Как гемоглобин: Как повысить гемоглобин?

Как повысить гемоглобин?

Такой вопрос часто задают пациенты, но ответить на него однозначно не возможно. Нужно знать причину, почему отмечается снижение гемоглобина. При уменьшении общего количества гемоглобина, чаще всего проявляющееся уменьшением его концентрации в единице объема крови, мы говорим о наличии у человека анемии, точнее малокровия.

Основной причиной понижения уровня гемоглобина является дефицит железа, который может возникнуть при снижении его общего содержания в организме. Причинами дефицита железа, в свою очередь, могут быть:

• недостаточное получение его с пищей;
• нарушение всасывания железа;
• кровопотери.

Недостаточное содержание железа в рационе обычно бывает связано с преобладанием в нем растительной пищи. Так, алиментарная недостаточность железа нередко наблюдается среди вегетарианцев. Это обстоятельство дополнительно отягощается недостаточностью витамина В12, содержащегося в животных продуктах.

Железодефицитная анемия развивается при нарушении всасывания железа в кишечнике. К такому состоянию могут привести различные патологические изменения двенадцатиперстной кишки и верхних отделов тонкой кишки. Нарушение всасывания железа может возникать после операций на желудке и двенадцатиперстной кишке, удалении части тонкой кишки. В то же время, если при поражениях желудочно-кишечного тракта не страдают желудок и верхний отдел тонкого кишечника, всасывание железа обычно не нарушается. Косвенными причинами нарушения всасывания железа могут стать хронический панкреатит, атрофический гастрит. Всасывание железа может снижаться из-за избыточного содержания в пище ингибиторов всасывания железа – кальций, фосфаты, оксалаты и др.

Наиболее частой причиной железодефицитной анемии являются кровопотери, особенно длительные, постоянные, хотя и незначительные. Организм теряет больше железа, чем получает из пищи. Если при кровотечениях из носа, маточных кровотечениях к врачу обращаются до развития тяжелых анемий, то желудочно-кишечные кровотечения могут оставаться долго незамеченными и анемия более тяжелая. Причинами таких кровопотерь могут быть эрозии и язвы желудка, эрозии пищевода, варикозное расширение вен пищевода и кардиального отдела желудка, опухоли желудка и кишечника, а так же опухоли других локализаций.

Встречаются анемии, связанные с дефицитом в организме витамина В12 или (и) фолиевой кислоты. Дефицит витамина В12 в организме может наступить в результате нарушения его всасывания:

• недостаточная секреция хлористоводородной кислоты, пепсина и внутреннего фактора: из-за атрофии слизистой желудка, оперативного удаления части желудка, токсического воздействия на слизистую оболочку желудка, например алкоголя;
• поражение тонкой кишки при таких заболеваниях: тяжелый хронический энтерит, дивертикулез, опухоли, спру, целиакия, удаление части тощей кишки;
• конкурентное поглощение большого количества витамина В12: при инвазии широким лентецом, дисбактериозе кишечника, синдроме слепой кишки (после операции на кишечнике и погрешностях в наложении анастомозов).

Снижение концентрации гемоглобина может быть вызвано преждевременной гибелью эритроцитов, увеличением скорости разрушения эритроцитов. Такое состояние наблюдается при некоторых иммунных нарушениях (ревматойдный артрит, красная волчанка и др.), длительных инфекционных заболеваниях (гепатиты, пневмонии, туберкулез, хронический пиелонефрит и другие), в результате воздействия лекарств и химических веществ окислительного действия, ядов (укусы змей, пауков, пчел), термических поражений, инфекционных факторов, и др.

Коррекцию уровня гемоглобина проводят с учетом причины развития анемии. Важной задачей лечения является устранение основного заболевания. Поэтому при определении в крови низкого гемоглобина необходимо пройти целый ряд обследований, чтобы выяснить какая именно это анемия (железодефицитная, В12-дефицитная, связанная с дефицитом фолиевой кислоты, гемолитическая и др.). Далее необходим тщательный диагностический поиск причин малокровия: фиброгастродуоденоскопия, рентгенологическое исследование желудочно-кишечного тракта, УЗИ, обследование кишечника, анализ кала на кровь и яйца гельминтов.

Лечение хронической железодефицитной анемии у людей должно быть консилиумным. Под этим мы понимаем участие в диагностике и лечении различных специалистов в зависимости от причин, вызвавших железодефицитную анемию (хирург, терапевт, проктолог, эндоскопист, диетолог, уролог и другие). Только такой подход предполагает поиск и устранение причины заболевания. Прежде всего, это касается кровопотерь. Противоанемическая терапия при не устранённых, даже необильных кровопотерях не дает стойкого эффекта.

В лечении анемии важная роль отводится питанию. Чтобы повысить уровень гемоглобина, рекомендуется употреблять в пищу печень, почки, сердце, белое мясо курицы. Из круп отдайте предпочтение гречке, фасоли, чечевице, гороху и другим бобовым. Среди овощей лучше всего есть томаты, молодой картофель, лук, тыкву, салат. Полезна любая зелень (петрушка, одуванчик, шпинат, укроп). Богатые железом фрукты: лучше зеленые сорта яблок, бананы, гранат, абрикосы, персики, сливы, хурма и айва. Обязательно нужно пить соки: гранатовый, свекольный, морковный. Полезно также есть морепродукты, орехи (особенно грецкие), сухофрукты, шоколад (черный).

