Hoa hoc hemoglobin 12 2009

10/09/2010 HEMOGLOBIN Bài giảng SV Y2 (NH 2010-2011) BS Nguyễn Minh Hà BM Hóa Sinh-SHPT - Trường ĐH Y khoa Phạm Ngọc Thạch BS.Nguyễn Minh Hà MỤC TIÊU Trình bày cấu tạo Hemoglobin Trình bày dạng Hemoglobin bệnh Hb Trình bày vai trị vận chuyển khí Hemoglobin Trình bày tính chất Hemoglobin Nêu ñược khái niệm ứng dụng HbA1C Phân biệt ñược Myoglobin Hemoglobin BS.Nguyễn Minh Hà 10/09/2010 1.PORPHYRIN BS.Nguyễn Minh Hà
Protein tạp = PROTEIN + NHÓM NGOẠI Chất màu (Chromoprotein) Nhóm ngoại nhân PORPHYRIN
Chromoprotein Porphyrinoprotein : Hemoglobin, Myoglobin Nhóm ngoại khơng chứa nhân Porphyrin ( Feritine chứa Fe, Hemocyamin chứa Cu ) BS.Nguyễn Minh Hà 10/09/2010 CẤU TẠO HÓA HỌC Pyrol x + nhóm Porphin Porphyrin Protoporphyrin IX BS.Nguyễn Minh Hà 2.TÍNH CHẤT • Có màu • Độ tan phụ thuộc nhóm carboxyl • Dễ tạo phức với ion kim loại  metaloprotein VD : Trong Hb, Mb, cytochrom, catalase : porphyrin + Fe2+ Trong clorophyl : porphyrin + Mg2+ • Có tính lưỡng tính BS.Nguyễn Minh Hà 10/09/2010 2.CẤU TẠO HEMOGLOBIN BS.Nguyễn Minh Hà Hb tetramer Chứa chuỗi polypeptid (Globin) nhóm ngoại Heme Hb protein : GLOBIN nhóm ngoại : HEME Fe2+ porphin protoporphyrin BS.Nguyễn Minh Hà Nhóm 10/09/2010 HEME Protoporphyrin IX + Fe2+ Liên kết Fe Heme : Fe2+ • lk với 4N (2 lk cộng hóa trị lk phối trí) nằm mặt phẳng vịng porphyrin • lk phối trí nằm vng góc với mặt phẳng phân tử  dùng ñể kết hợp với chuỗi globin chất O2, CO… BS.Nguyễn Minh Hà XÁC ĐỊNH VẾT MÁU TRONG PHÁP Y 10  Trước ñây : phát tinh thể hemin (Teichman) ánh sáng huỳnh quang  Hiện : dùng phản ứng LUMINOL • Nguyên tắc : phát quang dựa phản ứng hóa học Phát quang ánh sáng xanh dương phòng tối, kéo dài 30” • Có thể ly trích DNA từ mẫu máu xử lý luminol • Có giá trị pháp lý rộng rãi BS.Nguyễn Minh Hà 10/09/2010 The Luminol Reaction 11 Suspected bloodstain BS.Nguyễn Minh Hà on cloth? Reveal by spraying with luminol in the dark globin 12 Cấu trúc Globin (HbA) 1.Cấu trúc bậc I : chuỗi α chuỗi β  (αβ)1 (αβ)2 2.Cấu trúc bậc II : 80% aa chuỗi tạo ñoạn xoắn kiểu α-helix 20% aa cịn lại đoạn khơng xoắn, nối ñoạn xoắn 3.Cấu trúc bậc III : Các chuỗi cuộn khúc đoạn khơng xoắn 4.Cấu trúc bậc IV : Cấu trúc bậc III globin + Heme  bán ñơn vị Hb x4 Hb BS.Nguyễn MinhIV Hà có cấu trúc bậc 10/09/2010 SỰ KẾT HỢP GIỮA HEME VÀ GLOBIN 13  Trong bán ñơn vị Hb : Fe2+ lk phối trí với N aa histidin ñoạn xoắn αhelix F (proximal His F8) α-helix E (distal His E7) chuỗi polypeptid  liên kết nằm phía mặt phẳng