Медицина 2.0

Эритроциты с нестабильным гемоглобином при нарушении синтеза AHSP (а)



Установлено, что белок AHSP стабилизирует молекулу гемоглобина крови, и защищает его от неблагоприятных факторов.



Почему кровь человека красная? На этот вопрос легко ответит даже школьник, ибо хорошо известно, что почти половину объёма крови составляют красные кровяные клетки (эритроциты), заполненные гемоглобином — кровяным пигментом красного цвета. По своей химической природе гемоглобин является сложным белком. Его молекула состоит из четырёх частей (субъединиц). Две из них насчитывают по 141 аминокислоте и называются альфа-глобином; две другие имеют по 146 аминокислот и называются бета-глобином.



Гемоглобин здорового взрослого человека называют гемоглобином А и условно обозначают как НвА. Он легко взаимодействует с кислородом, присоединяя его и транспортируя от лёгких ко всем тканям организма. В этом состоит главная биологическая роль данного кровяного пигмента.



Синтез гемоглобина начинается в клетках-предшественниках эритроцитов, которые содержатся в костном мозге. Процесс образования гемоглобина довольно сложный, он обеспечивается многочисленными биологическими катализаторами — ферментами. Кроме этого, для нормального формирования гемоглобина и эритроцитов необходим целый ряд витаминов, особенно фолиевая кислота и витамин В-12 (кобаламин). При их дефиците возникают крайне опасные заболевания — анемии (малокровие).



Однако авитаминозы не являются единственными причинами развития анемий. Дело в том, что существует целый ряд наследственных нарушений образования эритроцитов и гемоглобина. Их называют врождёнными гемолитическими анемиями. Главной причиной этой патологии являются мутации, которые происходят в генетическом материале и вызывают нарушение формирования субъединиц гемоглобина — альфа-глобина или бета-глобина. Результатом таких нарушений становится образование гемоглобина с неправильной структурой — аномального гемоглобина. Поэтому такие болезни называют гемоглобинозами; на сегодняшний день их известно около 300. Примером таких болезней могут служить талассемии — группа наследственных заболеваний, при которых наблюдается количественная диспропорция синтеза альфа- и бета-глобинов, то есть один из них образуется в эритроцитах в избытке.



В результате такого нарушения в эритроцитах накапливается гемоглобин, не способный эффективно транспортировать кислород. Поэтому ткани организма испытывают кислородное голодание (гипоксию). Эритроциты с таким гемоглобином имеют патологическое затемнение в центре клетки, в отличие от здоровых эритроцитов, которые характеризуются центральным просветлением. Кроме этого, эритроциты, содержащие аномальный гемоглобин разрушаются в 4-6 раз быстрее, чем здоровые клетки (которые в норме живут 120 дней), что приводит к развитию гемолитической анемии.



Быстрому разрушению эритроцитов способствует накопление в них свободного альфа-глобина, который является сильным прооксидантом, то есть он стимулирует процессы свободнорадикального окисления и образование активных форм кислорода. Они обуславливают разрушение клеточных мембран эритроцитов и их быструю гибель. Кроме этого, свободный альфа-глобин провоцирует образование токсичных форм железа и других продуктов, значительно ухудшающих состояние гемоглобина, после чего нарушается его функционирование и возникает преципитация (осаждение).



Следует заметить, что не только талассемии характеризуются образованием в эритроцитах свободных форм альфа-глобина. Существуют различные внешние неблагоприятные факторы, влияющие на эритроциты и их клетки-предшественники и, способствующие нарушению состояния гемоглобина А. К ним относится целый ряд химических и биологически активных веществ, ионизирующее излучение, токсины микробов и т.д.



Для предупреждения образования в эритроцитах неполноценных форм гемоглобина в организме имеются защитные механизмы, способствующие его стабилизации. Они состоят из специальных белков, ферментов, антиоксидантов. Однако недавно исследователи обратили внимание на один из особых белков, содержащихся в эритроцитах. Его называют альфа-Нв-стабилизирующим протеином (AHSP). Биологическая роль этого вещества не была окончательно установлена.



Учёные из США и Австралии под руководством Xiang Yu исследовали свойства данного белка. Для этого они, воздействуя на генетический аппарат, получили изменения в организме экспериментальных животных, при которых нарушалось образование белка AHSP. У таких животных активно изучались все механизмы синтеза гемоглобина и формирования эритроцитов. В результате было установлено, что отсутствие белка AHSP тормозит образование гемоглобина А, резко повышает концентрацию свободного альфа-глобина, после чего возникает его преципитация, накапливаются различные токсичные продукты в эритроцитах, развивается гемолитическая анемия. В то же время было доказано, что белок AHSP способствует укреплению химических связей между субъединицами НвА, уменьшает содержание свободного альфа-глобина и предупреждает разрушение эритроцитов.



Таким образом, установлено, что белок AHSP является крайне необходимым фактором для формирования нормального гемоглобина А в эритроцитах крови, помогающий не только синтезу и стабилизации его молекулы, но и защищающий гемоглобин от многочисленных внешних неблагоприятных воздействий. Этот факт раскрывает ранее неизвестные механизмы образования клеток крови, и открывает новые перспективы в разработке методов лечения анемий.

Иллюстрация к статье: Яндекс.Картинки