nghien cuu ve hemoglobin

1. Hoaï hoüc vaì chuyãøn hoaï Hemoglobin
HEMOGLOBIN
Muûc tiãu:
1. Veî vaì trçnh baìy âæåüc cäng thæïc cáúu taûo cuía
hemoglobin.
2. Kãø âæåüc caïc tênh cháút hoïa hoüc vaì sinh hoüc quan
troüng cuía hemoglobin
3. Mä taí âæåüc quaï trçnh thoaïi hoïa vaì täøng håüp
hemoglobin.
4.Veî så âäö vaì trçnh baìy âæåüc sæû thoaïi hoïa hemoglobin
vaì hçnh thaình sàõc täú máût.
5. Biãûn luáûn âæåüc sæû thay âäøi caïc chè säú hoïa sinh
cuía chuyãøn hoïa hemoglobin trong mäüt säú træåìng håüp
vaìng da.
Pháön 1
HOAÏ HOÜC HEMOGLOBIN
Hemoglobin (Hb) laì mäüt chromoprotein, maìu âoí, coï
nhoïm ngoaûi (hem) laì mäüt nhán porphyrin kãút håüp våïi Fe2+
.Hb coï trong häöng cáöu cuía âäüng váût cao cáúp, häöng
cáöu chæïa 32% Hb vaì maïu chæïa 15% Hb.
Vai troì chênh cuía Hb laì váûn chuyãøn O 2 tæì phäøi âãún
tãú baìo vaì mäüt pháön CO2 tæì tãú baìo âãún phäøi.
I. CÁÚU TAÛO CUÍA HEMOGLOBIN
Hb gäöm hem liãn kãút våïi globin.
1. Cáúu taûo hem
Gäöm mäüt nhán porphyrin liãn kãút våïi Fe 2+ (nãn Hb coìn
goüi laì porphyrinoprotein hay hemoprotein ).
- Cáúu taûo porphyrin :
Porphyrin gäöm porphin gàõn våïi caïc gäúc hæîu cå.
Porphin gäöm 4 voìng pyrol liãn kãút våïi nhau qua 4 cáöu näúi
methenyl (- CH = ), cäng thæïc C20H14N4.
130

2. Hoaï hoüc vaì chuyãøn hoaï Hemoglobin
1
2
I
8
IV NH
N
1
N
7
3
HN
II
4
N
8
3
7
4
6
III
6
Pyrol
porphin)
2
5
5
Porphin
(kyï hiãûu cáúu taûo
Hììçnh 6.1: Cáúu taûo cuía pyrol vaì porphin
Porphyrin gäöm porphin gàõn våïi caïc gäúc nháút âënh åí
caïc vë trê 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,8. Caïc gäúc coï thãø coï nhæ
sau :
Gäúc
Kyï hiãûu
Cäng thæïc
Methyl
M
- CH3
Ethyl
E
- CH2 - CH3
Hydroxy ethyl
E, OH
- CH2 - CH2OH
Vinyl
V
- CH = CH2
Acid acetic
A
- CH2 - COOH
Acid propionic
P
- CH2 - CH2 COOH
Nhán porphyrin trong cáúu taûo hem laì protoporphyrin IX
gäöm porphyrin liãn kãút våïi caïc gäúc nhæ sau :
CH3
CH2
CH
M
I
N
CH3 IV
HOOC-CH2-CH2 -
NH
CH3
H N
N
II
CH=CH2
M
M
P
V
P
III
V
M
'
'
CH2 CH3
'
CH2
'
COOH
Hçnh 6.2: Cáúu taûo cuía protoporphyrin IX
- Sæû liãn kãút giæîa Fe vaì protoporphyrin IX:
131