protoporphyrin BS.Nguyễn Minh Hà CÁC DẠNG HEMOGLOBIN BS.Nguyễn Minh Hà 14 10/09/2010 o Các chuỗi Globin có thành phần aa khác tạo dạng Hb khác o Các dạng Hb bình thường : • Hb người trưởng thành : HbA1 HbA2 • Hb phôi bào thai : HbG, HbP, HbF o Các dạng Hb bất thường : • HbS • HbM • HbC • Thalassemia 15 BS.Nguyễn Minh Hà 2.1.HEMOGLOBIN BÌNH THƯỜNG 16 Giai đoạn phát triển Ký hiệu Thành phần chuỗi Phôi HbG (Gower) ζ2 ε2 Phôi HbP (Portland) ζ2 γ2 Bào thai trẻ sơ sinh HbF (Fetal) α2 γ2 Người trưởng thành HbA (Adult) α2 β2 HbA2 α2 δ2 Người trưởng thành (2,5%) Các loại khác thành phần aa ñoạn xoắn F globin BS.Nguyễn Minh Hà 10/09/2010 Tỷ lệ tổng hợp chuỗi globin thai kỳ sau sinh BS.Nguyễn Minh Hà 17 HEMOGLOBIN F 18  Vận chuyển O2 cho thai nhi trẻ sơ sinh  Chuỗi γ tạo cho HbF có lực với O2 cao chuỗi β HbA  ñảm bảo máu ñến thai lượng HbO2 cao BS.Nguyễn Minh Hà 10/09/2010 2.2 HEMOGLOBIN BẤT THƯỜNG 19  Nguyên nhân : • Thay ñổi thành phần thứ tự xếp aa globin • Mất cân tổng hợp chuỗi polypeptide globin  Hậu : thay ñổi ñộ tan bền vững Hb  ảnh hưởng ñến lực với O2 vận chuyển O2 ñến tổ chức BS.Nguyễn Minh Hà HEMOGLOBIN S 20  Bệnh hồng cầu hình liềm (sickle red cell), di truyền gen lặn  Ký hiệu : HbS α2A β 26 val BS.Nguyễn Minh Hà 10 10/09/2010 ∆ bệnh HC hình liềm PP điện di Hb 23 BS.Nguyễn Minh Hà ∆ bệnh HC hình liềm PP SHPT 24 BS.Nguyễn Minh Hà 12 10/09/2010 HEMOGLOBIN C 25  Bệnh di truyền gen lặn  Ký hiệu : HbC  Gây thiếu máu tán huyết α2A β 26 lys nhẹ, chế tương tự HbS Tinh thể Factoids HbC kết tinh BS.Nguyễn Minh Hà THALASSEMIA 26  Bệnh thiếu máu tán huyết di truyền gen lặn, NST thường, gây cân tổng hợp chuỗi polypeptid globin  khơng tạo tetramer tạo tetramer không bền  giảm lực khả vận chuyển O2 Hb  Gồm loại : α-thalassemia β-thalassemia BS.Nguyễn Minh Hà 13 10/09/2010 Bệnh α-thalassemia 27  Có vùng gen quy định việc tổng hợp chuỗi α nằm NST 16  tùy theo số lượng vùng gen bị khóa (đột biến đoạn) mà có độ nặng khác thể α-thalassemia (Hb Bart (γ4) Hb H (β4))  Thiếu hụt chuỗi α làm Hb khơng tạo thể tetramer bền vững BS.Nguyễn Minh Hà Bệnh β-thalassemia 28  Chỉ có vùng gen quy ñịnh việc tổng hợp chuỗi β nằm NST 11  ñột biến ñiểm tạo thành dạng bệnh βo (major β-thalassemia : bệnh Cooley thiếu máu nặng) β+Thalassemia (minor βthalassemia thiếu máu nhẹ)  Thiếu hụt chuỗi β làm Hb khơng tạo tetramer, chuỗi globin cịn lại đính trực tiếp vào màng hồng cầu  hủy hoại màng BS.Nguyễn Minh Hà 14 10/09/2010 HEMOGLOBIN M 29  Là tượng tạo methemoglobin máu