Hemogram

Hemogram(Darah haima Yunani + notasi gramma) – tes darah klinis. Berisi data jumlah seluruh sel darah, ciri morfologinya, LED, kandungan hemoglobin, indeks warna, angka hematokrit, rasio berbagai jenis leukosit, dll.

Darah untuk penelitian diambil 1 jam setelah paru ditusuk dari jari (daun telinga atau tumit pada bayi baru lahir dan anak kecil). Tempat tusukan dirawat dengan kapas yang dibasahi dengan etil alkohol 70%. Kulit ditusuk dengan tombak scarifier standar sekali pakai. Darah harus mengalir dengan bebas. Anda bisa menggunakan darah yang diambil dari vena.

Dengan penebalan darah, konsentrasi hemoglobin dapat meningkat, dengan peningkatan volume plasma darah, penurunan dapat terjadi.

Penentuan jumlah sel darah dilakukan di ruang hitung Goryaev. Ketinggian ruangan, luas kisi-kisi dan pembagiannya, serta pengenceran darah yang diambil untuk pengujian memungkinkan untuk menentukan jumlah unsur yang terbentuk dalam volume darah tertentu. Kamera Goryaev bisa diganti dengan penghitung otomatis. Prinsip operasinya didasarkan pada perbedaan konduktivitas listrik partikel tersuspensi dalam cairan.

Jumlah normal sel darah merah dalam 1 liter darah

	4.0–5.0×10 12
	3,7–4,7×10 12

Penurunan jumlah sel darah merah (eritrositopenia) merupakan karakteristik anemia: peningkatan diamati dengan hipoksia, kelainan jantung bawaan, gagal jantung, eritremia, dll.

Jumlah trombosit dihitung menggunakan berbagai metode (dalam apusan darah, di ruang Goryaev, menggunakan penghitung otomatis). Pada orang dewasa, jumlah trombositnya adalah 180,0–320,0×10 9 /l. Peningkatan jumlah trombosit diamati pada neoplasma ganas, leukemia myeloid kronis, osteomyelofibrosis, dll. Konten yang dikurangi jumlah trombosit bisa menjadi gejala berbagai penyakit, misalnya purpura trombositopenik. Trombositopenia imun paling sering terjadi dalam praktik klinis. Jumlah retikulosit dihitung pada apusan darah atau di ruang Goryaev. Pada orang dewasa, isinya adalah 2–10 ‰.

Jumlah sel darah putih normal pada orang dewasa berkisar antara 4,0 sebelum 9.0×10 9 /l. Pada anak-anak ukurannya sedikit lebih besar. Jumlah leukosit lebih rendah 4.0×10 9 /l disebut dengan istilah “leukopenia”, lebih lanjut 10.0×10 9 /l– istilah “leukositosis”. Jumlah leukosit pada orang sehat tidak konstan dan dapat berfluktuasi secara signifikan sepanjang hari (bioritme sirkadian). Amplitudo fluktuasi tergantung pada usia, jenis kelamin, karakteristik konstitusi, kondisi kehidupan, aktivitas fisik, dll. Perkembangan leukopenia disebabkan oleh beberapa mekanisme, misalnya penurunan produksi leukosit oleh sumsum tulang, yang terjadi pada hipoplastik. dan anemia defisiensi besi. Leukositosis biasanya berhubungan dengan peningkatan jumlah neutrofil, lebih sering karena peningkatan produksi leukosit atau redistribusinya ke dalam sel. tempat tidur vaskular; diamati dalam banyak kondisi tubuh, misalnya, dengan stres emosional atau fisik, dengan sejumlah penyakit menular, keracunan, dll. Biasanya, leukosit dalam darah orang dewasa terwakili berbagai bentuk, yang didistribusikan dalam sediaan berwarna dengan perbandingan sebagai berikut:

Penentuan hubungan kuantitatif antara masing-masing bentuk leukosit (rumus leukosit) merupakan hal yang penting secara klinis. Yang paling sering diamati adalah apa yang disebut pergeseran formula leukosit ke kiri. Hal ini ditandai dengan munculnya bentuk leukosit yang belum matang (sel pita, metamielosit, mielosit, ledakan, dll.). Diamati kapan proses inflamasi dari berbagai etiologi, leukemia.

Gambaran morfologi unsur-unsur yang terbentuk diperiksa pada apusan darah yang diwarnai di bawah mikroskop. Ada beberapa cara untuk menodai apusan darah, berdasarkan afinitas kimia unsur sel terhadap pewarna anilin tertentu. Dengan demikian, inklusi sitoplasma diwarnai secara metakromatik dengan pewarna organik biru dalam warna ungu cerah (azurofilia). Pada apusan darah yang diwarnai, ukuran leukosit, limfosit, eritrosit (mikrosit, makrosit dan megasit), bentuk, warnanya, misalnya saturasi eritrosit dengan hemoglobin (indikator warna), warna sitoplasma leukosit, limfosit , ditentukan. Indeks warna yang rendah menunjukkan hipokromia, hal ini diamati pada anemia yang disebabkan oleh kekurangan zat besi dalam eritrosit atau tidak digunakannya untuk sintesis hemoglobin. Indeks warna yang tinggi menunjukkan hiperkromia pada anemia yang disebabkan oleh kekurangan vitamin DI DALAM 12 dan (atau) asam folat, hemolisis.

Laju sedimentasi eritrosit (ESR) ditentukan dengan metode Panchenkov, yang didasarkan pada sifat sel darah merah untuk mengendap ketika darah yang tidak menggumpal ditempatkan dalam pipet vertikal. ESR tergantung pada jumlah sel darah merah dan ukurannya. Volume dan kemampuan membentuk aglomerat, tergantung pada suhu lingkungan, jumlah protein plasma darah dan perbandingan fraksinya. Peningkatan ESR dapat terjadi selama proses infeksi, imunopatologis, inflamasi, nekrotik dan tumor. Peningkatan ESR terbesar diamati selama sintesis protein patologis, yang khas untuk myeloma, makroglobulinemia Waldenström, penyakit rantai ringan dan berat, serta hiperfibrinogenemia. Perlu diingat bahwa penurunan kandungan fibrinogen dalam darah dapat mengkompensasi perubahan rasio albumin dan globulin, sehingga ESR tetap normal atau melambat. Pada penyakit menular akut (misalnya influenza, sakit tenggorokan), ESR tertinggi mungkin terjadi selama periode penurunan suhu tubuh, dengan perkembangan proses sebaliknya. ESR lambat lebih jarang terjadi, misalnya pada eritremia, eritrositosis sekunder, peningkatan konsentrasi asam empedu dan pigmen empedu dalam darah, hemolisis, perdarahan, dll.

Angka hematokrit - rasio volumetrik unsur darah dan plasma yang terbentuk - memberikan gambaran tentang total volume sel darah merah.

Angka hematokrit normal

Hal ini ditentukan dengan menggunakan hematokrit, yaitu dua kapiler kaca pendek dalam nosel khusus. Angka hematokrit tergantung pada volume sel darah merah dalam aliran darah, kekentalan darah, kecepatan aliran darah dan faktor lainnya. Ini meningkat dengan dehidrasi, tirotoksikosis, diabetes mellitus, obstruksi usus, kehamilan, dll. Jumlah hematokrit yang rendah diamati dengan perdarahan, gagal jantung dan ginjal, puasa, dan sepsis.

Indikator hemogram biasanya memungkinkan seseorang untuk menavigasi kekhasan proses patologis. Dengan demikian, sedikit leukositosis neutrofilik mungkin terjadi pada penyakit menular ringan dan proses purulen; kejengkelan ditunjukkan oleh hiperleukositosis neutrofilik. Hemogram ini digunakan untuk memantau efek obat tertentu. Oleh karena itu, penentuan kandungan hemoglobin eritrosit secara teratur diperlukan untuk menetapkan rejimen asupan suplemen zat besi pada pasien dengan anemia defisiensi besi, dan jumlah leukosit dan trombosit dalam pengobatan leukemia dengan obat sitostatik.

Struktur dan fungsi hemoglobin

Hemoglobin– komponen utama eritrosit dan pigmen pernapasan utama, memastikan transfer oksigen ( TENTANG 2 ) dari paru-paru ke jaringan dan karbon dioksida ( BERSAMA 2 ) dari jaringan ke paru-paru. Selain itu, berperan penting dalam menjaga keseimbangan asam basa darah. Diperkirakan satu sel darah merah mengandung ~340.000.000 molekul hemoglobin, yang masing-masing terdiri dari sekitar 103 atom. Rata-rata, darah manusia mengandung ~750 g hemoglobin.

Hemoglobin adalah suatu protein kompleks yang termasuk dalam kelompok hemoprotein, komponen proteinnya diwakili oleh globin, dan komponen non-proteinnya diwakili oleh empat senyawa besi porfirin identik yang disebut heme. Atom besi (II) yang terletak di pusat heme memberi darah warna merah yang khas ( lihat gambar. 1). Sifat paling khas dari hemoglobin adalah penambahan gas yang reversibel TENTANG 2 , CO 2 dan sebagainya.

Beras. 1. Struktur hemoglobin

Ditemukan bahwa heme memperoleh kemampuan untuk mengangkut TENTANG 2 hanya jika dikelilingi dan dilindungi oleh protein tertentu - globin (heme sendiri tidak mengikat oksigen). Biasanya saat menghubungkan TENTANG 2 dengan besi ( Fe) satu atau lebih elektron ditransfer secara ireversibel dari atom Fe ke atom TENTANG 2 . Dengan kata lain, terjadi reaksi kimia. Telah dibuktikan secara eksperimental bahwa mioglobin dan hemoglobin memiliki kemampuan unik untuk berikatan secara reversibel HAI 2 tanpa oksidasi heme Fe 2+ di Fe 3+ .

Dengan demikian, proses respirasi yang sekilas tampak begitu sederhana, sebenarnya dilakukan melalui interaksi berbagai jenis atom dalam molekul raksasa yang sangat kompleks.

Di dalam darah, hemoglobin terdapat setidaknya dalam empat bentuk: oksihemoglobin, deoksihemoglobin, karboksihemoglobin, dan methemoglobin. Dalam eritrosit, bentuk molekul hemoglobin mampu melakukan interkonversi, rasionya ditentukan oleh karakteristik individu organisme.

Seperti protein lainnya, hemoglobin memiliki serangkaian karakteristik tertentu yang dapat membedakannya dari protein lain dan zat non-protein dalam larutan. Karakteristik tersebut meliputi berat molekul, komposisi asam amino, muatan listrik, dan sifat kimia.

Dalam praktiknya, sifat elektrolit hemoglobin paling sering digunakan (metode konduktif untuk mempelajarinya didasarkan pada ini) dan kemampuan heme untuk mengikat berbagai gugus kimia, yang menyebabkan perubahan valensi. Fe dan pewarnaan larutan (metode kalorimetri). Namun, banyak penelitian menunjukkan bahwa hasil metode konduktif untuk menentukan hemoglobin bergantung pada komposisi elektrolit darah, sehingga sulit untuk menggunakan penelitian semacam itu dalam pengobatan darurat.

Struktur dan fungsi sumsum tulang

Sumsum tulang(medulla ossium) adalah organ sentral hematopoiesis, terletak di substansi spons tulang dan rongga sumsum tulang. Ia juga melakukan fungsi perlindungan biologis tubuh dan pembentukan tulang.