3. Hoaï hoüc vaì chuyãøn hoaï Hemoglobin
Fe++ liãn kãút phäúi trê våïi Nitå cuía 4 nhán pyrol taûo
thaình hem.
M
V
N
M
M
N F N
e
P
V
N
P
M
Hçnh 6.3: Cáúu taûo cuía hem
2. Cáúu taûo globin
Globin laì mäüt protein gäöm 4 chuäùi polypeptid :
- 2 chuäùi α, mäùi chuäùi gäöm 141 acid amin.
- 2 chuäùi β, mäùi chuäùi gäöm 146 acid amin.
Hb bçnh thæåìng :
* HbA (Adulte): Hb cuía ngæåìi træåíng thaình gäöm 2
chuäùi α vaì 2 chuäùi β kyï hiãûu α2Aβ2A.
* HbA2: gäöm hai chuäùi α vaì 2 chuäùi δ kyï hiãûu
α2Aδ2A chiãúm 2, 5% täøng säú Hb.
* HbF: (Foetal): Hb baìo thai, gäöm 2 chuäùi α vaì 2
chuäùi γ kyï hiãûu laì α2Aγ 2F.
Chuäùi α gäöm 141 acid amin.
Chuäùi β, γ , δ gäöm 146 acid amin vaì chè khaïc nhau
mäüt säú acid amin.
Hb báút thæåìng: Do sæû phán bäú caïc chuäùi hoàûc vë trê
caïc acid amin trong caïc chuäùi khaïc våïi Hb bçnh thæåìng.
* HbS (sickle cell): Hb cuía bãûnh thiãúu maïu
häöng cáöu hçnh liãöm. Cáúu taûo gäöm α2Aβ2S, khaïc våïi
HbA laì trong chuäùi β glu vë trê thæï 6 thay bàòng Val.
* HbC (Cible cell): cáúu taûo gäöm α2Aβ2S trong âoï
Glu trong chuäùi β åí vë trê thæï 6 thay bàòng Lys
3. Liãn kãút giæîa hem vaì globin taûo Hemoglobin
132

4. Hoaï hoüc vaì chuyãøn hoaï Hemoglobin
Phán tæí Hb gäöm 4 âån vë liãn kãút våïi nhau, mäùi âån
vë gäöm 1 hem liãn kãút våïi 1 chuäùi polypeptid, liãn kãút
phäúi trê âæåüc hçnh thaình giæîa Fe++ cuía hem vaì Nitå cuía
N
Fe++
N
N
N
N
Hem
NH NH Globin
Hçnh 6.4: Mäúi liãn kãút giæîa hem vaì
globin
nhán imidazol cuía his åí chuäùi polypeptid.
II. TÊNH CHÁÚT HEMOGLOBIN
1. Kãút håüp våïi Oxy
Oxy kãút håüp våïi Hb taûo thaình oxyhemoglobin.
Hb + 4O2
Sæû kãút håüp vaì sæû phán ly
Hb(O2) 4 åí häöng cáöu tuìy thuäüc
vaìo aïp suáút riãng pháön cuía Oxy,
näöng âäü H+ vaì aïp suáút riãng
pháön cuía CO2.
N
N
Fe++
Hb (O2) 4
N
N
O=O
2. Kãút håüp våïi CO2
Hb kãút håüp CO2 qua nhoïm amin (−NH2) tæû do cuía
globin taûo thaình carbohemoglobin.
R−NH2 + CO2
R− NH−COOH
133
dáùn xuáút carbamyl

5. Hoaï hoüc vaì chuyãøn hoaï Hemoglobin
Phaín æïng thuáûn nghëch vaì xaíy ra theo chiãöu naìo laì
do aïp xuáút riãng pháön cuía CO 2 vaì O2. ÅÍ mä pCO2 tàng
phaín æïng theo chiãöu thuáûn, traïi laûi pCO 2 åí phäøi tháúp
phaín æïng theo chiãöu nghëch.
3. Sæû kãút håüp CO
Hb kãút håüp våïi CO taûo thaình carboxyhemoglobin ráút
Hb + 4CO
Hb (CO) 4
bãön.
CO coï aïi læûc våïi Hb gáúp 210 láön so våïi aïi læûc cuía
oxy våïi Hb nãn noï âáøy O2 ra khoíi Hb (O2) 4.
Hb (O2) 4 + 4CO
Hb (CO) 4 + 4O2
Carboxyhemoglobin nhiãöu gáy ngäü âäüc vç Hb (CO) 4
khäng coìn khaí nàng váûn chuyãøn oxy. Muäún âáøy CO phaíi
duìng mäüt læåüng låïn O2 do âoï âãø âiãöu trë ngäü âäüc CO
ngæåìi ta phaíi thåí häùn håüp khê gäöm 95% O2 vaì 5% CO2.
4. Sæû oxy hoïa Hb
Hb bë oxy hoïa taûo thaình methemoglobin (MetHb).
Hb
Fe++
MetHb + e
Fe+++ + e
MetHb nhiãöu gáy ngäü âäüc vç khäng coï khaí nàng váûn
chuyãøn oxy, âãø khæí MetHb thaình Hb cå thãø coï enzym
diaphorase. Xanh Methylen vaì Vitamin C cuîng coï khaí nàng
khæí MetHb → Hb.
5. Tênh cháút enzym
Hb coï khaí nàng xuïc taïc phaín æïng oxy hoaï båíi
H2O2.
AH2 + H2O2
A + 2H2O
V. MÄÜT SÄÚ PORPHYRINOPROTEIN KHAÏC
1. Cytocrom: laì mäüt sàõc täú maìu náu âoí, coï vai troì váûn
chuyãøn âiãûn tæí trong caïc phaín æïng oxy hoïa khæí.
2. Peroxydase vaì catalase: enzym xuïc taïc phaín æïng phán
huíy H2O2:
134

