Hemoglobinstruktur
Hemoglobin (Hb) är ett tetramert protein (α₂β₂ hos vuxna) med en molekylvikt på ~64,500 Da. Varje subenhet består av:
- En globin polypeptidkedja (141 aminosyror i α, 146 i β)
- En heme prostetisk grupp: protoporfyrin IX med ett centralt bivalent järn (Fe²⁺)
De fyra subenheterna arrangeras i en tetraedrisk konfiguration. Heme-järnet fungärar som syrebindningsplats.
Syrebindning: Kooperativ allosteri
- T-tillstånd (spänd): Deoxyhemoglobin; låg O₂-affinitet; subenheter begränsade av saltbroar.
- R-tillstånd (avslappnat): Oxyhemoglobin; hög O₂-affinitet; saltbroar brutna.
- Kooperativitet: Bindning av första O₂-molekylen ökar affiniteten för efterföljande O₂-molekyler, producerar en sigmoidal dissociationskurva.
- Hill-koefficient: ~2.8–3.0 (teoretiskt maximum är 4).
Allostera effekter som modulerar O₂-affinitet
| Effektor | Effekt på O₂-affinitet | Fysiologisk roll |
|---|
| H⁺ (Bohreffekt) | Minskar affinitet (höger skift) | Förbättrar O₂-frisättning i syra vävnader (arbetande muskel, hög CO₂) |
| CO₂ | Minskar affinitet (karbamatbildning) | Främjar O₂-avlastning; underlättar CO₂-transport som karbamino-Hb |
| 2,3-BPG | Minskar affinitet (binder central kavl i T-tillstånd) | Stabiliserar T-tillstånd; ökad vid hypoxi, höjd, anemi |
| Cl⁻ | Minskar affinitet | Bidrar till Bohreffekt |
| CO | Ökar affinitet 200–250× (vänster skift) | Kolmonoxidförgiftning – blockerar O₂-bindning och frigivning |
Gastransportcykel
- Lungor: Hög pO₂, låg pCO₂, högt pH → R-tillstånd gynnas → O₂ laddas, CO₂ avlastas.
- Vävnader: Låg pO₂, hög pCO₂, lågt pH → T-tillstånd gynnas → O₂ avlastas, CO₂ laddas.
- CO₂-transport: 70% som HCO₃⁻ (via karbonat anhydras), 23% som karbamino-Hb, 7% upplöst.
Kliniska hemoglobinvarianter
- HbA (α₂β₂): Vuxen hemoglobin (>95%).
- HbA₂ (α₂δ₂): 2–3.5%.
- HbF (α₂γ₂): Fosterhemoglobin; hög O₂-affinitet (låg 2,3-BPG bindning) underlättar placentaöverföring.
- HbS (α₂β₂⁶Val): Sickle cell hemoglobin – polymeriserar när deoxygenerad.
- Methemoglobin (Fe³⁺): Kan inte binda O₂; orsakad av oxidanter eller genetiska varianter.
Klinisk mätning
- Pulsoximetri (SpO₂): Mäter funktionell mättnad (HbO₂/(HbO₂+HHb)); missar dyshemoglobiner.
- CO-oximetri: Mäter alla Hb-arter (O₂Hb, HHb, COHb, MetHb) – guldstandard.
- Hemoglobin koncentration: g/dL; anemi definierad som <13 (män), <12 (kvinnor).