Pada manusia, sumsum tulang (BM) pertama kali muncul pada bulan ke-2 embriogenesis di tulang selangka, pada bulan ke-3 - di tulang belikat, tulang rusuk, tulang dada, tulang belakang, dll. Pada bulan ke-5 embriogenesis, sumsum tulang berfungsi sebagai organ hematopoietik utama, menyediakan hematopoiesis sumsum tulang yang berdiferensiasi dengan elemen seri granulositik, eritrosit, dan megakarsiositik.

Dalam tubuh manusia dewasa, perbedaan dibuat antara BM merah, yang diwakili oleh jaringan hematopoietik aktif, dan kuning, yang terdiri dari sel-sel lemak. CM merah mengisi ruang antara trabekula tulang substansi spons tulang pipih dan epifisis tulang panjang. Warnanya merah tua dan konsistensi semi cair, terdiri dari stroma dan sel jaringan hematopoietik. Stroma dibentuk oleh jaringan retikuler, diwakili oleh fibroblas dan sel endotel; mengandung sejumlah besar pembuluh darah, terutama kapiler sinusoidal berdinding tipis lebar. Stroma berperan dalam perkembangan dan fungsi tulang. Di ruang antara struktur stroma terdapat sel-sel yang terlibat dalam proses hematopoiesis: sel induk, sel progenitor, eritroblas, mieloblas, monoblas, megakarioblas, promielosit, mielosit, metamielosit, megakariosit, makrofag, dan sel darah matang.

Pembentuk sel darah pada BM merah tersusun dalam bentuk pulau-pulau. Dalam hal ini, eritroblas mengelilingi makrofag, yang mengandung zat besi, yang diperlukan untuk pembangunan bagian hemin hemoglobin. Selama proses pematangan, leukosit granular (granulosit) disimpan dalam BM merah, sehingga kandungannya 3 kali lebih tinggi dibandingkan eritrokariosit. Megakariosit berhubungan erat dengan kapiler sinusoidal; sebagian sitoplasmanya menembus lumen pembuluh darah. Fragmen sitoplasma yang terpisah berupa trombosit masuk ke aliran darah. Limfosit yang terbentuk mengelilingi pembuluh darah dengan rapat. Prekursor limfosit dan limfosit B berkembang di sumsum tulang merah. Biasanya, hanya sel darah matang yang menembus dinding pembuluh darah sumsum tulang, sehingga munculnya bentuk yang belum matang dalam aliran darah menandakan adanya perubahan fungsi atau kerusakan pada penghalang sumsum tulang. CM menempati salah satu tempat pertama dalam tubuh dalam hal sifat reproduksinya. Rata-rata, seseorang menghasilkan:

Di masa kanak-kanak (setelah 4 tahun), BM merah secara bertahap digantikan oleh sel-sel lemak. Pada usia 25 tahun, diafisis tulang tubular terisi penuh dengan sumsum kuning, pada tulang pipih menempati sekitar 50% volume BM. CM kuning biasanya tidak melakukan fungsi hematopoietik, tetapi dengan kehilangan banyak darah, fokus hematopoiesis muncul di dalamnya. Seiring bertambahnya usia, volume dan massa BM berubah. Jika pada bayi baru lahir jumlahnya sekitar 1,4% dari berat badan, maka pada orang dewasa jumlahnya mencapai 4,6%.

Sumsum tulang juga terlibat dalam penghancuran sel darah merah, pemanfaatan kembali zat besi, sintesis hemoglobin, dan berfungsi sebagai tempat akumulasi lipid cadangan. Karena mengandung limfosit dan fagosit mononuklear, ia berperan dalam respon imun.

Aktivitas CM sebagai sistem pengaturan mandiri dikendalikan oleh prinsip umpan balik (angka sel dewasa darah mempengaruhi intensitas pembentukannya). Peraturan ini disediakan oleh serangkaian pengaruh antar sel dan humoral (penyair, limfokin, dan monokin) yang kompleks. Diasumsikan bahwa faktor utama yang mengatur homeostasis seluler adalah jumlah sel darah. Biasanya, seiring bertambahnya usia, sel-sel tersebut akan dihilangkan dan sel-sel lain akan menggantikannya. Dalam kondisi ekstrim (misalnya perdarahan, hemolisis), konsentrasi sel berubah dan umpan balik dipicu; di masa depan, prosesnya bergantung pada stabilitas dinamis sistem dan kekuatan pengaruh faktor-faktor berbahaya.

Di bawah pengaruh faktor endogen dan eksogen, fungsi hematopoietik BM terganggu. Seringkali, perubahan patologis yang terjadi pada BM, terutama pada awal penyakit, tidak mempengaruhi indikator yang mencirikan keadaan darah. Penurunan jumlah elemen seluler BM (hipoplasia) atau peningkatan (hiperplasia) mungkin terjadi. Dengan hipoplasia BM, jumlah mielokaryosit menurun, sitopenia dicatat, dan seringkali jaringan adiposa mendominasi jaringan myeloid. Hipoplasia hematopoiesis dapat menjadi penyakit independen (misalnya anemia aplastik). Dalam kasus yang jarang terjadi, penyakit ini menyertai penyakit seperti hepatitis kronis, neoplasma ganas, dan terjadi pada beberapa bentuk myelofibrosis, penyakit marmer, dan penyakit autoimun. Pada beberapa penyakit, jumlah sel dari satu rangkaian, misalnya sel darah merah (aplasia sel darah merah parsial), atau sel dari rangkaian granulositik (agranulositosis), berkurang. Dalam sejumlah kondisi patologis, selain hipoplasia hematopoiesis, hematopoiesis yang tidak efektif mungkin terjadi, yang ditandai dengan gangguan pematangan dan pelepasan sel hematopoietik ke dalam darah dan kematian intramedulernya.

Hiperplasia CM terjadi pada berbagai leukemia. Jadi, pada leukemia akut, sel-sel yang belum matang (ledakan) muncul; pada leukemia kronis, jumlah sel yang matang secara morfologis meningkat, misalnya limfosit pada leukemia limfositik, eritrosit pada eritremia, granulosit pada leukemia myeloid kronis. Hiperplasia sel eritrosit juga merupakan ciri khasnya anemia hemolitik,DI DALAM 12 -anemia defisiensi.

Hemoglobin- molekul yang terdiri dari protein globin (rantai 2a dan 2β) dan 4 gugus pigmen (heme), yang mampu mengikat oksigen molekuler secara reversibel. Satu sel darah merah rata-rata mengandung 400 juta molekul hemoglobin. Hemoglobin yang terikat pada oksigen disebut oksiheluglobin(memberi darah warna merah cerah). Proses pengikatannya dengan oksigen disebut oksigenasi, dan kembalinya ke oke dan hemoglobin - deoksigenasi. Hemoglobin yang tidak terikat pada oksigen disebut deoksiheluglobin. Hemoglobin mampu berikatan dengan karbon dioksida (carbaminghemoglobin) dan karbon monoksida (carboxyhemoglobin). Selain itu, NO, berinteraksi dengan protein ini, membentuk berbagai bentuk NO: methemoglobin, nitrosilhemoglobin(HbFe 2+ TIDAK) dan S-nitrosohemoglobin(SNO-Hb), yang berperan sebagai semacam pengatur alosterik aktivitas fungsional hemoglobin.

Norma dan fungsi hemoglobin

Jumlah hemoglobin pada pria adalah 130-160 g/l, pada wanita - 120-140 g/l. Pengangkutan oksigen dan karbon dioksida adalah fungsi hemoglobin. Hemoglobin itu kompleks senyawa kimia, terdiri dari protein globin dan empat molekul heme.

Beras. Kadar hemoglobin normal pada pria dan wanita

Fungsi utamanya adalah karena adanya protein kromoprotein khusus - hemoglobin. Berat molekul hemoglobin manusia adalah 68.800 Hemoglobin adalah enzim pernapasan yang ditemukan dalam sel darah merah dan bukan dalam plasma karena:

• memberikan penurunan kekentalan darah (melarutkan jumlah hemoglobin yang sama dalam plasma akan meningkatkan kekentalan darah beberapa kali lipat dan menghambat kerja jantung dan sirkulasi darah);
• mengurangi tekanan onkotik plasma, mencegah dehidrasi jaringan;
• mencegah tubuh kehilangan hemoglobin karena filtrasinya di glomeruli ginjal dan ekskresinya melalui urin.

Tujuan utama hemoglobin- pengangkutan oksigen dan karbon dioksida. Selain itu, hemoglobin memiliki sifat buffering, serta kemampuan mengikat zat beracun.

Beras. Interaksi hemoglobin dengan oksigen. k adalah konstanta laju reaksi

Hemoglobin terdiri dari bagian protein (globin) dan bagian besi non-protein (heme). Ada empat molekul heme per molekul globin. Zat besi yang merupakan bagian dari heme mampu mengikat dan melepaskan oksigen. Dalam hal ini, valensi besi tidak berubah, mis. itu tetap divalen. Besi adalah bagian dari semua enzim pernapasan.

Dalam darah orang sehat, kandungan hemoglobin adalah 120-165 g/l (120-150 g/l untuk wanita, 130-160 g/l untuk pria).

Biasanya, hemoglobin terkandung dalam bentuk tiga senyawa fisiologis: tereduksi, oksihemoglobin dan karboksihemoglobin. Hemoglobin, yang telah menambahkan oksigen, berubah menjadi oksihemoglobin - HbО2,. Ini adalah senyawa merah cerah yang menentukan warna darah arteri. Satu gram hemoglobin mampu mengikat 1,34 ml oksigen.

Oksihemoglobin yang telah melepaskan oksigen disebut hemoglobin tereduksi (Hb). Hal ini ditemukan dalam darah vena, yang memiliki warna ceri gelap. Selain itu, darah vena mengandung senyawa hemoglobin dengan karbon dioksida - karbohemoglobin(HbCO 2), yang mengangkut karbon dioksida dari jaringan ke paru-paru.

Hemoglobin memiliki kemampuan membentuk senyawa patologis. Salah satunya adalah karboksihemoglobin - hubungan hemoglobin dengan karbon monoksida(HbCO). Afinitas besi hemoglobin terhadap karbon monoksida melebihi afinitas terhadap oksigen, sehingga bahkan 0,1% karbon monoksida di udara menyebabkan konversi 80% hemoglobin menjadi karboksihemoglobin, yang tidak mampu mengikat oksigen, sehingga mengancam jiwa. Keracunan karbon monoksida ringan merupakan proses yang dapat dibalik. Saat Anda menghirup udara segar, karbon monoksida dilepaskan. Inhalasi oksigen murni meningkatkan laju pemecahan HbCO sebanyak 20 kali lipat.

Meja. Ciri-ciri hemoglobin

Methemoglobin(MetHb) juga merupakan senyawa patologis, merupakan hemoglobin teroksidasi, di mana, di bawah pengaruh zat pengoksidasi kuat (ferracyanide, kalium permanganat, hidrogen peroksida, anilin, dll.), besi heme diubah dari divalen menjadi trivalen. Ketika sejumlah besar methemoglobin terakumulasi dalam darah, pengangkutan oksigen melalui jaringan terganggu dan kematian dapat terjadi.