Конечно, лечение анемии всегда включает назначение лекарственных препаратов. Невозможно устранить железодефицитную анемию без препаратов железа, лишь диетой, включающей много железа. Всасывание железа из пищи ограничено, его максимум 2,5мг/сут. Из лекарственных препаратов железа его всасывается в 15-20 раз больше. Тем не менее, пища должна быть полноценной, содержать достаточное количество хорошо всасываемого железа и белка. Лучше препараты железа принимать совместно с аскорбиновой кислотой. Последняя улучшает всасывание железа в кишечнике. Поскольку пища значительно снижает всасывание неорганического железа, более эффективным оказывается прием таблеток перед едой. В виде инъекций препараты железа вводят лишь при наличии специальных показаний. Необходимо помнить, что необоснованное применение препаратов железа способно вызвать тяжелые побочные эффекты. Даже относительно небольшая передозировка может проявляться тошнотой, рвотой, диареей, болью в животе, понижением артериального давления, общей слабостью и другими неприятными симптомами.

Для профилактики анемии, связанной с недостаточностью витамина В12 или фолиевой кислоты, важно своевременно выявлять и лечить хронические заболевания желудочно-кишечного тракта. Лечение В12-дефицитной анемии предполагает устранение вызвавших ее причин: при глистной инвазии необходимым условием излечения является дегельминтизация, при изменении кишечной флоры и диарее применяются ферментные и закрепляющие средства, диетическое питание. Ну, а основное лечение – инъекции витамина В12. Как правило, спустя несколько дней после начала курса инъекций удается заметно повысить уровень гемоглобина в крови.

И так, в этой статье разобраны только некоторые анемии, на самом деле их значительно больше. Каждый случай пониженного гемоглобина в крови предполагает проведение тщательного обследования. Проблем с повышением гемоглобина не возникает, если точно установлена причина анемии. Правда некоторые анемии требуют довольно длительного курса лечения, а иногда и проведение курсов профилактического лечения. Так что, если у вас понижен гемоглобин, обратите внимание на свое питание и быстрее к врачу для проведения полного обследования.

Токарева Ирина Викторовна руководитель  Городского гериатрического центра 

Повышенный гемоглобин – причины появления, при каких заболеваниях возникает, диагностика и способы лечения

ВАЖНО!

Информацию из данного раздела нельзя использовать для самодиагностики и самолечения. В случае боли или иного обострения заболевания диагностические исследования должен назначать только лечащий врач. Для постановки диагноза и правильного назначения лечения следует обращаться к Вашему лечащему врачу.

Повышенный гемоглобин, или эритроцитоз: причины появления, при каких заболеваниях возникает, диагностика и способы лечения.

Определение

Эритроцитоз – увеличение содержания красных клеток в единице объема крови, сопровождающееся повышением уровня гемоглобина. Основными симптомами этих изменений являются головные, мышечные боли, головокружение, носовые кровотечения, быстрая утомляемость, более специфические симптомы зависят от соответствующего заболевания.

Разновидности эритроцитоза

Эритроцитоз может быть первичным и вторичным.

Первичный эритроцитоз рассматривается как самостоятельное заболевание системы кроветворения и имеет генетическую природу. В медицине он известен как врожденная полицитемия, или болезнь Вакеза. Данная патология провоцирует увеличение объема костного мозга и повышенную выработку эритроцитов и гемоглобина.

Вторичный эритроцитоз не считается отдельным заболеванием, а лишь симптомом острых или хронических болезней и состояний.

Относительный эритроцитоз является следствием обезвоживания организма, вызванного обильной диареей или рвотой.

Также повышение уровня гемоглобина может являться результатом передозировки лекарственных препаратов, курения, злоупотребления алкоголем и воздействия химических веществ (нитритов).

Абсолютный эритроцитоз является следствием усиленного эритропоэза – процесса образования красных кровяных клеток в костном мозге. Эта форма патологии всегда связана с болезнями внутренних органов или систем.

Возможные причины повышения гемоглобина

I. Наследственные:

1. Изменение структуры гена Jak2 V617F, отвечающего за выработку красных клеток крови.
2. Неспособность крови связывать и переносить кислород к тканям.
3. Снижение поступления кислорода к тканям почек (это приводит к тому, что они начинают усиленно вырабатывать гормон, отвечающий за образование эритроцитов (эритропоэтин)).
4. Дефицит ферментов, отвечающих за выработку эритроцитов и их функцию переноса кислорода к тканям.

II. Приобретенные:

1. Заболевания почек (гидронефроз, поликистоз почек, онкологические заболевания и стеноз почечной артерии).
2. Заболевания легких (хронический обструктивный бронхит, бронхиальная астма, заболевания, поражающие легочную ткань, иногда неустановленной причины).
3. Заболевания сердца (врожденные и приобретенные пороки сердца).
4. Заболевания печени (опухоли печени).
5. Заболевания головного мозга (в частности, опухоль мозжечка).
6. Заболевания женской половой системы (онкологические заболевания яичников).
7. Болезни эндокринной системы, поражающие надпочечники и способствующие повышению артериального давления, при которых обычно неэффективны основные препараты, используемые при гипертонической болезни (болезнь Иценко–Кушинга, феохромоцитома), а также заболевания щитовидной железы.
8. Отравление угарным газом.
9. Пребывание на больших высотах.
10. Синдром обструктивного апноэ, характеризующийся временной остановкой дыхания во время сна.

К каким врачам обращаться, если повышен гемоглобин

При выявлении увеличения количества эритроцитов, гематокрита, гемоглобина в первую очередь необходимо в максимально короткие сроки обратиться к гематологу.

Для уточнения диагноза может потребоваться проведение стернальной пункции или трепанобиопсии костного мозга.

У людей, червей и млекопитающих гемоглобин появился от общего гена

Красная кровь не характерна для людей или млекопитающих. Этот цвет придает ей гемоглобина, это сложный белок: он специализируется на транспортировке кислорода, который содержится в системе кровообращения позвоночных, а также и у кольчатых червей (семейства червей, наиболее известными представителями которого являются дождевые черви), моллюсков и ракообразных.