khơng chữa thuốc Fe ln trạng thái Fe3+  Ngun nhân : • Đột biến điểm xảy chuỗi α β làm vị trí His F8 His E7 bị biến thành Tyrosin  thúc đẩy tạo thành methemoglobin • Thiếu hụt enzyme NADH cytochrom b5 reductase ñể chuyển metHb (Fe3+) thành Hb (Fe2+) BS.Nguyễn Minh Hà 4.VAI TRỊ VẬN CHUYỂN KHÍ CỦA HEMOGLOBIN BS.Nguyễn Minh Hà 30 15 10/09/2010 3.1 KẾT HỢP VỚI OXY 31 BS.Nguyễn Minh Hà KẾT HỢP VỚI O2 32 Hb + O2 HbO2 o Là PU gắn oxi (vẫn Fe2+), khơng phải PU oxy hóa : lk phối trí His E7 Fe2+ bị cắt đứt, O2 chỗ His E7 ñể gắn với Fe2+ o Tùy theo phân áp O2 máu mà phân tử Hb gắn từ  phân tử O2 BS.Nguyễn Minh Hà 16 10/09/2010 ĐƯỜNG CONG BÃO HÒA OXY 33  Thể mối tương quan áp suất riêng phần oxy (pO2) độ bão hịa oxy Hb  Đường cong có dạng σ, giải thích khả kết hợp giải phóng oxy hữu hiệu Hb dựa vào chênh lệch cao pO2 phổi mô BS.Nguyễn Minh Hà YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ KẾT HỢP GIỮA Hb VÀ O2 34 SỰ TƯƠNG TÁC HEME - HEME  Đường cong kết hợp oxi có dạng σ bán đơn vị có tác động phối hợp cộng lực kết hợp oxi  Sự kết hợp O2 heme ñầu tiên làm gia tăng lực với O2 heme lại Hb BS.Nguyễn Minh Hà 17 10/09/2010 YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ KẾT HỢP GIỮA Hb VÀ O2 35 PHÂN ÁP CỦA OXY ( pO2 )  Ở phổi nhờ pO2 cao (khoảng 100mmHg), lực Hb với O2 cao  PU xảy theo chiều tạo thành oxiHb Hb bão hòa oxi (khoảng 97-98%) theo máu đến mơ  Ở mô, pO2 thấp (30mmHg), lực Hb với O2 thấp  PU xảy theo chiều ngược lại, oxiHb phân ly nhả oxi cho mô sử dụng BS.Nguyễn Minh Hà YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ KẾT HỢP GIỮA Hb VÀ O2 36 SỰ THAY ĐỔI CỦA pH – HIỆU ỨNG BOHR  Hiệu ứng Bohr : ảnh hưởng pH [CO2] ñến khả kết hợp giải phóng O2 Hb  Ở mô : pCO2 ↑ pH ↓  lực Hb O2 ↓  Ở phổi : pCO2 ↓ pH ↑  lực Hb O2 ↑ Minh Hà BS.Nguyễn 18 10/09/2010 YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ KẾT HỢP GIỮA Hb VÀ O2 37 CHẤT ĐIỀU HỊA 2,3-DIPHOSPHOGLYCERAT (2,3-DPG)  2,3-DPG có nhiều màng hồng cầu, kết hợp với Hb lk muối Hb kết hợp ñược với DPG  Làm giảm lực Hb ñối với O2  kích thích giải phịng O2 cho mơ  HbF kết hợp yếu với 2,3-DPG nên có lực với O2 mạnh nhiều so với HbA BS.Nguyễn Minh Hà YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ KẾT HỢP GIỮA Hb VÀ O2 38 CHẤT ĐIỀU HÒA 2,3-DIPHOSPHOGLYCERAT (2,3-DPG) BS.Nguyễn Minh Hà 19 10/09/2010 3.2 KẾT HỢP VỚI CO2 BS.Nguyễn Minh Hà 39 KẾT HỢP TRỰC TIẾP 40  Hb – NH2 + CO2 Hb – NH – COO- + H+ carbamino Hb  Chiều phản ứng phụ thuộc phân áp CO2 : • Ở mơ, pCO2 cao 46 mmHg  phản ứng hình thành carbamino Hb theo máu ñến phổi • Ở phổi, pCO2 thấp 36 mmHg, carbamino Hb phân ly giải phóng CO2, đào thải theo ñường hô hấp BS.Nguyễn Minh Hà 20 10/09/2010 KẾT HỢP GIÁN TIẾP 41 Lung O2 CO2 Ngoài vận chuyển CO2, Hb cịn có vai trị hệ đệm làm ↓ pH máu BS.Nguyễn Minh Hà 3.3 KẾT HỢP VỚI CO 42 BS.Nguyễn Minh Hà 21 10/09/2010