Miokardium mengandung hemoglobin otot, yang disebut mioglobin. Bagian non-proteinnya mirip dengan hemoglobin darah, dan bagian proteinnya, globin, memiliki berat molekul lebih rendah. Mioglobin manusia mengikat 14% jumlah total oksigen dalam tubuh. Sifat ini berperan penting dalam mensuplai kerja otot. Ketika otot berkontraksi, kapiler darahnya terkompresi dan aliran darah berkurang atau terhenti. Namun karena adanya oksigen yang terikat pada mioglobin, suplai oksigen ke serat otot tetap terjaga selama beberapa waktu.

HEMOGLOBIN, Hb (hemoglobin; Orang yunani haima darah + lat. bola globus), adalah hemoprotein, protein kompleks yang termasuk dalam kromoprotein yang mengandung heme; melakukan transfer oksigen dari paru-paru ke jaringan dan terlibat dalam transfer karbon dioksida dari jaringan ke organ pernapasan. Hemoglobin ditemukan dalam sel darah merah semua vertebrata dan beberapa hewan invertebrata (cacing, moluska, artropoda, echinodermata), serta pada bintil akar beberapa kacang-kacangan. mol. berat (massa) hemoglobin eritrosit manusia adalah 64.458; Satu eritrosit mengandung kira-kira. 400 juta molekul hemoglobin. Hemoglobin sangat larut dalam air, tidak larut dalam alkohol, kloroform, eter, dan mengkristal dengan baik (bentuk kristal Hemoglobin bervariasi dari hewan ke hewan).

Hemoglobin mengandung protein sederhana - globin dan gugus prostetik (non-protein) yang mengandung besi - heme (masing-masing 96 dan 4% berat molekul). Pada pH di bawah 2,0, molekul hemoglobin dipecah menjadi heme dan globin.

Dia me

Heme (C 34 H 32 O 4 N 4) adalah protoporfirin besi - senyawa kompleks protoporfirin IX dengan besi divalen. Besi terletak di tengah inti protoporfirin dan terhubung ke empat atom nitrogen inti pirol (Gbr. 1): dua ikatan koordinasi dan dua ikatan substitusi hidrogen.

Karena bilangan koordinasi besi adalah 6, dua valensi tetap tidak terpakai, salah satunya diwujudkan ketika heme berikatan dengan globin, dan yang kedua bergabung dengan oksigen atau ligan lain - CO, F +, azida, air (Gbr. 2), dll.

Kompleks protoporphin IX dengan Fe 3+ disebut hematin. Garam asam klorida hematin (klorhemin, hemin) mudah diekskresikan. bentuk kristal (disebut kristal Teichmann). Heme memiliki kemampuan untuk membentuk senyawa kompleks dengan senyawa nitrogen (amonia, piridin, hidrazin, amina, asam amino, protein, dll), sehingga berubah menjadi hemokromogen (lihat). Karena heme sama pada semua spesies hewan, perbedaan sifat hemoglobin disebabkan oleh ciri struktural bagian protein dari molekul hemoglobin - globin.

Globin

Globin merupakan protein tipe albumin yang mengandung empat rantai polipeptida dalam molekulnya: dua rantai alfa (masing-masing mengandung 141 residu asam amino) dan dua rantai beta yang mengandung 146 residu asam amino. Jadi, komponen protein molekul G. dibangun dari 574 residu berbagai asam amino. Struktur primer, yaitu urutan asam amino yang ditentukan secara genetis dalam rantai polipeptida globin pada manusia dan sejumlah hewan, telah dipelajari sepenuhnya. Ciri khas globin manusia adalah tidak adanya asam amino isoleusin dan sistin dalam komposisinya. Residu N-terminal dalam rantai alfa dan beta adalah residu valin. Residu terminal-C dari rantai alfa diwakili oleh residu arginin, dan rantai beta diwakili oleh residu histidin. Posisi kedua dari belakang di setiap rantai ditempati oleh residu tirosin.

Analisis struktur sinar-X kristal memungkinkan untuk mengidentifikasi ciri-ciri utama struktur spasial molekulnya [M. Perutz]. Ternyata rantai alfa dan beta mengandung segmen heliks dengan panjang yang berbeda-beda, yang dibangun berdasarkan prinsip heliks alfa (struktur sekunder); Rantai alfa memiliki 7 dan rantai beta memiliki 8 segmen heliks yang dihubungkan oleh bagian non-heliks. Segmen heliks yang dimulai dari ujung-N ditandai dengan huruf Alfabet Latin(A, B, C, D, E, F, G, H), dan bagian non-spiral atau sudut rotasi spiral ditetapkan sesuai (AB, BC, CD, DE, dll.). Daerah non-heliks pada ujung amina (N) atau karboksil (C) rantai globin masing-masing disebut NA atau HC. Residu asam amino diberi nomor di setiap segmen dan, sebagai tambahan, penomoran residu dari ujung N rantai diberikan dalam tanda kurung.

Bagian heliks dan non-heliks disusun dengan cara tertentu dalam ruang, yang menentukan struktur tersier rantai globin. Yang terakhir ini hampir identik dalam rantai alfa dan beta G., meskipun ada perbedaan signifikan dalam struktur utamanya. Hal ini disebabkan oleh susunan spesifik gugus asam amino polar dan hidrofobik, yang menyebabkan akumulasi gugus non-polar di bagian dalam globul dengan pembentukan inti hidrofobik. Kelompok polar protein menghadap ke lingkungan berair, melakukan kontak dengannya. Di dalam setiap rantai globin, di dekat permukaan, terdapat rongga hidrofobik (“kantong heme”), di mana heme berada, diorientasikan sehingga substituen nonpolarnya diarahkan ke bagian dalam molekul, menjadi bagian dari inti hidrofobik. Hasilnya kira-kira. 60 kontak non-polar antara heme dan globin dan satu atau dua kontak polar (ionik) heme dengan rantai alfa dan beta, yang melibatkan residu asam propionat heme, yang keluar dari “kantong” hidrofobik. Lokasi heme dalam rongga hidrofobik globin memberikan kemungkinan penambahan oksigen secara reversibel ke Fe 2+ heme tanpa oksidasi heme menjadi Fe 3+ dan merupakan karakteristik hemoglobin dari berbagai spesies hewan. Hal ini dikonfirmasi oleh sensitivitas ekstrim G. terhadap setiap perubahan kontak nonpolar di dekat heme. Dengan demikian, penggantian heme dalam hematopophyrin dengan hematoporphyrin menyebabkan pelanggaran tajam terhadap sifat heme.

Beberapa residu asam amino yang mengelilingi heme dalam rongga hidrofobik termasuk dalam asam amino invarian, yaitu asam amino yang sama untuk spesies hewan yang berbeda dan penting untuk fungsi G. Di antara asam amino invarian sangat penting dialokasikan ke tiga: residu histidin, yang disebut. histidin proksimal (posisi ke-87 pada rantai a dan ke-92), histidin distal (posisi ke-58 pada rantai a dan ke-63 pada (rantai 5), serta residu valin E-11 (posisi ke-62 pada rantai alfa rantai dan posisi ke-67 dalam rantai beta).

Hubungan antara apa yang disebut histidin proksimal dan besi heme adalah satu-satunya bahan kimia. ikatan di antara mereka (ikatan koordinasi kelima atom Fe 2+ heme terwujud) dan secara langsung mempengaruhi penambahan oksigen ke heme. Histidin “distal” tidak berhubungan langsung dengan heme dan tidak berperan dalam fiksasi oksigen. Pentingnya adalah untuk menstabilkan atom Fe 2+ terhadap oksidasi ireversibel (tampaknya karena pembentukan ikatan hidrogen antara oksigen dan nitrogen). Residu valin (E-11) adalah sejenis pengatur laju penambahan oksigen ke heme: dalam rantai beta letaknya secara sterik sehingga menempati tempat di mana oksigen harus bergabung, akibatnya oksigenasi dimulai dengan rantai fla .

Bagian protein dan kelompok prostetik molekul mempunyai pengaruh yang kuat satu sama lain. Globin mengubah banyak sifat heme, memberikannya kemampuan untuk mengikat oksigen. Heme memberikan resistensi globin terhadap tindakan, pemanasan, pencernaan oleh enzim dan menentukan ciri-ciri sifat kristalisasi G.

Rantai polipeptida dengan molekul heme yang melekat padanya membentuk empat bagian utama - subunit molekul heme Sifat hubungannya (peletakan) satu sama lain dan lokasinya dalam ruang ditentukan oleh ciri-ciri struktur kuaterner heme: a- dan Rantai P terletak di sudut tetrahedron di sekitar sumbu simetri, Selain itu, rantai alfa terletak di atas rantai p dan tampak terjepit di antara keduanya, dan keempat heme berjauhan satu sama lain (Gbr. .3). Secara keseluruhan, terbentuk partikel spheroid tetramerik dengan dimensi 6,4 X 5,5 X 5,0 nm. Struktur kuaterner distabilkan oleh ikatan garam antara rantai α-α dan β-β dan dua jenis kontak antara rantai α dan β (α1-β1 dan α2-β2). Kontak α1-β1 adalah yang paling luas, melibatkan 34 residu asam amino, dan sebagian besar interaksi bersifat nonpolar. Kontak α1-β2 terdiri dari 19 residu asam amino, sebagian besar ikatannya juga nonpolar, kecuali beberapa ikatan hidrogen. Semua residu yang terletak pada kontak ini adalah sama pada semua spesies hewan yang diteliti, sedangkan 1/3 residu pada kontak α1-β1 bervariasi.

Kelenjar manusia bersifat heterogen, hal ini disebabkan adanya perbedaan rantai polipeptida yang menyusun komposisinya. Jadi, glukosa darah orang dewasa, yang merupakan 95-98% glukosa darah (HbA), mengandung dua rantai α dan dua rantai β; fraksi kecil G. (HbA2), mencapai kandungan maksimum 2,0-2,5%, mengandung dua rantai α dan dua rantai σ; Hemoglobin janin (HbF), atau hemoglobin janin, yang membentuk 0,1-2% dalam darah orang dewasa, terdiri dari dua rantai α dan dua rantai.

Janin G. digantikan oleh HbA pada bulan-bulan pertama setelah lahir. Hal ini ditandai dengan resistensi yang signifikan terhadap denaturasi termal, yang menjadi dasar metode untuk menentukan kandungannya dalam darah.

Tergantung pada komposisi rantai polipeptida, jenis G. yang terdaftar ditetapkan sebagai berikut: HbA - sebagai Hbα2β2, HbA2 - sebagai Hbα2σ2, dan HbF - sebagai Hbα2γ. Dengan anomali kongenital dan penyakit pada alat hematopoietik, jenis hematopoiesis abnormal muncul, misalnya, dengan anemia sel sabit (lihat), talasemia (lihat), methemoglobinemia kongenital yang berasal dari non-enzimatik (lihat Methemoglobinemia), dll. Substitusi yang paling umum dari satu asam amino dalam satu pasang rantai polipeptida.

Tergantung pada valensi atom besi heme dan jenis ligan dalam molekul heme, molekul heme dapat memiliki beberapa bentuk. Hidrogen tereduksi (deoksi-Hb) memiliki Fe 2+ dengan valensi keenam bebas; ketika O 2 ditambahkan ke dalamnya, bentuk hidrogen teroksigenasi (HbO 2) terbentuk. Ketika HbO 2 terkena sejumlah zat pengoksidasi (kalium ferisianida, nitrit, kuinon, dll.), Fe 2+ dioksidasi menjadi Fe 3+ dengan pembentukan methemoglobin, yang tidak mampu mentransfer O 2 . Tergantung pada nilai pH medium, ada bentuk methemoglobin yang bersifat asam dan basa, mengandung H 2 O atau gugus OH sebagai ligan keenam. Dalam darah orang sehat, konsentrasi methemoglobin adalah 0,83+0,42%.