Считалось, что гемоглобин «изобретен» несколько раз в ходе эволюции. Но недавние исследования показали, что все эти гемоглобины, рожденные «независимо», на самом деле происходят от одного предкового гена.

Для того, чтобы доказать это, группа ученых исследовала морского червя Platynereis dumerilii, так как он считается животным, которое эволюционировало медленно, потому что его генетические характеристики близки к характеристикам морского предка большинства животных. Исследователи изучили этот вид и сравнили его с другими особями с красной кровью, чтобы проследить происхождение гемоглобинов.

Исследование было сосредоточено на большом семействе, к которому принадлежат гемоглобины: глобины, белки, присутствующие почти во всех живых существах, которые «хранят» газы, например, кислород и оксид азота. Но глобины обычно находятся и работают внутри клеток, они не циркулируют по всему организму как гемоглобин. 

В результате работы ученые пришли к выводу, что у всех видов с красной кровью производством глобина занимается один и тот же ген, называемый «цитоглобин». Он независимо эволюционировал и превратился в ген, кодирующий гемоглобин. Эта новая циркулирующая молекула сделала транспортировку кислорода более эффективной. 

Теперь ученые хотят изменить масштаб исследования, чтобы узнать, когда и как возникли различные определенные клетки билатериальных сосудистых систем.

Читать далее

Аборты и наука: что будет с детьми, которых родят

Посмотрите на самые красивые снимки «Хаббла». Что увидел телескоп за 30 лет?

В образцах грунта с астероида Рюгу нашелся искусственный объект. Как это?

Aвтоматический анализатор гемоглобина и гематокрита Hemo Control-Продукция

Назначение прибора

Hemo Control – прибор для быстрого и точного определения концентрации гемоглобина в цельной крови.

Компактные размеры, простота в использовании и высокий уровень надежности – все это делает данный прибор востребованным как в стационарных, так и в передвижных мобильных лабораториях.

Прибор состоит из портативного фотометра и одноразовой кюветы, заполненной сухими реагентами.

Прибор достаточно удобен для применения в условиях оказания неотложной медицинской помощи: результаты исследования появляются через 15-60 с в зависимости от концентрации гемоглобина. Плавное закрывание микродержателя кювет предотвращает загрязнение оптического прибора, что сводит к минимуму его обслуживание и очистку. Система сохраняет в памяти до 4000 проведённых измерений, их дату, время и могут быть распечатаны на принтере.

Hemo Control может быть использован в полевых условиях благодаря встроенному аккумулятору.

Принцип измерения

Небольшое количество капиллярной, артериальной или венозной крови берется непосредственно в измерительную кювету, используя «эффект капилляра». После заполненная пробой кюветы начинается химическая реакция с изменением цвета. Кювета устанавливается в фотометр, где автоматически происходит измерение и результат выводится на дисплей.

Hemo Control

Технические данные

Hemo Control 360°

Назад
Пуск
Стоп
Вперед

Каталожные номера

Медиа

Презентация Hemo Control

HTML5 Video не поддерживается вашим браузером. Вы можете скачать видео здесь.
Или посмотреть его на Youtube здесь.

VisiGuide

VisiGuide графический он-лайн симулятор, демонстрирующий основные операции и функции прибора.

VisiGuide расположен на сайте Hemo_Control

Перейти к демонстрации

Разрешительные документы

Quo-TestПродукцияLactate Scout 4

Диагностика гликозилированного гемоглобина (HbA1c) в диагностическом центре «МедиСкан» в Домодедово

Сахарный диабет (СД), без преувеличения, продолжает играть одну из самых драматических ролей в истории мировой медицины.

Своевременная диагностика сахарного диабета позволяет провести профилактику, предупреждение развития СД и его осложнений.

Одним из методов диагностики является определение уровня глюкозы в крови. Поскольку измеренный уровень глюкозы показывает концентрацию на момент взятия крови, то сделать выводы о состоянии углеводного обмена в промежутках между измерениями сложно.

Показателем, который может дать усредненный уровень глюкозы в крови в течении длительного времени является гликозилированный гемоглобин (HbA1c).

Гликозилированный гемоглобин (употребляется также термин «гликированный гемоглобин») образуется в результате неферментативного присоединения глюкозы к N-концевым участкам R-цепей глобина гемоглобина А1 и обозначается как HbA1c. Концентрация HbA1c прямо пропорциональна средней концентрации глюкозы в крови. У здоровых концентрация HbA1c в крови от 4 до 6 %, у больных сахарным диабетом его уровень в 2-3 раза выше (в зависимости от степени гипергликемии). Образовавшийся HbA1c аккумулируется внутри эритроцитов и сохраняется в течение всего срока жизни эритроцита. Полупериод циркуляции эритроцита в кровяном русле составляет 60 суток, таким образом, концентрация HbA1c отражает уровень гликемии пациента за 60-90 дней до исследования [5, 6]. Огромное число исследований с использованием традиционных методов измерения содержания глюкозы подтвердило взаимосвязь HbA1c и уровня гликемии пациента. Результаты исследований, проведенных ГССТ в 90-х годах прошлого века, послужили основанием для подтверждения гипотезы о том, что уровень HbA1c отражает уровень глюкозы в крови и является эффективным критерием при мониторинге больных сахарным диабетом.

Уровень HbA1c признан золотым стандартом в оценке гликемического статуса пациентов с диабетом.

Многочисленные проспективные и эпидемиологические исследования указывают на улучшение гликемического контроля, оцененного по уровню HbA1c.

По многочисленным исследованиям гликированный гемоглобин доказал свою достоверность, продемонстрировав корреляцию со средними значениями гликемии, и отражает среднюю концентрацию глюкозы крови за предшествующие 2-3 месяца.

Исследования, выполняемые в лабораториях и по месту лечения, являются точными и правильными, если их соответствующим образом контролируют и адаптируют к международным стандартам.

