Hemoglobin (Hb) är det järninnehållande proteinet i röda blodkroppar som gör syrgastransport möjlig. Dess eleganta molekylära design möjliggör kooperativ binding, allosterisk reglering och dubbel gastransport – fundamental för ryggdjurens liv.
Struktur
- Tetramer: 2 α-globinkedjor + 2 β-globinkedjor (vuxen HbA: α₂β₂). Fosterhemoglobin (HbF): α₂γ₂.
- Hemgrupper: Varje globinkedja bär en hemgrupp – protoporfyrin IX med centralt Fe²⁺ (tväväldigt järn).
- O₂-kapacitet: Varje Hb binder 4 O₂-molekyler (1 per hem). 1 g Hb binder 1,34 mL O₂.
Syrgastransport: Kooperativ binding och allosterisk reglering
- Lungkapillärer (laddning): Högt PO₂ (~100 mmHg), högt pH, lågt PCO₂, lågt 2,3-BPG → Hb i avkopplat (R) tillstånd → hög O₂-affinitet → kooperativ binding (sigmoid dissociationskurva).
- Vävnadskapillärer (avladdning): Lågt PO₂ (~40 mmHg), lågt pH, högt PCO₂, högt 2,3-BPG → Hb skiftar till spänt (T) tillstånd → låg O₂-affinitet → O₂-frigivning (Bohreffekten).
- 2,3-BPG: Röd cellglykolytisk biprodukt; stabiliserar T-tillstånd. Förhöjt vid hypoksi, anemi, graviditet → högerförskjutning av kurva → förbättrad O₂-leverans.
CO₂-transport (Hb bär ~30 % av total CO₂)
- ~10 % som karbaminhemoglobin: CO₂ binder direkt till N-terminaler av globinkedjor (Hb–NH–COOH).
- ~70 % som bikarbonat (HCO₃⁻): CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻ (katalyserad av karbonanhydras). H⁺ buffras av Hb (deoxyHb är bättre buffert). Cl⁻/HCO₃⁻-utbyte (Hamburger-skift).
- ~20 % upplöst i plasma.
Haldane-effekten: Deoxygenerat Hb binder mer CO₂ och H⁺ → underlättar CO₂-laddning i vävnader och avladdning i lungor.
Klinisk relevans
- Anemi: Lågt Hb → minskat O₂-bärande förmåga → vävnadshypoxi. Klassificera efter MCV (mikro/normo/makrocytär) och retikulocytantal.
- Hemoglobinopatier: HbS (sicklecells), HbC, HbE, thalassemier (α/β-globinkedjeobalans).
- Methemoglobinemi: Fe³⁺ (triväldigt) kan inte binda O₂; funktionell anemi. Orsakad av oxidanta läkemedel, gifter, kongenital.
- Karboxyhemoglobin: CO binder Hb med 200–250× affinitet → vävnadshypoxi. Rök inhalering, felaktiga värmeapparater.
- Glykerat hemoglobin (HbA1c): Glukos binder icke-enzymatiskt till β-kedjans N-terminaler. Återspeglar 3-månaders genomsnittlig glykemi. Diagnostiskt för diabetes (≥6,5 %).
Hemoglobin är ett mästerverk av molekylär ingenjörskonst – dess allosteriska egenskaper matchar O₂-leverans precist till metabolisk efterfrågan. Att förstå dess biokemi upplåser diagnostik och hantering av hematologiska, respiratoriska och metaboliska störningar.