Methemoglobin memiliki kemampuan untuk mengikat kuat hidrogen fluorida, asam hidrosianat dan zat lainnya. Properti ini digunakan dalam madu. praktek untuk menyelamatkan orang-orang yang keracunan hidrosianat. Berbagai turunan G. berbeda dalam spektrum serapan (Tabel).

Beberapa karakteristik spektrum serapan turunan hemoglobin (karakteristik miliekuivalen diberikan per 1 heme)

Turunan hemoglobin	Panjang gelombang (pada serapan maksimum), nm	Koefisien serapan cahaya miliekuivalen, E
Deoksihemoglobin
Oksihemoglobin (HbO2)
Karboksihemoglobin (HbCO)
Methemoglobin (met-Hb; pH 7,0-7,4)
Cyan-methemoglobin (CN-met-Hb)

Sifat fungsional hemoglobin. Peran biol utama G. adalah partisipasi dalam pertukaran gas antara tubuh dan lingkungan luar. G. memastikan transfer oksigen melalui darah dari paru-paru ke jaringan dan pengangkutan karbon dioksida dari jaringan ke paru-paru (lihat Pertukaran gas). Yang tidak kalah pentingnya adalah sifat penyangga hemoglobin, yang membentuk sistem penyangga hemoglobin dan oksihemoglobin yang kuat dalam darah, sehingga berkontribusi pada pemeliharaan keseimbangan asam-basa dalam tubuh (lihat Sistem penyangga, Keseimbangan asam-basa).

Kapasitas oksigen HbO 2 adalah 1,39 ml O 2 per 1 g HbO 2. Kemampuan G. untuk mengikat dan melepaskan oksigen tercermin dari kurva disosiasi oksigen (ODC), yang mencirikan persentase saturasi G. dengan oksigen tergantung pada tekanan parsial O 2 (pO 2).

Molekul oksigen tetramerik memiliki CDK berbentuk S, yang menunjukkan bahwa oksigen memberikan pengikatan oksigen yang optimal pada tekanan parsial yang relatif rendah di paru-paru dan pelepasan oksigen dalam jaringan pada tekanan parsial yang relatif tinggi (Gbr. 4). Pengiriman oksigen maksimum ke jaringan dikombinasikan dengan pelestarian tekanan parsial tinggi dalam darah, yang memastikan penetrasi oksigen jauh ke dalam jaringan. Nilai tekanan parsial oksigen dalam mm Hg. Art., bila 50% gas teroksigenasi, merupakan ukuran afinitas gas terhadap oksigen dan ditetapkan sebagai P50.

Penambahan oksigen ke empat heme G. terjadi secara berurutan. Sifat CDK G. yang berbentuk S menunjukkan bahwa molekul oksigen pertama bergabung dengan G. sangat lambat, yaitu afinitasnya terhadap G. rendah, karena kontak garam dalam molekul deoksihemoglobin perlu diputus. Namun, penambahan molekul oksigen pertama meningkatkan afinitas tiga heme yang tersisa terhadapnya, dan oksigenasi heme lebih lanjut terjadi lebih cepat (oksigenasi heme keempat terjadi 500 kali lebih cepat daripada yang pertama). Akibatnya, ada interaksi kooperatif antara pusat pengikatan oksigen. Pola reaksi karbon monoksida (CO) sama dengan oksigen, namun afinitas karbon monoksida terhadap CO hampir 300 kali lebih tinggi dibandingkan dengan O2, sehingga karbon monoksida sangat beracun. Jadi, dengan konsentrasi CO di udara sebesar 0,1%, lebih dari separuh gas darah tidak terikat dengan oksigen, tetapi dengan karbon monoksida. Dalam hal ini, karboksihemoglobin terbentuk, yang tidak mampu mengangkut oksigen.

Pengatur proses oksigenasi hemoglobin. Proses oksigenasi dan deoksigenasi sangat dipengaruhi oleh ion hidrogen, fosfat organik, garam anorganik, suhu, karbon dioksida, dan beberapa zat lain yang mengontrol besarnya afinitas hidrogen terhadap oksigen sesuai dengan fisiol. permintaan tubuh. Ketergantungan afinitas oksigen terhadap oksigen pada nilai pH medium disebut efek Bohr (lihat efek Verigo). Ada yang “asam” (pH<6) и «щелочной» эффект Бора (pH>6). Fisio terhebat. Yang penting adalah efek Bohr “basa”. Mekanisme molekulernya disebabkan oleh adanya sejumlah muatan positif dalam molekul kelompok fungsional, konstanta disosiasi yang secara signifikan lebih tinggi pada deoksihemoglobin karena pembentukan jembatan garam antara kelompok rantai protein tetangga yang bermuatan negatif di dalam molekul G. Selama oksigenasi, karena perubahan konformasi yang terjadi pada molekul G, jembatan garam dihancurkan, pH gugus bermuatan negatif berubah dan proton dilepaskan ke dalam larutan. Akibatnya, oksigenasi menyebabkan pelepasan proton (H +) dari molekul gas dan, sebaliknya, perubahan nilai pH, yaitu secara tidak langsung konsentrasi ion H +, medium mempengaruhi penambahan oksigen ke gas. Dengan demikian, H+ menjadi ligan yang lebih disukai berikatan dengan deoksihemoglobin dan dengan demikian mengurangi afinitasnya terhadap oksigen, yaitu perubahan pH ke sisi asam menyebabkan pergeseran CDC ke kanan. Proses oksigenasi bersifat endotermik, dan peningkatan suhu mendorong pemisahan oksigen dari molekul G. Akibatnya, peningkatan aktivitas organ dan peningkatan suhu darah akan menyebabkan pergeseran CDC ke kanan, dan pengiriman oksigen ke jaringan akan meningkat.

Peraturan unik dari proses oksigenasi dilakukan oleh fosfat organik yang terlokalisasi di eritrosit. Secara khusus, 2,3-difosfogliserat (DPG) secara signifikan mengurangi afinitas G. terhadap oksigen, mendorong penghilangan O2 dari oksihemoglobin. Pengaruh DPG pada G. meningkat dengan menurunnya nilai pH (dalam fisiol, wilayah), oleh karena itu pengaruhnya terhadap CDK G. lebih terlihat pada nilai pH rendah. DPG berikatan terutama dengan deoksihemoglobin dengan perbandingan molar 1:1, memasuki rongga internal molekulnya dan membentuk 4 jembatan garam dengan dua gugus alfa-NH 2 residu valin rantai beta dan, tampaknya, dengan dua gugus imidazol histidin H- 21 (143) rantai beta. Pengaruh DPG menurun dengan meningkatnya suhu, yaitu proses pengikatan DPG ke molekul G bersifat eksotermik. Hal ini mengarah pada fakta bahwa dengan adanya DPG, ketergantungan proses oksigenasi pada suhu sebagian besar hilang. Akibatnya, pelepasan oksigen secara normal oleh darah dimungkinkan pada rentang suhu yang luas. Efek serupa, meskipun pada tingkat lebih rendah, diberikan oleh ATP, fosfat piridoksal, dan fosfat organik lainnya. Dengan demikian, konsentrasi fosfat organik dalam eritrosit mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap fungsi pernafasan G., dengan cepat beradaptasi dengan berbagai fisiol, dan patol, kondisi yang berhubungan dengan gangguan oksigenasi * (perubahan kandungan oksigen di atmosfer, kehilangan darah, regulasi transportasi oksigen dari ibu ke janin melalui plasenta, dll). Jadi, dengan anemia dan hipoksia, kandungan DPG dalam eritrosit meningkat, yang menggeser CDC ke kanan dan menyebabkan pelepasan oksigen lebih besar ke jaringan. Banyak garam netral (asetat, fosfat, kalium dan natrium klorida) juga mengurangi afinitas G. terhadap oksigen. Efek ini bergantung pada sifat zat dan mirip dengan efek fosfat organik. Dengan adanya konsentrasi garam yang tinggi, afinitas G. terhadap oksigen mencapai minimum - pada tingkat yang sama untuk garam dan DPG yang berbeda, yaitu, baik garam maupun DPG bersaing satu sama lain untuk mendapatkan pusat pengikatan yang sama pada molekul G. Misalnya, efek DPG pada afinitas G. terhadap oksigen menghilang dengan adanya natrium klorida 0,5 M.

Kembali pada tahun 1904, Ch.Bohr dkk. menunjukkan penurunan afinitas G. terhadap oksigen dengan peningkatan tekanan parsial karbon dioksida dalam darah.

Peningkatan kandungan karbon dioksida terutama menyebabkan perubahan pH lingkungan, namun nilai P50 menurun lebih besar dari yang diharapkan dengan penurunan nilai tersebut.

nilai pH. Hal ini disebabkan oleh hubungan spesifik karbon dioksida dengan gugus rantai alfa alfa-NH2 yang tidak bermuatan, dan mungkin rantai gas beta, dengan pembentukan karbamat (karbhemoglobin) sesuai dengan skema berikut:

HbNH 3+<->HbNH2+H+

HbNH 2 + CO 2<->HbNHCOO - + H +

Deoksihemoglobin mengikat lebih banyak karbon dioksida dibandingkan HbO 2 . Dalam eritrosit, keberadaan DPG secara kompetitif menghambat pembentukan karbamat. Dengan bantuan mekanisme karbamat, hingga 15% karbon dioksida dikeluarkan dari tubuh orang sehat saat istirahat. Lebih dari 70% kapasitas penyangga darah disediakan oleh gas yang ada di dalamnya, yang juga menyebabkan partisipasi tidak langsung yang signifikan dari gas dalam transfer karbon dioksida. Saat darah mengalir melalui jaringan, HbO 2 berubah menjadi deoksihemoglobin, sambil mengikat ion H+ dan dengan demikian mengubah H 2 CO 3 menjadi HCO 3 -. Jadi, dengan partisipasi langsung dan tidak langsung G., lebih dari 90% karbon dioksida yang berasal dari jaringan ke dalam darah diikat dan dipindahkan ke paru-paru.

Semua pengatur perubahan CDC (H + , DPG, CO 2) ini harus saling berhubungan, yang sangat penting dalam sejumlah kondisi patologis yang muncul. Dengan demikian, peningkatan konsentrasi DPG dalam eritrosit merupakan akibat dari perubahan kompleks dalam metabolismenya, dimana peningkatan nilai pH menjadi syarat utamanya. Pada asidosis dan alkalosis, juga karena adanya hubungan antara H+ dan DPG, nilai P50 menjadi seimbang.

Metabolisme hemoglobin

Biosintesis G. terjadi pada bentuk eritrosit muda (eritroblas, normoblas, retikulosit), dimana atom besi yang termasuk dalam komposisi G. menembus.Glisin dan asam suksinat mengambil bagian dalam sintesis cincin porfirin dengan pembentukan - asam aminolevulinat. Dua molekul yang terakhir diubah menjadi turunan pirol - prekursor porfirin. Globin terbentuk dari asam amino, yaitu melalui cara sintesis protein yang biasa. Pembusukan G. dimulai di eritrosit, menyelesaikan siklus hidupnya. Heme dioksidasi melalui jembatan alfa-metin, memutus ikatan antara cincin pirol yang sesuai.