Полагают, что случайное определение уровня глюкозы в плазме крови в клинических условиях не играет особой роли для качественного лечения больных СД.

В настоящее время все диабетические ассоциации используют понятие целевых значений гликированного гемоглобина. Так, последнее целевое значение HbA1c, рекомендуемое в Согласованном алгоритме ADA/ЕАSD на основании практичности и снижения развития осложнений, «в общей популяции <7%», с оговоркой «для конкретных пациентов HbA1c следует, насколько это возможно, приблизить к нормальному (<6%) без значимых гипогликемий».

Cоответствия уровня HbA1c среднесуточному уровню глюкозы в плазме в течение трех месяцев

Лаборатория «ДиаЛаб» рада сообщить Вам, что с недавних пор данное исследование выполняется на высококачественном анализаторе D10 (Bio Rad) с референсным методом высокоэффективной жидкостной хроматографии, который является золотым стандартом в количественном определении гликозилированного гемоглобина.

Правила взятия материала:

Перед взятием крови на данный анализ достаточно не употреблять пищу в течение двух часов.

Взятие крови осуществляют в пробирку с ЭДТА (сиреневая крышка).

Сразу же после взятия крови, не встряхивая, перевернуть пробирку 6-8 раз (пробирка перевернута правильно, если воздушный пузырек переместился из одного конца пробирки в другой). Резкое смешивание может вызвать пенообразование и гемолиз (агглютинация тромбоцитов).

Температура хранения: от 2 до 8 °С.

Срок выполнения: 1 рабочий день.

Гликированный гемоглобин (HbA1С, Glycated Hemoglobin)

Исследуемый материал
Цельная кровь (с ЭДТА)

Метод определения
Капиллярный электрофорез.

Соединение гемоглобина с глюкозой, позволяющее оценивать уровень гликемии за 1 – 3 месяца, предшествующие исследованию.

Образуется в результате медленного неферментативного присоединения глюкозы к гемоглобину А, содержащемуся в эритроцитах.

Гликированный (употребляется также термин «гликозилированный») гемоглобин присутствует в крови и у здоровых людей. Скорость этой реакции и количество образующегося гликированного гемоглобина зависят от среднего уровня глюкозы в крови на протяжении срока жизни эритроцитов. В результате реакции образуется несколько вариантов гликированных гемоглобинов: НbA1a, HbA1b, HbA1c. Последняя форма количественно преобладает и дает более тесную корреляцию со степенью выраженности сахарного диабета.

Гликированный гемоглобин отражает гипергликемию, имевшую место на протяжении периода жизни эритроцитов (до 120 суток). Эритроциты, циркулирующие в крови, имеют разный возраст. Обычно ориентируются на усреднённый срок – 60 суток.

Уровень гликированного гемоглобина является показателем компенсации углеводного обмена на протяжении этого периода. Нормализация уровня гликированного гемоглобина в крови происходит на 4 – 6-й неделе после достижения нормального уровня глюкозы. У больных сахарным диабетом уровень этого соединения может быть повышен в 2 – 3 раза.

В соответствии с рекомендациями ВОЗ этот тест признан оптимальным и необходимым для контроля сахарного диабета. Больным сахарным диабетом рекомендуется проводить исследование уровня гликированного гемоглобина не менее одного раза в квартал. Значения могут различаться между лабораториями в зависимости от применяемого аналитического метода, поэтому контроль в динамике лучше проводить в одной лаборатории или, по крайней мере, тем же методом. При контроле над лечением диабета рекомендуется поддерживать уровень гликированного гемоглобина менее 7% и пересматривать терапию при содержании гликированного гемоглобина более 8%. Указанные значения применимы только для методов определения гликированного гемоглобина сертифицированных как прослеживаемые относительно DCCT (многолетнее исследование по контролю за диабетом и его осложнениями).

Клинические исследования с использованием сертифицированных методов показывают, что рост доли гликированного гемоглобина на 1% связан с увеличением уровня глюкозы плазмы крови, в среднем, примерно на 2 ммоль/л. Гликированный гемоглобин используется как показатель риска развития осложнений диабета. Доказано, что снижение значений гликированного гемоглобина на 1/10 связано с примерно 45% снижением риска прогрессии диабетической ретинопатии.

Результаты теста могут быть ложно изменены при любых состояниях, влияющих на средний срок жизни эритроцитов крови. Кровотечения или гемолиз вызывают ложное снижение результата; гемотрансфузии, естественно, искажают результат; при железодефицитной анемии наблюдается ложное повышение результата определения гликированного гемоглобина.

Интерпретация результата может быть затруднена присутствием вариантных форм гемоглобина (в том числе, наличием гемоглобина А2 при бета-талассемии, фетального гемоглобина у детей до 6 мес.).

Литература

1. Алгоритмы специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом (5-й выпуск). – Сахарный диабет, 2011, №3, Приложение 1, с, 4 – 72.  


http://dmjournal.ru/ru/articles/catalog/2011_3_suppl/2011_3_suppl .

2. Use of Glycated Haemoglobin (HbA1c) in the Diagnosis of Diabetes Mellitus. World Health Organization, 2011  


http://www.who.int/diabetes/publications/report-hba1c_2011.pdf .

3. Standards of Medical Care in Diabetes – 2013. American Diabetes Assoсiation. – Diabetes Care, 2013, Vol.36, Suppl. 1, S11-S66. 

http://care.diabetesjournals.org/content/36/Supplement_1/S11.full.pdf+html.

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
  Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку “Назад” и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
  браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
  Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с вашим системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie
потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Гемоглобин как источник питательных веществ для патогенов

Образец цитирования: Пищанский Г., Скаар Е.П. (2012) Вкус крови: гемоглобин как источник питательных веществ для патогенов. PLoS Pathog 8 (3):
e1002535.

https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1002535

Редактор: Джозеф Хейтман, Медицинский центр Университета Дьюка, Соединенные Штаты Америки

Опубликовано: 8 марта 2012 г.