6. Hoaï hoüc vaì chuyãøn hoaï Hemoglobin
2H2O2
Catalase
2H2O + O2
AH2 + H2O2 Peroxydase A + 2H2O
135

7. Hoaï hoüc vaì chuyãøn hoaï Hemoglobin
CHUYÃØN HOÏA HEMOGLOBIN
Pháön 2
I. TÄØNG HÅÜP HEMOGLOBIN
1. Täøng håüp hem: hem gäöm protoporphyrin liãn kãút våïi
Fe++
Nguyãn liãûu täøng håüp: sucinyl CoA, glycin, Fe++.
Caïc giai âoaûn täøng håüp:
1.1. Taûo acid δ aminolevulinic (ALA).
COOH
COOH
CH2
CoASH
CH2
+
C
O
S
CH2
COOH
CH2
CO 2
CH2 NH2
CH2
COOH
C
O
C
NH2
CoA
H
COOH
Succinyl CoA
Glycin
CH2
B6
C
H
O
C
NH2
H
Acid amino ceto adipic
Acid aminolevulinic
(ALA)
Hçnh 6.5: Sæû taûo thaình acid aminolevulinic
1.2. Taûo porphobilinogen.
Hai phán tæí ALA ngæng tuû loaûi næåïc, âoïng voìng
taûo thaình porphobilinogen, xuïc taïc båíi ALA dehydratase:
136

8. Hoaï hoüc vaì chuyãøn hoaï Hemoglobin
COOH
COOH
CH2
COOH
CH2 O
CH2
CH2
C
C
C
Aminolevulinase
CH2
(Porphobilinogen synthetase)
NH2
CH2
O
NH2
CH2
C
2 H2O
+ CH2
CH2
C
COOH CH2
N
C
H
H
NH2
ALA
Porphobilinogen
Hçnh 6.6: Sæû taûo thaình porphobilinogen tæì ALA
1.3.Taûo uroporphyrinogen.
A
CH2
P
NH
A
3NH 3
P
NH
A
- CH2 -
P
P
A
P
- CH2-
- CH2NH
A
NH
NH
NH2
Porphobilinogen
Tetrapyrol maûch
thàóng
Tetrapyrol maûch thàóng
Uroporphyrinogen I
synthetase
Uroporphyrinogen I
NH3
Uroporphyrinogen III
Hçnh 6.7: Sæû taûo thaình Uroporphyrinogen III
- Taûo coproporphyrinogen III: Caïc gäúc acetat (A) cuía
urophyrinogen III khæí carboxyl taûo thaình gäúc methyl (M)
chuyãøn thaình coproporphyrinogen III. Xuïc taïc båíi enzym:
uroporphyrinogen decarboxylase
1.4. Taûo proto porphyrin IX
137

9. Hoaï hoüc vaì chuyãøn hoaï Hemoglobin
CH3
CH
CH2
N
CH3
NH
CH2
CH3
HN
CH=CH2
N
CH2
COO-
CH2
CH3
CH2
COOH
Protoporrphynogen IX
1.5. Taûo hem
Protoporphyrin IX kãút håüp Fe++ taûo hem, xuïc taïc hem
synthetase (ferrochelatase).
2. Täøng håüp globin vaì sæû kãút håüp globin våïi hem
Globin âæåüc täøng håüp theo cå chãú täøng håüp cuía
protein. Hem täøng håüp xong råìi ty thãø ra baìo tæång kãút
håüp våïi globin qua liãn kãút phäúi trê giæîa Fe++ vaì nitå cuía
nhán imidazol trong histidin. Quaï trçnh täøng håüp Hb chuí yãúu
xaíy ra åí cå quan taûo huyãút nhæ tuíy xæång, häöng cáöu
non...
Uroporphyrinogen III
Coproporphyrinogen III
Uroporphyrinogen III Decarboxylase
Coproporphyrinogen III
Protoporphyrinogen IX
Coproporphyrinogen III Decarboxylase, oxydase
Protoporphyrinogen IX
Protoporphyrin IX
Protoporphyrinogen IX oxydase
Protoporphyrin IX
Hem
Ferrochelatase
3. Âiãöu hoìa täøng håüp Hb: Hem âoïng vai troì æïc chãú di
láûp thãø taïc âäüng lãn enzim dë láûp thãø ALA synthetase
laìm giaím sæû gàõn glycin vaìo succinyl CoA trong giai âoaûn
âáöu tiãn.
138