Turunan G. yang dihasilkan disebut verdoglobin (pigmen hijau). Ini sangat tidak stabil dan mudah terurai menjadi ion besi (Fe 3+), globin terdenaturasi dan biliverdin.

Kompleks haptoglobin-hemoglobin (Hp-Hb) sangat penting dalam katabolisme G.. Setelah eritrosit keluar ke aliran darah, G. berikatan secara ireversibel dengan haptoglobin (lihat) di kompleks Hp-Hb. Setelah seluruh jumlah Hp dalam plasma habis, G. diserap oleh tubulus proksimal ginjal. Sebagian besar globin terurai di ginjal dalam waktu 1 jam.

Katabolisme heme pada kompleks Hp-Hb dilakukan oleh sel retikuloendotelial hati, sumsum tulang dan limpa dengan pembentukan pigmen empedu (lihat). Besi yang dilepaskan dalam proses ini dengan sangat cepat memasuki kolam metabolisme dan digunakan dalam sintesis molekul besi baru.

Metode untuk menentukan konsentrasi hemoglobin. Dalam prakteknya, G. biasanya ditentukan dengan metode kolorimetri menggunakan hemometer Sali, berdasarkan pengukuran jumlah hemin yang terbentuk dari G. (lihat Hemoglobinometri). Namun, tergantung pada kandungan bilirubin dan methemoglobin dalam darah, serta pada beberapa kondisi patol, kesalahan metode mencapai +30%. Metode penelitian spektrofotometri lebih akurat (lihat Spektrofotometri).

Untuk menentukan total hemoglobin dalam darah digunakan metode cyanmethemoglobin, berdasarkan konversi semua turunan hemoglobin (deoksi-Hb, HbO 2, HbCO, met-Hb, dll) menjadi cyan-met-Hb dan mengukur kepadatan optik. larutan pada 540 nm. Untuk tujuan yang sama, metode piridin-hemokromogenik digunakan. Konsentrasi HbO 2 biasanya ditentukan dengan penyerapan cahaya pada 542 nm atau dengan metode gasometri (dengan jumlah oksigen yang terikat).

Hemoglobin dalam praktik klinis

Penentuan kandungan kuantitatif dan komposisi kualitatif G. digunakan dalam kombinasi dengan hematol lainnya. indikator (hematokrit, jumlah sel darah merah, morfologinya, dll.) untuk diagnosis sejumlah patologi, kondisi darah merah (anemia, eritremia dan eritrositosis sekunder, penilaian derajat kehilangan darah, pengentalan darah selama dehidrasi tubuh) tubuh dan luka bakar, dll.), untuk menilai efektivitas transfusi hemo selama terapi, dll.

Normalnya, kandungan G. dalam darah rata-rata 14,5 + 0,06 g% untuk pria (variasi 13,0-16,0 g%) dan untuk wanita 12,9 + 0,07 g% (12,0- 14,0 g%), menurut L. E. Yarustovskaya dkk. (1969); fluktuasinya tergantung pada usia dan karakteristik konstitusional tubuh, fisik. aktivitas, pola makan, iklim, tekanan parsial oksigen di udara sekitar. Konsentrasi G. dalam darah merupakan nilai relatif, tidak hanya bergantung pada jumlah absolut total G. dalam darah, tetapi juga pada volume plasma. Peningkatan volume plasma dengan jumlah G. yang konstan dalam darah dapat memberikan angka yang diremehkan dalam menentukan G. dan meniru anemia.

Untuk penilaian kandungan G. yang lebih lengkap, digunakan juga indikator tidak langsung: penentuan indikator warna, rata-rata kandungan G. dalam satu sel darah merah, rata-rata konsentrasi G. seluler dalam kaitannya dengan indeks hematokrit, dll.

Terjadi ketika bentuk yang parah anemia, penurunan konsentrasi G. dalam darah ke nilai kritis tertentu - 2-3 g% ke bawah (hemoglobinopenia, oligokromemia) - biasanya menyebabkan kematian, namun, pada beberapa jenis anemia kronis, masing-masing pasien, karena untuk pengembangan mekanisme kompensasi, beradaptasi dengan konsentrasi seperti itu.

Pada kondisi patol, kandungan G. dan jumlah sel darah merah tidak selalu berubah secara paralel, yang tercermin dalam klasifikasi anemia (bentuk anemia normal, hipo dan hiperkromik dibedakan); Eritremia dan eritrositosis sekunder ditandai dengan peningkatan konsentrasi G. (hiperkromemia) dan peningkatan jumlah sel darah merah pada saat yang bersamaan.

Hampir semua glukosa darah ditemukan di dalam sel darah merah; sebagian ada di plasma dalam bentuk kompleks Hp-Hb. Glukosa plasma bebas biasanya 0,02-2,5 mg% (menurut G.V. Derviz dan N.K. Byalko). Kandungan hemolisis bebas dalam plasma meningkat pada beberapa anemia hemolitik, yang terutama terjadi pada hemolisis intravaskular (lihat Hemoglobinemia).

Karena adanya beberapa jenis hemoglobin normal, serta munculnya beberapa penyakit hemoglobin abnormal dari berbagai asal dalam darah (lihat Hemoglobinopati) perhatian besar diberikan untuk menentukan komposisi kualitatif eritrosit hemoglobin (“rumus hemoglobin”). Dengan demikian, deteksi peningkatan jumlah G. tipe HbF dan HbA2 biasanya merupakan karakteristik dari beberapa bentuk talasemia beta.

Peningkatan kandungan HbF juga dicatat dengan hematol lainnya. penyakit ( leukemia akut, anemia aplastik, hemoglobinuria nokturnal paroksismal, dll.), serta dengan hepatitis menular, dengan persistensi hemoglobin janin dan kehamilan yang bersifat herediter tanpa gejala. Konsentrasi fraksi HbA2 dalam darah meningkat dengan adanya gas dan intoksikasi tertentu yang tidak stabil dan penurunan anemia defisiensi besi.

Selama entogenesis pada manusia, terjadi perubahan berbagai jenis hemoglobin normal.Pada janin (sampai 18 minggu), hemoglobin P (primitif) primer atau primitif terdeteksi; varietasnya ditetapkan sama dengan Hb Gower1 dan Hb Gower2.

Dominasi hematopoiesis primer berhubungan dengan periode hematopoiesis vitelline, dan pada periode hematopoiesis hati berikutnya, HbF disintesis secara dominan.

Sintesis HbA “dewasa” meningkat tajam selama periode hematopoiesis sumsum tulang; kandungan HbF pada bayi baru lahir mencapai 70-90% dari jumlah total G. (sisanya 10-30% merupakan fraksi HbA). Pada akhir tahun pertama kehidupan, konsentrasi HbF biasanya menurun menjadi 1-2%, dan kandungan HbA juga meningkat.

Diketahui bahwa St. 200 varian G. yang abnormal (patologis atau tidak biasa), yang kemunculannya disebabkan oleh berbagai cacat herediter dalam pembentukan rantai polipeptida globin.

Penemuan L. Pauling, Itano (N.A. Itano) dkk. pada tahun 1949, patol, hemoglobin S (bahasa Inggris: sel sabit sel sabit) meletakkan dasar bagi studi penyakit molekuler. Kehadiran sel darah abnormal dalam sel darah merah biasanya (tetapi tidak selalu) menyebabkan perkembangan sindrom anemia hemolitik herediter (lihat).

Sebagian besar varian hemoglobin yang dijelaskan harus dianggap bukan patologis, melainkan bentuk madu G.S yang jarang dan tidak biasa. hemoglobin S, C, D, E, Bart, H, M dan kelompok besar(sekitar 60) G. tidak stabil. G. tidak stabil disebut varian abnormal dari G., di mana, sebagai akibat dari penggantian salah satu asam amino, molekul menjadi tidak stabil terhadap aksi zat pengoksidasi, pemanasan, dan sejumlah faktor lainnya. faktor. Gugus GM muncul sebagai akibat dari substitusi asam amino pada rantai polipeptida di area kontak heme-globin, yang tidak hanya menyebabkan ketidakstabilan molekul, tetapi juga peningkatan kecenderungan pembentukan methemoglobin. M-hemoglobinopati sering menjadi penyebab methemoglobinemia herediter (lihat).

Klasifikasi G. pada awalnya didasarkan pada penggambarannya dalam urutan pembukaan dengan huruf alfabet Latin; pengecualian dibuat untuk G. “dewasa” normal, ditandai dengan huruf A, dan G. janin (HbF). Huruf S menunjukkan kelainan sel sabit G. (identik dengan HbB). Dengan demikian, huruf alfabet Latin dari A sampai S dianggap sebagai sebutan G yang diterima secara umum. Menurut yang diadopsi pada Hematol Internasional X. Kongres (Stockholm, 1964) G. tata nama selanjutnya tidak disarankan untuk menggunakan sisa huruf alfabet untuk menunjukkan varian baru.

Sekarang sudah menjadi kebiasaan untuk memberi nama bentuk G. yang baru ditemukan berdasarkan tempat penemuannya dengan menggunakan nama kota (wilayah), rumah sakit atau laboratorium tempat G. baru pertama kali ditemukan, dan menunjukkan (dalam tanda kurung) rumus biokimianya, lokasinya. dan sifat substitusi asam amino di sirkuit yang terpengaruh. Misalnya Hb Koln (alpha 2 beta 2 98 val->met) berarti pada hemoglobin Koln terjadi penggantian pada posisi ke-98 salah satu rantai polipeptida beta asam amino valin dengan metionin.

Semua varietas G. berbeda satu sama lain dalam sifat fisik dan kimianya. dan fisik sifat, dan beberapa juga berdasarkan sifat fungsional, yang menjadi dasar metode untuk mendeteksi berbagai varian G. di klinik. Kelas baru gas abnormal dengan perubahan afinitas terhadap oksigen telah ditemukan. Pengetikan G. dilakukan dengan menggunakan elektroforesis dan sejumlah metode laboratorium lainnya (pengujian ketahanan alkali dan denaturasi termal, spektrofotometri, dll.).

Berdasarkan mobilitas elektroforesisnya, G. dibedakan menjadi bergerak cepat, lambat, dan normal (memiliki mobilitas yang sama dengan HbA). Namun penggantian residu asam amino tidak selalu menyebabkan perubahan muatan molekul, sehingga beberapa varian tidak dapat dideteksi menggunakan elektroforesis.

Hemoglobin dalam kedokteran forensik

G. dan turunannya dalam kedokteran forensik ditentukan untuk menentukan adanya darah pada bukti fisik atau cairan apa pun ketika mendiagnosis keracunan dengan zat yang menyebabkan perubahan pada G., untuk membedakan darah milik janin atau bayi baru lahir dengan darah orang dewasa. . Terdapat bukti penggunaan ciri-ciri keturunan dalam pemeriksaan sengketa ayah, kehamilan dan penggantian anak, serta untuk tujuan mengindividualisasikan darah berdasarkan bukti fisik.

Dengan mengimunisasi hewan dengan hemoglobin manusia, diperoleh serum pengendap hemoglobin. Dengan bantuan serum ini, keberadaan darah manusia dapat ditentukan pada noda yang diperiksa pada G.