Авторские права: © 2012 Пищаны, Скаар.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Финансирование: EPS поддержано грантами NIH AI0169233, AI073843 и AI091771. Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили об отсутствии конкурирующих интересов.

Введение

Гемоглобин, придающий крови красный цвет, возможно, является наиболее признанным и хорошо изученным белком в природе. Это также важная молекула во время инфекции, так как многие микробы полагаются на гемоглобин для роста в своих хозяевах. Здесь мы рассматриваем важность гемоглобина для физиологии позвоночных и то, как люди пытаются скрыть гемоглобин от вторжения патогенов. Мы также приводим примеры сложных механизмов, используемых микробами для приобретения гемоглобина во время инфекции.Наконец, мы обсуждаем, как генетические вариации внутри гемоглобина влияют на восприимчивость к инфекционным заболеваниям.

Метаболизм гемоглобина у людей

Чтобы понять, как гемоглобин используется вторгающимися патогенами, нужно понять структуру, функцию и метаболизм этой молекулы. Гемоглобин – тетрамерный глобулярный белок, состоящий из двух альфа- и двух бета-цепей [1]. Альфа- и бета-цепи кодируются разными локусами и по-разному регулируются в процессе развития человека.Каждая из четырех цепей гемоглобина включает в себя железосодержащий гем кофактор, ответственный за связывание кислорода [2]. Основная функция гемоглобина – улавливать атмосферный кислород и доставлять его в ткани хозяина для дыхания. Гемоглобин синтезируется в развивающихся эритроцитах, которые теряют свои ядра и прекращают синтез белка при созревании. У здоровых взрослых гемоглобин составляет одну треть от общей массы эритроцитов и примерно 15% от массы цельной крови [2]. Зрелые эритроциты циркулируют в крови примерно три месяца, после чего они стареют и удаляются из кровотока макрофагами.Гемоглобин из стареющих эритроцитов переваривается, чтобы облегчить переработку гемового железа. В случае лизиса эритроцитов высвободившийся гемоглобин захватывается гаптоглобином плазмы, чтобы предотвратить окислительное повреждение, вызванное гемоглобином. Комплекс гаптоглобин-гемоглобин распознается макрофагами и удаляется из плазмы. Любой свободный гем, который выделяется из гемоглобина внеклеточно, быстро связывается другим белком плазмы, известным как гемопексин. Вышеупомянутые стратегии удаления гемоглобина и гема ограничивают токсичность, связанную с этими молекулами, обеспечивают гомеостаз железа и предотвращают рост микробов.

Гемоглобин как источник железа для вторжения патогенов

Железо является важным питательным веществом практически для всех форм жизни. Гемоглобин, являющийся на сегодняшний день самым богатым резервуаром железа в организме человека, таким образом, является привлекательным источником железа для вторжения патогенов. В соответствии с этим многие виды бактерий развили системы для извлечения железа из гемоглобина хозяина [3]. Эти системы являются энергетически дорогостоящими и нацелены на иммунную систему; следовательно, они экспрессируются только в условиях, ограничивающих железо.Чтобы высвободить гемоглобин из красных кровяных телец, бактерии выделяют токсины, лизирующие эритроциты. Затем высвобожденный гемоглобин связывается специфическими рецепторами, которые либо секретируются, либо закрепляются на поверхности клеток бактерий. После связывания гемоглобина эти рецепторы удаляют гемоглобин из гемоглобина и передают его транспортным белкам гема на поверхности клетки (рис. 1А и 1В). Для переноса гема через грамотрицательную внешнюю мембрану системы переноса гема используют энергию движущей силы протона.Это достигается за счет системы TonB, которая передает энергию от внутренней мембраны к внешней, обеспечивая транспортировку субстрата. Попав в периплазму, гем связывается с транспортным белком гема, который доставляет гем к транспортеру ABC внутренней мембраны, который перекачивает гем в цитоплазму (рис. 1А) [4]. Грамположительные бактерии, у которых отсутствует внешняя мембрана, но содержат толстую клеточную стенку, связывают и пропускают гем через клеточную стенку в промежуточном процессе без известной потребности в энергии (рис. 1B). При пересечении грамположительной клеточной стенки гем переносится через клеточную мембрану с помощью переносчиков ABC.Попав в цитоплазму грамотрицательных или грамположительных бактерий, гем расщепляется гемоксигеназами с высвобождением железа (рис. 1А и 1В). В качестве альтернативы, интактный гем может быть включен в бактериальные гем-содержащие белки в процессе, известном как молекулярный захват [5]. Бактерии не уникальны в своей способности использовать гемоглобин в качестве источника железа. Эукариотические патогены, включая Leishmania , Entamoeba и Trypanosoma , развили конвергентные механизмы приобретения гемового железа из этой многочисленной молекулы хозяина [6] – [8].Простейшие захватывают гемоглобин либо через специфические поверхностные рецепторы, либо через фагоцитоз. При фагоцитозе белковая часть гемоглобина переваривается с высвобождением гемового железа [7]. Использование гемоглобина в качестве источника железа необходимо для инфекции, что демонстрируется снижением вирулентности патогенов, которые мутировали по переносчикам гемоглобина и железа. Таким образом, рецепторы поверхностного гемоглобина изучались как потенциальные мишени для разработки вакцины и фармакологического ингибирования. Подавление способности патогена усваивать железо подавляет многочисленные физиологические процессы, которые необходимы для жизнеспособности, открывая новый путь для развития противомикробных препаратов.

Рисунок 1. Механизмы утилизации гемоглобина патогенами.