Hb + CO HbCO (carboxyhemoglobin )
CO gắn vào Hb LK phối trí với Fe (vị trí giống O2)  HbCO khơng cịn khả vận chuyển O2  hít phải nhiều khí CO bị ngộ độc nặng gây ngạt thở suy hơ hấp
CO có lực với Hb mạnh O2 gấp 220 lần  bền vững ngộ ñộc CO dễ xảy phân áp CO khơng khí thấp
Tuy nhiên lượng lớn O2 làm phân ly HbCO BS.Nguyễn Minh Hà 43 Oxi hóa Hb : Met hemoglobin Tính chất enzym Hb 5.TÍNH CHẤT CỦA HEMOGLOBIN BS.Nguyễn Minh Hà 44 22 10/09/2010 OXY HÓA Hb 45 Hb Met-Hb + e- Fe2+ Fe3+
Tác nhân : nitrit, nitrat, clorat, cianid…
M-Hb khơng có khả gắn với O2  khơng cịn chức hô hấp
Khi [M-Hb] > 1,5%  hội chứng cyanose
Điều trị ngộ ñộc M-Hb : tiêm chất khử mạnh (methylene bleu …) BS.Nguyễn Minh Hà Hb CĨ TÍNH CHẤT CỦA OXYDOREDUCTASE 46 Hoạt tính peroxydase ( rõ rệt) Hb H2O2 + AH2 2H2O + A  ứng dụng tìm máu nước tiểu Hoạt tính catalase ( yếu) 2H2O2 Hb 2H2O + O2 BS.Nguyễn Minh Hà 23 10/09/2010 HEMOGLOBIN A1C 47 BS.Nguyễn Minh Hà
Glycosylated hemoglobin (HbA1c) : glucose máu ngấm vào hồng cầu, gắn vào –NH2 lysin ñầu tận amino BS.Nguyễn Minh Hà Hb  Tồn suốt ñời sống hồng cầu (2-3 tháng)  HbA1c phản ánh đường huyết trung bình suốt 8-10 tuần  hữu ích cho cơng tác điều trị Đái tháo ñường 48 24 10/09/2010 MYOGLOBIN BS.Nguyễn Minh Hà 49 50
Là protein mang O2 tổ chức
Phân tử có cấu trúc bậc III, gồm HEME chuỗi GLOBIN BS.Nguyễn Minh Hà 25 10/09/2010 Ái lực Myoglobin với O2 cao phổi mơ  Khơng thể đảm nhiệm việc vận chuyển O2 từ phổi đến  Chỉ thích hợp cho việc dự trữ vận chuyển O2 với phân áp O2 thấp BS.Nguyễn Minh Hà 51 BS.Nguyễn Minh Hà 52 26 ... 17 HEMOGLOBIN F 18  Vận chuyển O2 cho thai nhi trẻ sơ sinh  Chuỗi γ tạo cho HbF có lực với O2 cao chuỗi β HbA  đảm bảo máu đến thai cịn lượng HbO2 cao BS.Nguyễn Minh Hà 10/09/2010 2.2 HEMOGLOBIN. .. liềm PP ñiện di Hb 23 BS.Nguyễn Minh Hà ∆ bệnh HC hình liềm PP SHPT 24 BS.Nguyễn Minh Hà 12 10/09/2010 HEMOGLOBIN C 25  Bệnh di truyền gen lặn  Ký hiệu : HbC  Gây thiếu máu tán huyết α2A β... đính trực tiếp vào màng hồng cầu  hủy hoại màng BS.Nguyễn Minh Hà 14 10/09/2010 HEMOGLOBIN M 29  Là tượng tạo methemoglobin máu không chữa ñược thuốc Fe trạng thái Fe3+  Ngun nhân : • Đột biến