Untuk mengetahui keberadaan darah pada noda, digunakan analisis mikrospektral dan reaksi mikrokristalin. Dalam kasus pertama, hemokromogen diubah oleh alkali dan zat pereduksi menjadi hemokromogen, yang memiliki spektrum serapan yang khas (lihat Hemokromogen), atau hemokromogen ditindaklanjuti oleh asam sulfat pekat, yang mengarah pada pembentukan hematoporfirin. spektrum serapan khas pada bagian spektrum tampak.

Dari reaksi mikrokristalin untuk mengetahui keberadaan darah, yang paling sering digunakan adalah tes berdasarkan produksi kristal hemochromogen dan hemin hidroklorida. Untuk memperoleh kristal hemin dari jaringan yang diperiksa noda G., ambil benang dan letakkan pada kaca objek, tambahkan beberapa kristal natrium klorida dan beberapa tetes asam asetat pekat (reagen Teichmann). Ketika dipanaskan (dengan adanya darah), kristal hemin hidroklorida (kristal Teichmann) - jajaran genjang miring berwarna coklat - terbentuk dari G., terkadang reaksi digunakan untuk memperoleh kristal yodium-hemin dari G. - kristal hitam kecil dalam bentuk prisma belah ketupat.

Turunan G. terdeteksi secara spektroskopi dalam darah selama keracunan tertentu. Misalnya, dalam kasus keracunan karbon monoksida, karboksihemoglobin ditemukan dalam darah korban, dalam kasus keracunan zat pembentuk methemoglobin, methemoglobin terdeteksi.

Dalam kasus pembunuhan bayi, keberadaan darah bayi baru lahir atau janin mungkin perlu ditentukan berdasarkan berbagai bukti fisik. Karena kandungan HbF yang tinggi dalam darah janin dan bayi baru lahir, serta HbA dalam darah orang dewasa, maka dibedakan berdasarkan sifat fisik dan kimianya. sifat-sifatnya, G. bayi baru lahir (janin) dan orang dewasa dapat dengan mudah dibedakan.

Dalam praktiknya, denaturasi basa paling sering digunakan, karena kelenjar janin lebih tahan terhadap alkali dibandingkan kelenjar dewasa. Perubahan G. ditentukan secara spektroskopi, spektrofotometri, atau fotometri.

Sintesis rantai polipeptida dilakukan di bawah kendali gen struktural dan (mungkin) pengatur. Gen struktural menentukan urutan asam amino spesifik rantai polipeptida, sedangkan gen pengatur menentukan laju sintesisnya (lihat Gen).

6 jenis rantai g normal yang ada (Hbα, Hbβ, Hbγ, Hbδ, Hbε, Hbζ) pada manusia masing-masing dikodekan oleh 6 lokus gen (α, β, γ, δ, ε, ζ). Dipercaya bahwa mungkin ada dua lokus untuk rantai α. Selain itu, 5 rantai berbeda ditemukan, yang dikodekan oleh lokus berbeda. Jadi, secara total, seseorang dapat memiliki 7 hingga 10 pasang gen struktural yang mengontrol sintesis G.

Studi tentang tahapan perkembangan telah menunjukkan bahwa pada manusia terdapat regulasi genetik yang jelas dan seimbang dari sintesis berbagai G. Pada paruh pertama kehidupan rahim manusia, Gl. arr. lokus α, γ, ζ, rantai ε (yang terakhir hanya untuk waktu yang singkat, dalam periode awal kehidupan embrio). Setelah lahir, bersamaan dengan matinya lokus rantai gamma, lokus rantai β dan δ diaktifkan. Akibat peralihan ini, hemoglobin janin (HbF) digantikan oleh hemoglobin dewasa - HbA dengan sebagian kecil HbA2.

Masih ada pertanyaan yang belum jelas: lokasi lokus gen yang menentukan sintesis G. pada kromosom, keterkaitannya, ketergantungan aktivasi spesifik dan represi gen struktural G. yang terkait dengan periode entogenesis pada aksi gen pengatur, pengaruh faktor humoral (misalnya hormon), dll.

Sintesis rantai globin adalah contoh khusus sintesis protein di dalam sel.

Meskipun masih banyak yang belum jelas dalam regulasi sintesis G., mekanisme kuncinya tampaknya adalah mekanisme yang mengontrol laju transkripsi mRNA (messenger RNA) dari DNA. Karakterisasi pasti dari DNA yang secara spesifik bertanggung jawab untuk sintesis globin belum diperoleh. Namun, pada tahun 1972, beberapa laboratorium secara bersamaan berhasil mensintesis gen yang mengatur sintesis G. Hal ini dilakukan dengan menggunakan enzim reverse transkriptase (lihat Rekayasa genetika).

Bagian heme dari molekul heme disintesis secara terpisah menggunakan serangkaian reaksi enzimatik, dimulai dengan suksinat aktif (suksinat) dari siklus Krebs dan diakhiri dengan cincin protoporfirin kompleks dengan atom besi di tengahnya.

Selama proses sintesis protein, rantai globin mengambil konfigurasi karakteristiknya, dan heme “dimasukkan” ke dalam kantong khusus. Selanjutnya terjadi kombinasi rantai lengkap untuk membentuk tetramer.

Sintesis DNA spesifik terjadi pada prekursor eritrosit hanya sampai tahap normoblas ortokromik. Selama periode ini, rangkaian akhir rantai polipeptida globin dibuat, digabungkan dengan heme, dan semua jenis RNA dan enzim yang diperlukan terbentuk.

Gangguan herediter sintesis G. dibagi menjadi dua kelompok besar:

1) yang disebut varian struktural atau anomali struktur primer hemoglobin - hemoglobinopati "kualitatif" seperti Hb, S, C, D, E, M, serta penyakit yang disebabkan oleh hemoglobin tidak stabil dan hemoglobinopati dengan peningkatan afinitas terhadap O 2 (lihat Hemoglobinopati),

2) kondisi yang timbul sebagai akibat dari gangguan laju sintesis salah satu rantai polipeptida globin - hemoglobinopati “kuantitatif” atau talasemia (lihat).

Dengan varian struktural, stabilitas dan fungsi molekul G dapat berubah.Pada talasemia, struktur globin mungkin normal. Karena kedua jenis cacat genetik ini umum terjadi pada banyak populasi manusia, individu yang heterozigot pada saat yang sama untuk varian struktural G. dan talasemia sering diamati. Kombinasi gen yang berbeda membentuk spektrum hemoglobinopati yang sangat kompleks. Dalam beberapa kasus, mutasi dapat mempengaruhi mekanisme peralihan sintesis G., yang misalnya mengarah pada kelanjutan sintesis G. janin pada orang dewasa. Kondisi ini secara kolektif disebut persistensi hemoglobin janin secara herediter.

Varian fusi termasuk Hb Lepore, anti-Lepore, dan mutan Kenya. Kemungkinan besar ini kelainan struktural G. muncul sebagai akibat persilangan meiosis non-homolog yang tidak seimbang antara gen G. Akibatnya, misalnya, pada Hb Lepore rantai α normal, dan rantai polipeptida lainnya mengandung bagian dari rangkaian δ- dan bagian dari rangkaian rantai β-polipeptida.

Karena mutasi dapat terjadi pada salah satu gen yang menentukan sintesis gen, beberapa situasi mungkin timbul di mana individu akan menjadi homozigot, heterozigot, atau heterozigot ganda untuk alel gen abnormal pada satu atau lebih lokus.

Lebih dari 200 varian struktural G. diketahui, lebih dari 120 di antaranya telah dikarakterisasi, dan dalam banyak kasus dimungkinkan untuk menghubungkan perubahan struktural G. dengan fungsinya yang anomali. Mekanisme paling sederhana munculnya varian baru G. akibat mutasi titik (penggantian basa tunggal pada kode genetik) dapat ditunjukkan dengan menggunakan contoh HbS (skema).

Pengaruh substitusi asam amino terhadap fisika-kimia. sifat, kestabilan dan fungsi molekul G. bergantung pada jenis asam amino yang menggantikan asam amino sebelumnya, dan posisinya dalam molekul. Sejumlah mutasi (tetapi tidak semua) secara signifikan mengubah fungsi dan stabilitas molekul hemoglobin (HbM, hemoglobin tidak stabil, hemoglobin dengan perubahan afinitas terhadap O 2) atau konfigurasinya dan sejumlah perubahan fisika-kimia. sifat (HbS dan HbC).

Hemoglobin tidak stabil

Hemoglobin tidak stabil adalah sekelompok hemoglobin abnormal yang sangat sensitif terhadap aksi zat pengoksidasi, panas dan sejumlah faktor lainnya, yang dijelaskan oleh penggantian beberapa residu asam amino dalam molekulnya dengan yang lain yang ditentukan secara genetik; pengangkutan hemoglobin semacam itu sering kali bermanifestasi sebagai hemoglobinopati (lihat).

Dalam eritrosit orang yang merupakan pembawa G. tidak stabil, yang disebut. Badan Heinz, yang merupakan akumulasi molekul sel darah tidak stabil yang terdenaturasi (anemia hemolitik kongenital dengan badan Heinz). Pada tahun 1952, I. A. Cathie mengemukakan bahwa penyakit ini bersifat keturunan. Frick (P. Frick), Gitzig (W.H. Hitzig) dan Vetke (K. Betke) pada tahun 1962 untuk pertama kalinya, dengan menggunakan contoh Hb Zurich, membuktikan bahwa anemia hemolitik dengan badan Heinz dikaitkan dengan adanya hemoglobin yang tidak stabil. Carrell (R.W. Carrell) dan G. Lehmann pada tahun 1969 mengusulkan nama baru untuk hemoglobinopati tersebut - anemia hemolitik yang disebabkan oleh pengangkutan G. yang tidak stabil.

Ketidakstabilan molekul heme dapat disebabkan oleh penggantian residu asam amino yang bersentuhan dengan heme; mengganti residu asam amino nonpolar dengan yang polar; pelanggaran struktur sekunder molekul yang disebabkan oleh penggantian residu asam amino dengan residu prolin; penggantian residu asam amino pada area kontak α1β1- dan α2β2, yang dapat menyebabkan disosiasi molekul hemoglobin menjadi monomer dan dimer; penghapusan (kehilangan) beberapa residu asam amino; pemanjangan subunit, misalnya, dua hemoglobin tidak stabil - Hb Cranston dan Hb Tak memiliki rantai beta yang memanjang dibandingkan dengan hemoglobin normal karena segmen hidrofobik yang melekat pada terminal C-nya.

Klasifikasi gas tidak stabil yang dikemukakan oleh J. V. Dacie dan dimodifikasi oleh Yu. N. Tokarev dan V. M. Belostotsky, didasarkan pada sifat perubahan molekul yang membuat gas tidak stabil.

Dijelaskan kira-kira. 90 G. tidak stabil, dan varian dengan penggantian residu asam amino dalam rantai beta molekul G. ditemukan kira-kira 4 kali lebih sering dibandingkan dengan penggantian residu tersebut dalam rantai alfa.