(A) Грамотрицательные бактерии связывают гемоглобин либо секретируемыми, либо поверхностными рецепторами. Рецепторы гемоглобина извлекают гем и передают его транспортным белкам гема на поверхности клетки. Системы транспорта гема внешней мембраны используют энергию движущей силы протонов, генерируемой внутри внутренней мембраны комплексом TonB. Попадая в периплазму, гем связывается с транспортным белком гема, который доставляет гем к транспортеру ABC внутренней мембраны.Переносчики ABC переносят гем в цитоплазму, где он разлагается гемоксигеназами, снабжая бактерии железом. (B) грамположительные бактерии экспрессируют секретируемые и закрепленные за клеточной стенкой рецепторы гемоглобина, которые извлекают гем из гемоглобина. Затем рецепторы гемоглобина переносят гем на переносчики клеточной стенки, которые пропускают гем через слой пептидогликана в процессе ретрансляции. Затем гем переносится через клеточную мембрану транспортерами ABC. В цитоплазме гем разрушается гемоксигеназами с высвобождением железа.(C) Plasmodium потребляет гемоглобин путем эндоцитоза карманов цитоплазмы эритроцитов через цитостомы, которые переносят гемоглобин в пищеварительные вакуоли. Гемоглобин последовательно переваривается протеазами и аминопептидазами в пищеварительной вакуоли и цитоплазме для снабжения Plasmodium аминокислотами. Освободившийся гем полимеризуется в гемозоин.

https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1002535.g001

Гемоглобин как источник аминокислот для вторжения патогенов

В то время как многие микроорганизмы нацелены на гемоглобин для получения гемового железа, другие, такие как Plasmodium , переваривают белок как источник аминокислот. Плазмодий – это род паразитарных простейших и возбудитель малярии. Гемоглобин играет центральную роль на стадии инфицирования Plasmodium в крови. После инвазии эритроцитов эти паразиты потребляют более половины клеточного гемоглобина в течение 24 часов [9]. Это потребление гемоглобина достигается за счет нескольких различных механизмов. Во время начальной стадии инфекции эритроцитов, известной как стадия кольца, гемоглобин поглощается одной большой вакуолью в актин-независимом процессе, известном как «большой глоток» [10].На более поздней стадии трофозоитов гемоглобин приобретается путем эндоцитоза карманов цитоплазмы эритроцитов в паразитарных структурах, известных как цитостомы. (Рисунок 1C) [9], [11]. Цитосомы затем переносят гемоглобин в кислые пищеварительные вакуоли в актин-зависимом процессе, который регулируется белками Rab5 и PfPI3K [10], [12]. На поздних стадиях паразиты поглощают гемоглобин посредством фаготрофии, которая, как и «большой глоток», не требует актина и включает большие вакуоли [10], [13]. Гемоглобин последовательно переваривается аспарагиновыми протеазами, цистеиновыми протеазами, металлопротеазами и аминопептидазами в пищеварительной вакуоли и цитоплазме плазмодия Plasmodium для снабжения паразита аминокислотами [14].Было предложено инициировать переваривание гемоглобина на пути к пищеварительной вакуоли; однако точная локализация различных стадий этого процесса не является единой [15]. Критическая важность переваривания гемоглобина иллюстрируется тем фактом, что блокирование протеолиза гемоглобина предотвращает развитие паразитов [9]. Ингибиторы протеаз гемоглобина были предложены в качестве потенциальных терапевтических агентов против паразитов, которые используют гемоглобин в качестве источника аминокислот.

Преодоление токсичности гемоглобина

Утилизация гемоглобина приводит к высвобождению реактивного кофактора гема из глобиновой части белка. В Plasmodium свободный гем детоксифицируется путем полимеризации в кристаллы, известные как гемозоин (рис. 1C). Фактически, образование гемозоина настолько велико, что его присутствие среди комаров Anopheles gambiae дало первоначальный ключ к пониманию того, что комары являются основным переносчиком малярии [9]. Образование гемозоина при хронической инфекции проявляется в почерневании селезенки и печени из-за накопления гемозоина в этих органах.Кроме того, гемозоин, по-видимому, играет роль в модуляции иммунного ответа на плазмодий и токсичен для фагоцитов [9]. Кристаллы гемозоина образуются в результате полимеризации гема путем образования связи между атомом железа одной молекулы гема и карбоксилатом другой молекулы [16]. Далее димеры полимеризуются за счет образования водородных связей между пропионатами [17]. Факторы, которые способствуют образованию гемозоина, были предметом серьезных дискуссий; однако липиды и белки участвуют в облегчении образования гемозоина в пищеварительных вакуолях Plasmodium [18].Противомалярийные препараты, такие как хлорохин и, возможно, артемизинин, ингибируют детоксикацию гемоглобина с помощью плазмодия Plasmodium , что подчеркивает важность этого процесса для жизнеспособности малярии [19], [20].

Бактериальные патогены используют различные стратегии для снижения токсического действия гема. Один механизм в некоторой степени похож на тот, который используется Plasmodium , посредством которого гем активно секвестрируется грамотрицательными бактериями, тем самым предотвращая образование активных форм кислорода [21].Другие виды бактерий используют гемоксигеназы, которые снижают внутриклеточную концентрацию гема за счет его деградации [3]. Однако другие бактериальные патогены ощущают либо гем, либо его токсические эффекты и активируют АТФ-зависимые экспортные системы, участвующие в детоксикации гема. Неясно, экспортируется ли сам гем или неизвестный токсичный продукт, образованный гемом; однако очевидно, что и сенсорный, и транспортный компоненты необходимы для детоксикации гема [22].

