одного аллеля развивается гетерозиготная β-талассемия (малая талассемия).
  • При наследовании двух мутантных аллелей развивается гомозиготная β-талассемия (большая талассемия, анемия Кули).

Гетерозиготная β-талассемия протекает с клиникой легкой гипохромной анемии, анизоцитозом и пойкилоцитозом, незначительным увеличением селезенки и повышением содержания фракции HbA2. Прогноз при данной форме анемии благоприятный.

Гомозиготная β-талассемия имеет тяжелое течение, проявляется выраженной гемолитической анемией, развивающейся к концу первого года жизни ребенка, гепатомегалией и спленомегалией, отставанием ребенка в физическом развитии, монголоидностью лица и башенным черепом.

Характерны резкое снижение образования HbA1, увеличение содержания HbF, нормальное или повышенное содержание HbA2. Уровень гемоглобина составляет 30–50 г/л, цветовой показатель ниже 0,5. В мазках крови выявляют мишеневидные эритроциты, анизоцитоз и пойкилоцитоз. Длительный гемолиз и частые переливания крови приводят к развитию гемосидероза печени и селезенки и нередко к образованию билирубиновых камней в желчных путях.

Читайте также:  Норма гемоглобина в крови у женщин во время беременности

Прогноз при тяжелой гомозиготной β-талассемии неблагоприятный, больные умирают в первые годы жизни. При талассемии средней тяжести дети доживают до школьного возраста, при талассемии легкой степени тяжести больные доживают до среднего возраста.

Лечение

При альфа- и бета-талассемиях проводят гемотрансфузии (повторное переливание отмытых или размороженных эритроцитов), введение фолиевой кислоты (прием по 0,005 г 1–2 раза в день). Спленэктомию проводят по показаниям (при значительной спленомегалии и распаде эритроцитов в селезенке). Замедление развития гемосидероза достигается назначением хелатов железа (десферал, дефероксамин). Трансплантация костного мозга может привести к выздоровлению.

Анемии при хронических заболеваниях

У больных с воспалительными процессами, хроническими инфекциями, аутоиммунными заболеваниями и опухолями часто бывает нормоцитарная умеренно выраженная анемия. Анемия развивается обычно медленно в течение нескольких месяцев.

Ведущее значение в патогенезе анемии имеет нарушение использования двухвалентного железа костным мозгом. Кроме того, выявляется низкий уровень эритропоэтина. Это определяет образование в условиях дефицита железа эритроцитов, имеющих сниженную продолжительность жизни. Клиника заболевания проявляется синдромом анемии.

Диагностика

Типична умеренная нормоцитарная анемия с небольшой гипохромией, возможен микроцитоз на фоне хронического заболевания, гемоглобин 80–100 г/л. Сывороточное железо и общая железосвязывающая способность сыворотки обычно снижены в отличие от железодефицитной анемии. Средний эритроцитарный объем составляет 80 — 85 фл, средняя концентрация гемоглобина в эритроцитах 30–32 г/дцл. Насыщение трансферрина более 10%, уровень ферритина сыворотки нормальный, но, являясь белком острой фазы воспаления, может быть повышенным.

Лечение

Лечение направлено на коррекцию основного заболевания. Симптомы анемии обычно исчезают при эффективном лечении через 1 мес. Применение только препаратов железа неэффективно. В настоящее время исследуется действие эритропоэтина при онкологических и хронических воспалительных заболеваниях.

Сидеробластные (сидероахристические) анемии

Сидеробластные анемии — группа заболеваний, характеризующихся нарушением ферментных систем, участвующих в метаболизме железа в клетках эритроидного ряда. Железо поступает в эритробласты, где накапливается в околоядерных митохондриях, нарушается синтез гема. Образуется большое количество сидеробластов — незрелых ядросодержащих клеток костного мозга — предшественниц эритроцитов, в цитоплазме которых выявляются гранулы железа, расположенные диффузно или в виде колец вокруг ядра. Синтез гемоглобина нарушается, снижается среднее содержание гемоглобина в эритроците, появляются популяции гипохромных микроцитов.

Выделяют разные формы сидеробластных анемий:

  • Наследственная форма является сцепленной с Х-хромосомной патологией, вызванной аномалией метаболизма пиридоксина (витамина В6) — недостаточностью эритроидной формы аминолевулинатсинтетазы.
  • Приобретенная форма может быть вызвана лекарственными средствами (изониазидом, химиотерапевтическими средствами, алкоголем), интоксикацией свинцом, эндокринными или воспалительными заболеваниями.
  • Существует также идиопатическая форма (рефрактерная сидеробластная анемия), причина которой неизвестна.

Клиника сидеробластной анемии у детей проявляется тяжелой гемолитической анемией, приводящей к вторичному гиперспленизму, увеличению запасов железа в организме и гемосидерозу. У больных старше 60 лет анемия может быть относительно тяжелой (гемоглобин 80-100 г/л).

Диагностика

При исследовании мазков крови находят диморфную популяцию эритроцитов (нормоцитарную и микроцитарную). При врожденных и идиопатических формах выявляют выраженный анизоцитоз и пойкилоцитоз. Средний эритроцитарный объем обычно нормальный, но может быть незначительно увеличенным. Как правило, наблюдается базофилия эритроцитов. Уровень сывороточного железа, ферритина и содержание трансферрина увеличены. В пунктате костного мозга наблюдается эритроидная гиперплазия. При окраске на железо видны аномальные кольцевидные сидеробласты.

Лечение

Всем пациентам назначают пробное лечение пиридоксином. Назначают прием внутрь пиридоксина в дозе 50–200 мг/сут или его внутримышечное введение по 100 мг 2 раза в неделю на протяжении 2 мес. Наиболее эффективно использование кофермента пиридоксаль фосфата, так как иногда блокируется возможность трансформации пиридоксина в пиридоксальфосфат. При наследственных формах лечение пиридоксином необходимо периодически повторять. Но витамин В6 эффективен только при наследственной форме.

При приобретенных формах необходимо прекратить прием изониазида, употребление алкоголя и исключить другие интоксикации. Андрогены иногда стимулируют продукцию эритроцитов. Многие больные трансфузионнозависимы. У 10% пациентов с приобретенной идиопатической анемией развивается острый лейкоз.

Для уменьшения гемосидероза органов и снижения концентрации сывороточного железа, ориентируясь на его содержание и присутствие сидеробластов в костном мозге, назначают дефероксамин (внутривенно по 500–1000 мг с перерывами).

Источник