Rola biologiczna
W krwinkach czerwonych płodu możliwe jest zidentyfikowanie postaci hemoglobiny innej niż dorosła.
- Ze strukturalnego punktu widzenia hemoglobina płodowa (α 2 γ 2 ) różni się od hemoglobiny dorosłej (α 2 Β 2 ) z powodu obecności dwóch łańcuchów gamma zamiast dwóch łańcuchów alfa
- W szczególności hemoglobina płodowa jest tworzona przez dwa łańcuchy α i dwa łańcuchy γ, składające się odpowiednio z 141 i 146 aminokwasów. Dwa łańcuchy alfa są identyczne z obecnymi w hemoglobinie dorosłych, podczas gdy łańcuchy gamma różnią się od Beta do 39 aminokwasów
- Ta modyfikacja strukturalna daje powinowactwo hemoglobiny płodowej do lepszego tlenu ; innymi słowy, wiąże się z tlenem bardziej wytrwale niż dorosła hemoglobina
Z funkcjonalnego punktu widzenia hemoglobina płodowa ( HbF lub hemoglobina F ) umożliwia płodowi skuteczniejsze wydobywanie tlenu z krwi matki .
- przy niskiej wartości PO 2 krwi płodowej hemoglobina płodowa może przenosić do 20-30% więcej tlenu niż matka, jak pokazano na poniższym wykresie; jest to spowodowane niższym powinowactwem do 2, 3-bisfosfoglicerydu w porównaniu z hemoglobiną dorosłych
Obserwuje się przemieszczenie w kierunku lewej strony krzywej dysocjacji hemoglobiny płodowej w porównaniu do dorosłej
Przenoszeniu tlenu do krwi płodowej przez barierę łożyskową sprzyja również wyższe stężenie hemoglobiny, które jest o około 50% wyższe niż stężenie krwi matki.
Normalne wartości
Synteza hemoglobiny płodowej rozpoczyna się około szóstego tygodnia ciąży i stopniowo zastępuje hemoglobiny zarodkowe Gower ( 2 ε 2 ), Gower II (α 2 ε 2 ) i Portland (ζ 2 γ 2 ), produkowane w pierwsze tygodnie poczęcia.
Ekspresja w czasie i w różnych tkankach różnych typów ludzkich łańcuchów globinowych.
Ludzkie łańcuchy globiny wyrażono jako procent hemoglobiny w całości
Synteza beta-globin charakteryzujących dorosłą hemoglobinę, ledwo wyczuwalna w życiu płodowym, osiąga normalny reżim dopiero pod koniec trzeciego miesiąca życia pozamacicznego.
- przy urodzeniu hemoglobina płodowa stanowi około 70-90% całkowitej hemoglobiny obecnej w krwinkach czerwonych noworodka
- synteza hemoglobiny płodowej trwa nawet po urodzeniu, ale stopniowo zmniejsza się, stanowiąc mniej niż 8% całej hemoglobiny w ciągu sześciu miesięcy życia
- w pierwszym roku życia stężenia hemoglobiny płodowej spadają do poziomów poniżej 1%
- u normalnych dorosłych stężenie hemoglobiny płodowej wynosi od 0, 3% do 1, 2%, mniej niż 3, 5% hemoglobiny A2 (α2, δ2), a pozostały odsetek (zazwyczaj> 96%) jest pokryty hemoglobiną typu A.
Różna ekspresja różnych łańcuchów globiny u ludzi, od poczęcia do dorosłego życia, zależy od aktywacji i wymierania określonych genów.
Wysoka hemoglobina płodowa
Możliwe przyczyny wysokiego stężenia hemoglobiny płodowej u dorosłych | |
GENETYCZNE | NABYTA |
Dziedziczna trwałość hemoglobiny płodowej | ciąża |
Anemia sierpowata | Powrót do zdrowia po hipoplazji szpiku kostnego |
Talasemia beta | Białaczka, szczególnie przewlekła młodzieńcza białaczka szpikowa |
Talasemia delta-beta | nadczynność tarczycy |
Niestabilne warianty łańcucha beta-globiny | Hepatoma i choriocarcinoma |
Znaczenie patologiczne
- W macicy normalny płód wytwarza niewielką część dorosłej hemoglobiny (2, 5-5%). Płód z talasemią maior wytwarza jeszcze mniej (mniej niż 2%). Aby wykryć podczas ciąży, czy płód jest dotknięty przez major talasemii, możliwe jest określenie ilości hemoglobiny dorosłej obecnej w próbce krwi pobranej przez kordocentezę.
- Niewielki procent hemoglobiny płodowej jest również wyrażany w dorosłym życiu, a jego poziomy mogą się również znacznie różnić pod wpływem czynników takich jak wiek, płeć lub osobliwości genomowe. U niektórych pacjentów występuje tak zwana dziedziczna trwałość hemoglobiny płodowej, łagodny stan, w którym ważne stężenia hemoglobiny płodowej (> 10%) utrzymują się nawet w wieku dorosłym. Zauważono, że ta osobliwość, zazwyczaj bezobjawowa, może złagodzić nasilenie pewnych hemoglobinopatii i talasemii.
- Terapia lekowa zdolna do zwiększenia stężenia hemoglobiny płodowej przynosi znaczące korzyści niektórym kategoriom pacjentów, takim jak cierpiący na niedokrwistość sierpowatą lub beta-talasemię. Prototypem tych leków był hydroksymocznik, lek przeciwnowotworowy o działaniu mielosupresyjnym, który okazał się skuteczny w zwiększaniu poziomu hemoglobiny płodowej i zmniejszaniu częstości występowania bolesnych kryzysów u pacjentów cierpiących na niedokrwistość sierpowatą.