Варианты гемоглобина человека и инфекция

Вариации последовательностей в генах гемоглобина сильно влияют на восприимчивость к инфекционным заболеваниям.В этом отношении варианты гемоглобина были связаны с измененной восприимчивостью к Plasmodium . Например, люди, гетерозиготные по мутации гемоглобина, которая приводит к серповидно-клеточной анемии (HbS), демонстрируют повышенную устойчивость к малярии. HbS содержит замену глутамина на валин в бета-цепи гемоглобина. У людей, гомозиготных по HbS, молекулы гемоглобина агрегируются в эритроцитах, что приводит к серповидному образованию красных кровяных телец и тяжелой анемии.Гетерозиготные люди не страдают анемией и уничтожают до 90% клеток Plasmodium в своих эритроцитах. Было предложено множество механизмов снижения выживаемости Plasmodium из-за HbS [23]. К ним относятся снижение роста паразита, усиление серповидности и усиленный фагоцитоз инфицированных эритроцитов. Недавние исследования связывают защиту, обеспечиваемую HbS, с уменьшением ремоделирования актина и цитоадгезии инфицированных эритроцитов к капиллярам, ​​а также с уменьшением токсичности гема [24] – [26].Серповидноклеточный гемоглобин преобладает у людей из регионов, эндемичных по малярии, что создает эволюционное давление для сохранения аллеля в популяции [27]. Было обнаружено, что другие мутации, приводящие к гемоглобинопатиям, защищают от Plasmodium [23]. Измененная восприимчивость к малярии из-за мутаций в гемоглобине – это парадигма того, как генетика человека влияет на восприимчивость к инфекционным заболеваниям.

В человеческой популяции обнаружены многочисленные непатологические полиморфизмы гемоглобина, которые могут влиять на приобретение бактериального железа и вирулентность.Это подтверждается открытием, что вариации в аминокислотной последовательности гемоглобина, полученного от разных млекопитающих, влияют на приобретение железа и вирулентность бактериального патогена Staphylococcus aureus [28]. Недавняя сокристаллическая структура гемоглобина со стафилококковым рецептором гемоглобина показала, что область гемоглобина, распознаваемая этим рецептором, очень полиморфна в человеческой популяции. Вариации аминокислот в этой области гемоглобина снижают связывание и утилизацию гемоглобина на S.aureus [29]. Следовательно, на восприимчивость людей к бактериальным инфекциям может влиять полиморфизм гемоглобина. Более того, бактериальная колонизация может быть аналогичным образом затронута из-за того, что гемоглобин играет роль в этом процессе [30]. Будущее выявление полиморфизмов гемоглобина, влияющих на бактериальные инфекции, может позволить разработать индивидуальный подход к профилактике и лечению инфекционных заболеваний.