10. Hoaï hoüc vaì chuyãøn hoaï Hemoglobin
II. SÆÛ THOAÏI HOÏA HB VAÌ SÆÛ HÇNH THAÌNH SÀÕC
TÄÚ MÁÛT
Häöng cáöu säúng trung bçnh 120 ngaìy, khi häöng cáöu
chãút thç Hb cuîng thoaïi hoïa. Hemoglobin bë phán huíy giaíi
phoïng globi vaì hem. Globin chuyãøn hoïa theo âæåìng protein
näüi baìo, hem tiãúp tuûc thoaïi hoïa.
Caïc giai âoaûn thoaïi hoïa:
Hemoglobin
MAÏU
bë oxy hoïa
Verdoglobin
Fe2+
Globin
Biliverdin
+2H
GAN
Bilirubin tæû do
THÁÛN
Urobilinogen
GAN-MÁÛT:
Bilirubin liãn håüp
(Bilirubin diglucurunat)
Urobilin
MAÏU
+4H
RUÄÜT Mesobilirubinogen
(Urobilinogen)
(khäng máöu)
PHÁN
Urobilin
(maìu náu)
+4H
Stercobilinogen
(khäng máöu)
Stercobilin
PHÁN
(maìu náu)
Hçnh 6.9: Så âäö chuyãøn hoaï Hb vaì quaï trçnh biãún âäøi sàõc täú má
139

11. Hoaï hoüc vaì chuyãøn hoaï Hemoglobin
III. RÄÚI LOAÛN CHUYÃØN HOÏA Hb
1. Bçnh thæåìng :
- Næåïc tiãøu chæïa1 - 4mg urobilinogen/ngaìy.
- Phán chæïa 40 - 280mg stercobilinogen/ngaìy.
Træåìng håüp tàõc máût phán máút máöìu.
Træåìng håüp vi khuáøn ruäüt giaím suït do uäúng khaïng
sinh hoàûc treí så sinh trong nhæîng tuáön âáöu sau khi sinh
thiãúu enzym vi khuáøn ruäüt, bilirubin khäng bë khæí vaì âaìo
thaíi nguyãn veûn, khi tiãúp xuïc våïi khê tråìi oxy hoïa thaình
biliverdin nãn phán coï maìu xanh.
- Bçnh thæåìng bilirubin trong maïu khoaíng 0, 3-0, 8mg
%, bilirubintoaìn pháön 1mg% (5-17µmol/l) dæåïi daûng tæû
do, bilirubin liãn håüp daûng vãút, næåïc tiãøu bçnh thæåìng
khäng coï bilirubin. Trong træåìng håüp bãûnh lyï bilirubin tàng
cao 1,5 - 3mg% (25-50 µmol/l) hay hån næîa, seî væåüt quaï
khaí nàng kãút håüp våïi protein, læåüng dæ khuãúch taïn vaìo
caïc mä gáy vaìng da.
2. Mäüt säú træåìng håüp vaìng da
2.1. Vaìng da do dung huyãút:
- Bilirubin tæû do trong maïu tàng vaì chiãúm 80% bilirubin
toaìn pháön.
- Bilirubin tæû do khäng tan trong næåïc do âoï khäng coï
bilirubin trong næåïc tiãøu nhæng do læåüng sàõc täú máût
tàng nãn baìi xuáút nhiãöu urobilinogen vaì stercobilinogen
trong phán vaì trong næåïc tiãøu.
- Bilirubin cuîng tàng trong häüi chæïng vaìng da sinh lyï åí
treí em vaì vaìng da do di truyãön vç thiãúu enym glucuronyl
transferase.
2.2. Vaìng da do sàõc täú máût
- Tàõc máût do soíi máût, u âáöu tuûy, bilirubibin liãn håüp
khäng xuäúng âæåüc ruäüt bë æï âoüng åí gan traìn vaìo maïu
vaì tàng cao chiãúm 80% bilirubin toaìn pháön
-Bilirubin liãn håüp tan trong næåïc nãn qua cáöu tháûn vaì
âaìo thaíi qua næåïc tiãøu.
- Do tàõc máût bilirubin qua ruäüt giaím, phán máút maìu,
stercobilinogen vaì urobilinogen giaím.
2.3. Vaìng da do viãm gan
140

12. Hoaï hoüc vaì chuyãøn hoaï Hemoglobin
- Viãm gan cáúp: do nhu mä gan bë täøn thæång keìm
theo häüi chæïng tàõc máût nãn bilirubin liãn håüp tàng chuí
yãúu.
- Viãm gan maîn: bilirubin liãn håüp tàng, vaì do khaí nàng
liãn håüp keïm nãn bilirubin tæû do cuîng tàng trong maïu.
141