HEMOGLOBIN Mục tiêu: 1. Vẽ và trình bày được công thức cấu tạo của hemoglobin. 2. Kể được các tính chất hóa học và sinh học quan trọng của hemoglobin 3. Mô tả được quá trình thoái hóa và tổng hợp hemoglobin. 4.Vẽ sơ đồ và trình bày được sự thoái hóa hemoglobin và hình thành sắc tố mật. 5. Biện luận được sự thay đổi các chỉ số hóa sinh của chuyển hóa hemoglobin trong một số trường hợp vàng da. Phần 1 HOÁ HỌC HEMOGLOBIN Hemoglobin (Hb) là một chromoprotein, màu đỏ, có nhóm ngoại (hem) là một nhân porphyrin kết hợp với Fe2+ .Hb có trong hồng cầu của động vật cao cấp, hồng cầu chứa 32% Hb và máu chứa 15% Hb. Vai trò chính của Hb là vận chuyển O2 từ phổi đến tế bào và một phần CO2 từ tế bào đến phổi. I. CẤU TẠO CỦA HEMOGLOBIN Hb gồm hem liên kết với globin. 1. Cấu tạo hem Gồm một nhân porphyrin liên kết với Fe2+ (nên Hb còn gọi là porphyrinoprotein hay hemoprotein ). - Cấu tạo porphyrin : Porphyrin gồm porphin gắn với các gốc hữu cơ. Porphin gồm 4 vòng pyrol liên kết với nhau qua 4 cầu nối methenyl (- CH = ), công thức C20H14N4. Pyrol Porphin (ký hiệu cấu tạo porphin) Hììình 6.1: Cấu tạo của pyrol và porphin Porphyrin gồm porphin gắn với các gốc nhất định ở các vị trí 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,8. Các gốc có thể có như sau : Gốc Ký hiệu Công thức 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 Nhân porphyrin trong cấu tạo hem là protoporphyrin IX gồm porphyrin liên kết với các gốc như sau : Hình 6.2: Cấu tạo của protoporphyrin IX - Sự liên kết giữa Fe và protoporphyrin IX: Fe++ liên kết phối trí với Nitơ của 4 nhân pyrol tạo thành hem. Hình 6.3: Cấu tạo của hem 2. Cấu tạo globin Globin là một protein gồm 4 chuỗi polypeptid : - 2 chuỗi a, mỗi chuỗi gồm 141 acid amin. - 2 chuỗi b, mỗi chuỗi gồm 146 acid amin. Hb bình thường : * HbA (Adulte): Hb của người trưởng thành gồm 2 chuỗi a và 2 chuỗi b ký hiệu a2Ab2A. * HbA2: gồm hai chuỗi a và 2 chuỗi d ký hiệu a2Ad2A chiếm 2, 5% tổng số Hb. * HbF: (Foetal): Hb bào thai, gồm 2 chuỗi a và 2 chuỗi g ký hiệu là a2Ag 2F. Chuỗi a gồm 141 acid amin. Chuỗi b, g , d gồm 146 acid amin và chỉ khác nhau một số acid amin. Hb bất thường: Do sự phân bố các chuỗi hoặc vị trí các acid amin trong các chuỗi khác với Hb bình thường. * HbS (sickle cell): Hb của bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm. Cấu tạo gồm a2Ab2S, khác với HbA là trong chuỗi b glu vị trí thứ 6 thay bằng Val. * HbC (Cible cell): cấu tạo gồm a2Ab2S trong đó Glu trong chuỗi b ở vị trí thứ 6 thay bằng Lys 3. Liên kết giữa hem và globin tạo Hemoglobin Phân tử Hb gồm 4 đơn vị liên kết với nhau, mỗi đơn vị gồm 1 hem liên kết với 1 chuỗi polypeptid, liên kết phối trí được hình thành giữa Fe++ của hem và Nitơ của nhân imidazol của his ở chuỗi polypeptid. II. TÍNH CHẤT HEMOGLOBIN 1. Kết hợp với Oxy Oxy kết hợp với Hb tạo thành oxyhemoglobin. Hb + 4O2 Hb (O2) 4 Sự kết hợp và sự phân ly Hb(O2) 4 ở hồng cầu tùy thuộc vào áp suất riêng phần của Oxy, nồng độ H+ và áp suất riêng phần của CO2. 2. Kết hợp với CO2 Hb kết hợp CO2 qua nhóm amin (-NH2) tự do của globin tạo thành carbohemoglobin. Phản ứng thuận nghịch và xảy ra theo chiều nào là do áp xuất riêng phần của CO2 và O2. Ở mô pCO2 tăng phản ứng theo chiều thuận, trái lại pCO2 ở phổi thấp phản ứng theo chiều nghịch. 3. Sự kết hợp CO Hb kết hợp với CO tạo thành carboxyhemoglobin rất bền. CO có ái lực với Hb gấp 210 lần so với ái lực của oxy với Hb nên nó đẩy O2 ra khỏi Hb (O2) 4. Carboxyhemoglobin nhiều gây ngộ độc vì Hb (CO) 4 không còn khả năng vận chuyển oxy. Muốn đẩy CO phải dùng một lượng lớn O2 do đó để điều trị ngộ độc CO người ta phải thở hỗn hợp khí gồm 95% O2 và 5% CO2. 4. Sự oxy hóa Hb Hb bị oxy hóa tạo thành methemoglobin (MetHb). MetHb nhiều gây ngộ độc vì không có khả năng vận chuyển oxy, để khử MetHb thành Hb cơ thể có enzym diaphorase. Xanh Methylen và Vitamin C cũng có khả năng khử MetHb ® Hb. 5. Tính chất enzym Hb có khả năng xúc tác phản ứng oxy hoá bởi H2O2.
