Гемоглобин при серповидноклеточной анемии. В гемоглобине S остаток Glu А26бета замещен на Val. Остаток А2 Glu или Val располагается на поверхности молекулы гемоглобина и контактирует в водой, и замещение полярного остатка Glu на неполярный Val приводит к появлению на поверхности бета-субъеденицы липкого участка.
Этот липкий участок присутствует как в оксигенированном, так и в дезоксигенированном гемоглобине S в гемоглобине А отсутствует. На поверхности дезоксигенированного гемоглобина существует комплементарный участок, способный прочно связываться с липким участком бета-субъединицы, тогда как в оксигенированном гемоглобине этот участок маскируется другими группами рис. 20. Когда гемоглобин S переходит в дезоксигенированное состояние, его липкий участок связывается с комплементарным участком на другой молекуле дезоксигенированного гемоглобина.
Происходит полимеризация дезоксигемоглобина S и его осаждение в виде длинных волокон. Волокна дезоксигемоглобина S механически деформируют эритроцит, предавая ему серповидную форму, что приводит к лизису клеток и множеству вторичных клинических проявлений. Таким образом, если бы можно было можно поддерживать гемоглобин S в оксигенированном состоянии или по крайней мере свести к минимуму концентрацию дезоксигенированного гемоглобина S, то нам удалось бы предотвратить полимеризацию дезоксигенированного гемоглобина S и образование серповидных клеток.
Ясно, что полимеризации подвержена Т-форма гемоглобина S. Интересно отметить хотя в практическом плане это малосущественно, что ферри-ион метгемоглобина А остается в плоскости порфиринового кольца и тем самым стабилизирует R-форму гемоглобина.
То же относится и к гемоглобину при серповидноклеточной анемии гемоглобин S в ферри-состоянии метгемоглобин S не подвержен полимеризации, поскольку он стабилизирован в R-форме. В дезоксигемоглобине А тоже имеется рецепторный участок, способный взаимодействовать с липким участком оксигенированного или дезоксигенированного гемоглобина S рис.20, но присоединения липкого гемоглобина S к к дезоксигемоглобину А недостаточно для образования полимера, поскольку сам дезоксигемоглобин А липкого участка не содержит и не может связывать следующую молекулу гемоглобина.
Следовательно, связывание дезоксигемоглобина А с R- или Т-формой гемоглобина S перекрывает полимеризацию. В результате полимеризации дезоксигемоглобина S образуются спиральные фибрилярные структуры. При этом каждая молекула гемоглобина контактирует с четырьмя соседними молекулами рис. 21. Образование подобных трубчатых волокон ответственно за механические нарушения в содержащем их эритроците он приобретает серповидную форму рис. 22, становится подверженным лизису в момент прохождения им щелей в синусоидах селезенки.
ТАЛАССЕМИИ Другая важная группа нарушений, связанных с аномалиями гемоглобина - талассемии. Для них характерна пониженная скорость синтеза альфа-цепей гемоглобина альфа-талассемия или бета-цепей бета-талассемия.
Это приводит к анемии, которая может принимать очень тяжелую форму. В последние годы достигнут ощутимый прогресс в выяснении молекулярных механизмов, ответственных за развитие талассемии.9