Pengangkutan G. yang tidak stabil diwarisi secara autosomal dominan, dan pembawanya adalah heterozigot. Dalam beberapa kasus, terjadinya pembawaan G. yang tidak stabil merupakan akibat dari mutasi spontan. Penurunan stabilitas G. tidak hanya menyebabkan mudahnya pengendapan, tetapi dalam beberapa kasus menyebabkan hilangnya heme. Substitusi residu asam amino pada titik kontak rantai alfa dan beta molekul hemoglobin dapat mempengaruhi afinitas molekul terhadap oksigen, interaksi heme, dan keseimbangan antara tetramer, dimer, dan monomer hemoglobin. Pada orang yang heterozigot untuk gen yang tidak stabil, baik protein normal maupun abnormal, protein tidak stabil disintesis, tetapi protein tersebut dengan cepat mengalami denaturasi dan menjadi tidak aktif secara fungsional.

Anemia hemolitik berat biasanya diamati pada pasien yang merupakan pembawa G. tidak stabil dengan tingkat ketidakstabilan molekuler yang tinggi.

Saat membawa G. wedge yang tidak stabil lainnya, manifestasinya biasanya memiliki tingkat keparahan sedang atau sama sekali tidak signifikan. Dalam beberapa kasus (Hb Riverdale-Bronx, Hb Zurich, dll.), pengangkutan G. yang tidak stabil memanifestasikan dirinya dalam bentuk krisis hemolitik setelah minum obat tertentu (sulfonamid, analgesik, dll.) atau paparan infeksi. Beberapa pasien, misalnya pembawa Hb Hammersmith, Hb Bristol, Hb Sydney, dll, mengalami sianosis pada kulit yang disebabkan oleh peningkatan pembentukan met- dan sulfhemoglobin. Hemoglobinopati yang disebabkan oleh pengangkutan G. yang tidak stabil harus dibedakan dari anemia hemolitik dan hipokromik dari etiologi lain dan, pertama-tama, dengan defisiensi besi dan anemia hemolitik yang terkait dengan defisiensi enzim siklus pentosa-fosfat, glikolisis, dll yang ditentukan secara genetik.

Kebanyakan orang yang merupakan pembawa G. tidak stabil tidak memerlukan perawatan khusus. Untuk hemolisis, terapi restoratif bermanfaat. Semua pembawa G. yang tidak stabil dianjurkan untuk tidak menggunakan obat pengoksidasi yang memicu hemolisis (sulfonamid, sulfon, analgesik, dll.). Transfusi darah hanya diindikasikan jika terjadi perkembangan anemia berat. Dalam kasus hemolisis parah dengan peningkatan sekuestrasi sel darah merah oleh limpa dan hipersplenisme, splenektomi diindikasikan (lihat). Namun splenektomi pada anak (di bawah usia 6 tahun) biasanya tidak dilakukan karena risiko terjadinya septikemia.

Metode untuk mengidentifikasi hemoglobin yang tidak stabil

Studi tentang termolabilitas hemoglobin adalah tes paling penting untuk mengidentifikasi ketidakstabilannya. Ini diusulkan oleh A. G. Grimes dan A. Meisler pada tahun 1962 dan Dacey pada tahun 1964 dan terdiri dari inkubasi hemolisat yang diencerkan dengan 0,1 M fosfat atau buffer Tris-HCl, pH 7,4, pada 50-60° selama satu jam. Pada saat yang sama, G. yang tidak stabil didenaturasi dan diendapkan, dan jumlah G. termostabil yang tersisa dalam larutan ditentukan secara spektrofotometri pada 541 nm dan dihitung dengan rumus:

/ * 100 = = hemoglobin termostabil (persen),

dimana E adalah nilai kepunahan pada panjang gelombang 541 nm.

Kandungan relatif G. termolabil sama dengan 100% - jumlah G. termostabil (dalam persen).

Carrell dan Kay (R. Kau) pada tahun 1972 mengusulkan inkubasi hemolisat dalam campuran larutan isopropanol 17%-buffer Tris, pH 7,4 pada 37° selama 30 menit.

Hemolisis eritrosit dapat disebabkan oleh air, karena penggunaan karbon tetraklorida atau kloroform untuk tujuan ini menyebabkan denaturasi parsial sel darah yang tidak stabil dan distorsi data yang diperoleh.

Metode yang paling umum untuk menentukan G. yang tidak stabil adalah metode histokimia untuk mengidentifikasi benda Heinz. Dalam hal ini, sel darah merah diwarnai dengan kristal violet, metil violet, atau digunakan reaksi dengan asetilfenilhidrazin. Darah sebelumnya disimpan selama 24 jam pada suhu 37°. Perlu diingat bahwa badan Heinz juga dapat ditemukan pada anemia hemolitik lainnya, talasemia, keracunan dengan agen pembentuk methemoglobin dan pada beberapa enzimopati.

Pemisahan hemolisat secara elektroforesis pada kertas atau selulosa asetat seringkali tidak memberikan hasil, karena pada banyak hemolisat yang tidak stabil, penggantian residu asam amino dalam molekul tidak mengubah sifat elektroforesis molekul. Yang lebih informatif dalam hal ini adalah elektroforesis dalam gel poliakrilamida dan pati (lihat Elektroforesis) atau pemfokusan isoelektrik.

Pada banyak pasien yang merupakan pembawa G. tidak stabil, urin terus-menerus atau kadang-kadang memperoleh warna gelap karena pembentukan dipirol, yang merupakan tanda yang cukup akurat tentang adanya G. tidak stabil dalam eritrosit.

Bibliografi: Vladimirov G. E. dan Panteleeva N. S. Biokimia fungsional, L., 1965;

Korzhuev P. A. Hemoglobin, M., 1964, bibliogr.; Kushakovsky M. S. Bentuk klinis kerusakan hemoglobin, L., 1968; Perutz M. Molekul hemoglobin, dalam buku: Molekul dan Sel, ed. G.M.Frank, terjemahan. dari bahasa Inggris, hal. 7, M., 1966; Tumanov A.K.Dasar-dasar pemeriksaan medis forensik barang bukti, M., 1975, bibliogr.; Uspenskaya V.D. Di tempat sintesis dan katabolisme haptoglobin dan perannya dalam metabolisme hemoglobin, Vopr. Sayang. kimia, jilid 16, no.3, hal. 227, 1970, daftar pustaka; Harris G. Dasar-dasar genetika biokimia manusia, trans. dari bahasa Inggris, hal. 15, M., 1973; Sharonov Yu.A. dan Sharonova N. A. Struktur dan fungsi hemoglobin, Molecular Biol., v.9, no.1, p. 145, 1975, daftar pustaka; Charache S. Hemoglobin dengan perubahan afinitas oksigen, Clin. Hemat., v. 3, hal. 357, 1974, daftar pustaka; Giblett E. R. Penanda genetik dalam darah manusia, Philadelphia, 1969; Struktur dan fungsi hemoglobin dan sel darah merah, ed. oleh GJ Brewer, NY-L., 1972; HuehnsE. R. Kontrol genetik sintesis rantai alfa hemoglobin, Hematologia, v. 8, hal. 61, 1974, daftar pustaka; Lehmann H.a. Hemoglobin Huntsman R. G. Man, Philadelphia, 1974; Perutz M. F. Kuliah croonian, 1968, Molekul hemoglobin, Proc, roy, Soc. V., v. 173, hal. 113 Tahun 1969; Perutz M.F.a. Lehmann H. Patologi molekul hemoglobin manusia, Nature (Lond.), v. 219, hal. 902, 1968; RoughtonF. J. Beberapa karya terbaru tentang interaksi oksigen, karbon dioksida dan hemoglobin, Biochem. J., v. 117, hal. 801, 1970; Stamatoyannoponlos G.a. kacangP. E. Kontrol genetik hemoglobin, Clin. Hemat., v. 3, hal. 251, 1974, daftar pustaka; Van Assendelft O. W. Spektrofotometri turunan hemoglobin, Assen, 1970; Weatherall D. J. Dasar molekuler untuk beberapa gangguan hemoglobin, Brit, med. J., v. 4, hal. 451, 516, 1974; Weatherall D.J.a. Clegg J. B. Dasar molekul talasemia, Brit. J. Hemat., v. 31, tambahan, hal. 133 Tahun 1975; Wintro-b e M. M. Hematologi klinis, Philadelphia, 1974.

Hemoglobin tidak stabil- Didkovsky N.A. dkk. Hemoglobin Volga 27 (B9) alanin->asam aspartat (hemoglobin abnormal baru dengan ketidakstabilan parah), Masalah, hematol, dan luapan, darah, vol.22, No.4, hal. 30, 1977, daftar pustaka; Idelson L.I., Didkovsky N.A. dan Ermilchenko G.V. Anemia hemolitik, M., 1975, daftar pustaka; ВunnH. F., Lupakan B.G.a. Ranney H. M. Hemoglobin manusia, Philadelphia, 1977, bibliogr.; Lehmann H.a. Kynoch P. A. Varian hemoglobin manusia dan karakteristiknya, Amsterdam, 1976.

AP Andreeva; Yu.N.Tokarev (permata dan gen.), A.K. Tumanov (pengadilan.); Yu.N.Tokarev, V.M.Belostotsky.

Hemoglobin adalah protein darah yang mengandung zat besi dengan struktur kompleks yang bertanggung jawab untuk pertukaran gas dan menjaga kestabilan metabolisme. Dalam sistem peredaran darah, hemoglobin berperan sebagai semacam perantara antara jaringan dan paru-paru dalam proses pertukaran karbon dioksida dan oksigen.

Tingkat hemoglobin yang diizinkan berubah seiring bertambahnya usia, tetapi sedikit penyimpangan pada nilai normal mungkin terjadi. Ketidakseimbangan mengarah pada pembangunan penyakit serius, dan beberapa di antaranya bersifat proses patologis yang tidak dapat diubah.

Penyimpangan dari norma protein ini bagaimanapun juga akan disertai dengan hal yang sesuai Gambaran klinis Oleh karena itu, jika Anda mengalami gejala lain, sebaiknya segera mencari pertolongan medis daripada melakukan pengobatan sendiri. Perawatan yang efektif hanya dapat ditentukan setelah tes darah untuk hemoglobin dilakukan.

Fungsi

Fungsi hemoglobin adalah untuk menjamin proses pernafasan dalam tubuh yang berlangsung dalam tiga tahap:

• respirasi sel - sel jenuh dengan oksigen;
• respirasi eksternal - oksigen masuk ke paru-paru, dan karbon dioksida dilepaskan oleh tubuh;
• pernapasan internal - di paru-paru, oksigen menangkap hemoglobin, mereka diubah menjadi oksihemoglobin dan didistribusikan ke semua sel.

Itulah sebabnya ketidakseimbangan protein ini dapat menyebabkan konsekuensi yang sangat negatif, dan dalam beberapa kasus bahkan kematian.

Jenis

Darah manusia mengandung jenis yang berbeda hemoglobin:

• janin atau janin - jenis protein ini ditemukan dalam darah bayi baru lahir dan menurun hingga 1% dari jumlah total hemoglobin dalam tubuh pada bulan kelima kehidupan seorang anak;
• oksihemoglobin - ditemukan dalam sel darah arteri dan berhubungan dengan molekul oksigen;
• karboksihemoglobin - ditemukan dalam darah vena dan berhubungan dengan molekul karbon dioksida, yang diangkut ke paru-paru;
• glikasi - senyawa protein dan glukosa yang bersirkulasi dalam darah. Jenis protein ini terdeteksi dalam tes gula;
• methemoglobin - terkait dengan bahan kimia, pertumbuhannya dalam darah dapat mengindikasikan keracunan tubuh;
• sulfhemoglobin - molekul hemoglobin ini muncul dalam darah hanya ketika minum obat tertentu. Kadar hemoglobin jenis ini yang diperbolehkan tidak lebih dari 10%.

Jenis hemoglobin, serta menentukan berapa banyak yang ada di dalam darah, hanya terdeteksi melalui diagnosis laboratorium.

Norma

Rumus hemoglobin menyiratkan hubungan yang erat dengan jumlah sel darah merah, yang menjadi dasar penyusunan indikator normal. Rata-rata indikator optimal tingkat protein ini untuk orang dewasa:

• pada pria – 125-145 g/l;
• hemoglobin pada wanita adalah 115-135 g/l.

Selain itu juga digunakan indeks warna untuk menentukan norma protein ini dalam darah. Derajat kejenuhan optimal adalah 0,8-1,1. Selain itu, derajat kejenuhan setiap sel darah merah dengan hemoglobin ditentukan secara terpisah, norma rata-rata adalah 28-32 piktogram.

Pelanggaran dalam struktur

Struktur hemoglobin tidak stabil, dan setiap gangguan yang terjadi di dalamnya menyebabkan perkembangan proses patologis tertentu. Akibat pengaruh tertentu faktor etiologi mungkin terjadi:

• pembentukan bentuk protein abnormal - aktif saat ini Hanya 300 bentuk yang telah ditetapkan secara klinis;
• pembentukan senyawa karbohemoglobin yang stabil dan kedap oksigen selama keracunan karbon dioksida;
• penebalan darah;
• penurunan hemoglobin, menyebabkan perkembangan anemia tingkat tertentu.

Peningkatan protein dimungkinkan karena faktor etiologi berikut:

• peningkatan patologis jumlah sel darah merah selama proses onkologis;
• peningkatan kekentalan darah;
• cacat jantung;
• luka bakar;
• obstruksi usus;
• gagal jantung paru.

Pada saat yang sama, perlu dicatat bahwa di antara penduduk pegunungan, hemoglobin dalam darah terus meningkat, yang merupakan indikator fisiologis normal. Selain itu, norma protein ini dilebih-lebihkan pada orang yang menghabiskan waktu lama di udara segar - pilot, pendaki, pekerja dataran tinggi.

Penurunan hemoglobin dalam darah mungkin disebabkan oleh faktor-faktor berikut dampak:

• transfusi plasma dalam jumlah besar;
• kehilangan darah akut;
• pendarahan mikro kronis: dengan wasir, pendarahan gingiva dan rahim;
• hemolisis, menyebabkan kerusakan sel darah merah;
• kekurangan zat besi dan vitamin B12;
• dalam proses patologis di sumsum tulang.

Selain itu, penurunan atau peningkatan protein ini mungkin disebabkan oleh nutrisi yang tidak tepat - jika tubuh memiliki jumlah makanan tertentu yang tidak mencukupi atau, sebaliknya, terlalu banyak dengan komposisi kimia yang sesuai.

Gambaran klinis yang mungkin

Dengan hemoglobin rendah, gejala berikut mungkin muncul:

• cepat lelah;
• kulit kering dan selaput lendir;
• kelemahan, malaise umum;
• sering pusing;
• keterlambatan perkembangan mental dan fisik pada anak;
• peningkatan kerentanan terhadap penyakit menular;
• gangguan siklus tidur;
• nafsu makan yang buruk atau kekurangannya.

Perlu dicatat bahwa tingkat berkurang tupai paling berbahaya bagi anak-anak, karena menyebabkan keterlambatan perkembangan.

Peningkatan kadar protein ini dalam tubuh juga berdampak negatif terhadap kesehatan manusia, yang akan terlihat pada gambaran klinis berikut:

• penyakit kuning kulit dan selaput lendir, lidah;
• kulit pucat;
• kekurangan berat badan;
• pembesaran hati;
• meningkatnya kelemahan;
• pigmentasi pada telapak tangan dan pada area bekas luka lama.

Baik yang pertama maupun yang kedua dapat menimbulkan konsekuensi yang sangat negatif.

Melakukan analisis

Pengambilan sampel darah untuk mengetahui berapa banyak sel darah merah yang termasuk dalam hemoglobin, serta data laboratorium lainnya, dilakukan sesuai petunjuk dokter. Tes hemoglobin dilakukan di pagi hari, dengan perut kosong. Selain itu, sehari sebelum mendonor darah, Anda harus berhenti mengonsumsi alkohol dan obat-obatan yang memengaruhi sistem hematopoietik. Darah diambil dari jari. Daftar metodenya meliputi yang berikut:

• kolorimetri;
• pengukuran gas;
• penentuan besi.

Hanya spesialis yang berkualifikasi yang dapat menafsirkan sebutan ini atau itu dengan benar. Oleh karena itu, setelah menerima hasil tes, Anda harus membawanya ke dokter - dia akan menentukan kadar hemoglobin Anda dan meresepkan tindakan terapeutik lebih lanjut.

Globus - bola) adalah molekul protein kompleks di dalam sel darah merah - eritrosit (pada manusia dan vertebrata). Hemoglobin membentuk sekitar 98% dari massa seluruh protein sel darah merah. Karena strukturnya, hemoglobin terlibat dalam transfer oksigen dari paru-paru ke jaringan, dan karbon monoksida kembali.

Struktur hemoglobin
Hemoglobin terdiri dari dua rantai globin tipe alfa dan dua rantai tipe lainnya (beta, gamma atau sigma), dihubungkan dengan empat molekul heme yang mengandung zat besi. Struktur hemoglobin ditulis dalam huruf alfabet Yunani: α2γ2.

Pertukaran hemoglobin
Hemoglobin dibentuk oleh sel darah merah di sumsum tulang merah dan bersirkulasi bersama sel sepanjang hidupnya - 120 hari. Ketika sel-sel tua dikeluarkan oleh limpa, komponen hemoglobin dikeluarkan dari tubuh atau dilepaskan kembali ke aliran darah untuk dimasukkan ke dalam sel-sel baru.

Jenis hemoglobin
KE tipe biasa hemoglobin meliputi hemoglobin A atau HbA (dari dewasa - dewasa), berstruktur α2β2, HbA2 (hemoglobin dewasa minor, berstruktur α2σ2 dan hemoglobin janin (HbF, α2γ2. Hemoglobin F adalah hemoglobin janin. Penggantian dengan hemoglobin dewasa seluruhnya terjadi pada 4 -6 bulan (kadar hemoglobin janin pada usia ini kurang dari 1%).Hemoglobin embrio terbentuk 2 minggu setelah pembuahan, kemudian setelah terbentuknya hati janin digantikan oleh hemoglobin janin.

Terdapat lebih dari 300 hemoglobin abnormal, dan diberi nama sesuai tempat penemuannya.

Fungsi hemoglobin

Fungsi utama hemoglobin adalah mengantarkan oksigen dari paru-paru ke jaringan dan karbon dioksida kembali.

Bentuk hemoglobin

• Oksihemoglobin- kombinasi hemoglobin dengan oksigen. Oksihemoglobin mendominasi darah arteri yang mengalir dari paru-paru ke jaringan. Karena kandungan oksihemoglobin, darah arteri berwarna merah tua.
• Mengurangi hemoglobin atau deoksihemoglobin(HbH) - hemoglobin yang memberikan oksigen ke jaringan
• Karboksihemoglobin- kombinasi hemoglobin dengan karbon dioksida. Ini ditemukan dalam darah vena dan memberikan warna ceri gelap.

Bagaimana ini bisa terjadi? Mengapa hemoglobin mengambil oksigen di paru-paru dan melepaskan oksigen di jaringan?

Efek Bohr

Efeknya dijelaskan oleh ahli fisiologi Denmark Christian Bohr http://en.wikipedia.org/wiki/Christian_Bohr (ayah dari fisikawan terkenal Niels Bohr).
Christian Bohr menyatakan bahwa dengan keasaman yang lebih besar (lebih nilai rendah pH, misalnya, dalam jaringan) hemoglobin akan lebih sedikit berikatan dengan oksigen, sehingga memungkinkannya dilepaskan.

Di paru-paru, dalam kondisi kelebihan oksigen, ia bergabung dengan hemoglobin sel darah merah. Sel darah merah membawa oksigen melalui aliran darah ke seluruh organ dan jaringan. Reaksi oksidasi terjadi di jaringan tubuh dengan partisipasi oksigen yang masuk. Sebagai hasil dari reaksi ini, produk penguraian terbentuk, termasuk karbon dioksida. Karbon dioksida dari jaringan ditransfer ke sel darah merah, menyebabkan afinitas terhadap oksigen menurun, oksigen dilepaskan ke jaringan.

Efek Bohr sangat penting untuk fungsi tubuh. Lagi pula, jika sel bekerja secara intensif dan melepaskan lebih banyak CO2, sel darah merah dapat memasok lebih banyak oksigen, sehingga mencegah “kelaparan” oksigen. Oleh karena itu, sel-sel ini dapat terus bekerja dengan kecepatan tinggi.

Berapa kadar hemoglobin normalnya?

Setiap mililiter darah mengandung sekitar 150 mg hemoglobin! Kadar hemoglobin berubah seiring bertambahnya usia dan bergantung pada jenis kelamin. Jadi, hemoglobin pada bayi baru lahir secara signifikan lebih tinggi dibandingkan pada orang dewasa, dan pada pria lebih tinggi dibandingkan pada wanita.

Apa lagi yang mempengaruhi kadar hemoglobin?

Beberapa kondisi lain juga mempengaruhi kadar hemoglobin, seperti paparan ketinggian, merokok, dan kehamilan.

Penyakit yang berhubungan dengan perubahan jumlah atau struktur hemoglobin

• Peningkatan kadar hemoglobin diamati dengan eritrositosis dan dehidrasi.
• Penurunan kadar hemoglobin diamati pada berbagai anemia.
• Dalam kasus keracunan karbon monoksida, karbhemoglobin terbentuk (jangan bingung dengan karboksihemoglobin!), yang tidak dapat mengikat oksigen.
• Di bawah pengaruh zat tertentu, methemoglobin terbentuk.
• Perubahan struktur hemoglobin disebut hemoglobinopati. Penyakit yang paling terkenal dan umum dalam kelompok ini adalah anemia sel sabit, talasemia beta, dan persistensi hemoglobin janin. Lihat hemoglobinopati di situs web Organisasi Kesehatan Dunia http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs308/ru/index.html

Tahukah kamu?

Artikel lain di bagian ini

Agen infeksi umum saluran pernafasan(faringitis, sinusitis, otitis, bronkitis dan pneumonia). Tes antibodi digunakan untuk mendiagnosis infeksi...

Mycoplasma pneumoniae merupakan agen penyebab pneumonia pada manusia, infeksi saluran pernafasan akut (ISPA), penyakit saluran pernafasan bagian atas (faringitis, bronkitis), serta beberapa penyakit non pernafasan.

Azoospermia - tidak adanya sperma saat ejakulasi

Mikroorganisme bersel tunggal, beberapa di antaranya dapat menyebabkan penyakit.

Mycoplasma pneumoniae (mycoplasma pneumoniae), Chlamydohpila pneumoniae (chlamydophila pneumoniae, sebelumnya disebut Chlamydia pneumoniae)

•