Ссылки

1. 1.
   Перуц М.Ф., Россманн М.Г., Куллис А.Ф., Мюрхед Х., Уилл Дж. И др.(1960) Структура гемоглобина: трехмерный синтез Фурье при 5,5-A. разрешение, полученное рентгеноструктурным анализом. Природа 185: 416–422.
2. 2.
   Мессершмидт A (2001) Справочник по металлопротеинам. Чичестер: Вайли.
3. 3.
   Корнелис П., Эндрюс С.К. (2010) Поглощение железа и гомеостаз у микроорганизмов. Норфолк: Caister Academic. 291 с.
4. 4.
   Tong Y, Guo M (2009) Бактериальные гемопереносные белки и их способы координации гема.Arch Biochem Biophys 481: 1–15.
5. 5.
   Hammer ND, Skaar EP (2011) Молекулярные механизмы приобретения железа Staphylococcus aureus . Annu Rev Microbiol 65: 129–147.
6. 6.
   Карвалью С., Круз Т., Сантарен Н., Кастро Н., Коста В. и др. (2009) Гем как источник железа для амастигот Leishmania infantum . Acta Tropica 109: 131–135.
7. 7.
   Serrano-Luna JJ, Negrete E, Reyes M, de la Garza M (1998) Entamoeba histolytica HM1: IMSS: расщепляющие гемоглобин нейтральные цистеиновые протеазы.Exp Parasitol 89: 71–77.
8. 8.
   Ванхоллебеке Б., Де Мюлдер Дж., Нильсен М.Дж., Пайс А., Тебаби П. и др. (2008) Рецептор гаптоглобина-гемоглобина передает врожденный иммунитет к Trypanosoma brucei у человека. Наука 320: 677–681.
9. 9.
   Francis SE, Sullivan DJ Jr, Goldberg DE (1997) Метаболизм гемоглобина у малярийного паразита Plasmodium falciparum . Annu Rev Microbiol 51: 97–123.
10. 10.
    Эллиотт Д.А., Макинтош М.Т., Хосгуд HD 3-й, Чен С., Чжан Г. и др.(2008) Четыре различных пути поглощения гемоглобина у малярийного паразита Plasmodium falciparum . Proc Natl Acad Sci U S A 105: 2463–2468.
11. 11.
    Langreth SG, Jensen JB, Reese RT, Trager W (1978) Тонкая структура малярии человека in vitro. J Protozool 25: 443–452.
12. 12.
    Vaid A, Ranjan R, Smythe WA, Hoppe HC, Sharma P (2010) PfPI3K, фосфатидилинозитол-3-киназа из Plasmodium falciparum , экспортируется в эритроцит хозяина и участвует в торговле гемоглобином.Кровь 115: 2500–2507.
13. 13.
    Рудзинская М.А., Трагер В. (1959) Фаготрофия и две новые структуры у малярийного паразита Plasmodium berghei . J Biophys Biochem Cytol 6: 103–112.
14. 14.
    Скиннер-Адамс Т.С., Стэк С.М., Тренхольм К.Р., Браун С.Л., Грембека Дж. И др. (2010) Plasmodium falciparum нейтральные аминопептидазы: новые мишени для противомалярийных средств. Тенденции Biochem Sci 35: 53–61.
15. 15.
    Абу Бакар Н., Клонис Н., Ханссен Е., Чан С., Тилли Л. (2010) Генезис пищеварительной вакуоли и эндоцитарные процессы на ранних внутриэритроцитарных стадиях Plasmodium falciparum .J Cell Sci 123: 441–450.
16. 16.
    Слейтер А.Ф., Свиггард В.Дж., Ортон Б.Р., Флиттер В.Д., Голдберг Д.Е. и др. (1991) Связь железо-карбоксилат связывает гемовые звенья малярийного пигмента. Proc Natl Acad Sci U S A 88: 325–329.
17. 17.
    Pagola S, Stephens PW, Bohle DS, Kosar AD, Madsen SK (2000) Структура малярийного пигмента бета-гематина. Природа 404: 307–310.
18. 18.
    Стиблер Р., Соарес Дж. Б., Тимм Б. Л., Сильва Дж. Р., Мьюри Ф. Б. и др. (2011) О механизмах кристаллизации биологического гема.J Bioenerg Biomembr 43: 93–99.
19. 19.
    Ziegler J, Linck R, Wright DW (2001) Ингибиторы агрегации гема: противомалярийные препараты, направленные на существенный процесс биоминерализации. Curr Med Chem 8: 171–189.
20. 20.
    Клонис Н., Креспо-Ортис М.П., ​​Боттова И., Абу-Бакар Н., Кенни С. и др. (2011) Активность артемизинина против Plasmodium falciparum требует поглощения и переваривания гемоглобина. Proc Natl Acad Sci U S A 108: 11405–11410.
21. 21.Анзалди Л.Л., Скаар Е.П. (2010) Преодоление парадокса гема: токсичность гема и толерантность к бактериальным патогенам. Заражение иммунной 78: 4977–4989.
22. 22.
    Торрес В.Дж., Штауфф Д.Л., Пищаны Г., Безбрадица Ю.С., Горди Л.Е. и др. (2007) Регуляторная система Staphylococcus aureus , которая реагирует на гем хозяина и модулирует вирулентность. Клеточный микроб-хозяин 1: 109–119.
23. 23.
    Lopez C, Saravia C, Gomez A, Hoebeke J, Patarroyo MA (2010) Механизмы генетически обусловленной устойчивости к малярии.Gene 467: 1–12.
24. 24.
    Холера Р., Бриттен Нью-Джерси, Гилри М.Р., Лопера-Меса TM, Диакит С.А. и др. (2008) Нарушение цитоадгезии инфицированных Plasmodium falciparum эритроцитов, содержащих серповидный гемоглобин. Proc Natl Acad Sci U S A 105: 991–996.
25. 25.
    Феррейра А., Маргути И., Бехманн И., Джени В., Чора А. и др. (2011) Серповидный гемоглобин придает толерантность к инфекции Plasmodium . Cell 145: 398–409.
26. 26.
    Cyrklaff M, Sanchez CP, Kilian N, Bisseye C, Simpore J, et al.(2011) Гемоглобины S и C препятствуют ремоделированию актина в эритроцитах, инфицированных Plasmodium falciparum . Наука 334: 1283–1286.
27. 27.
    Allison AC (1954). Защита, обеспечиваемая серповидно-клеточной характеристикой против субтертийной маляреальной инфекции. BMJ 1: 290–294.
28. 28.
    Пищанский Г., Маккой А.Л., Торрес В.Дж., Краузе Дж.К., Кроу Дж. Э. мл. И др. (2010) Специфичность человеческого гемоглобина усиливает инфекцию Staphylococcus aureus . Клеточный микроб-хозяин 8: 544–550.
29. 29.
    Кришна Кумар К., Жак Д.А., Пищани Г., Карадок-Дэвис Т., Спириг Т. и др. (2011) Структурная основа захвата гемоглобина белком поверхности клетки Staphylococcus aureus , IsdH. J Biol Chem 286: 38439–38447.
30. 30.
    Pynnonen M, Stephenson RE, Schwartz K, Hernandez M, Boles BR (2011) Гемоглобин способствует колонизации носа Staphylococcus aureus . PLoS Pathog 7: e1002104.

Обзор

, клиническая презентация, лабораторные исследования

Автор

Брайан А. Миттон, доктор медицины, доктор философии Клинический инструктор, отделение детской гематологии-онкологии, педиатрический факультет Медицинской школы Стэнфордского университета

Раскрытие информации: раскрывать нечего.

Соавтор (ы)

Табита М. Куни, доктор медицины Сотрудник по детской гематологии / онкологии, Детская больница Люсиль Паккард, Медицинская школа Стэнфордского университета

Табита М. Куни, доктор медицины, является членом следующих медицинских обществ: Американская академия педиатрии, Американское общество гематологии, Американское общество детской гематологии / онкологии, Группа детской онкологии, Американское общество клинической онкологии

Раскрытие: Ничего не разглашать.

Специальная редакционная коллегия

Франсиско Талавера, фармацевт, доктор философии Адъюнкт-профессор, Фармацевтический колледж Медицинского центра Университета Небраски; Главный редактор Medscape Drug Reference

Раскрытие информации: Получил зарплату от Medscape за работу. для: Medscape.

Рональд Захер, MBBCh, FRCPC, DTM & H Профессор внутренней медицины и патологии, директор Центра крови Хоксворта, Академический центр здоровья Университета Цинциннати

Рональд Захер, MBBCh, FRCPC, DTM & H является членом следующих медицинских обществ : Американская ассоциация развития науки, Американская ассоциация банков крови, Американская клиническая и климатологическая ассоциация, Американское общество клинической патологии, Американское общество гематологии, Колледж американских патологов, Международное общество переливания крови, Международное общество по тромбозу и гемостазу. Королевский колледж врачей и хирургов Канады

Раскрытие информации: нечего раскрывать.

Главный редактор

Эммануэль Беса, доктор медицины Почетный профессор кафедры медицины, отделение гематологических злокачественных новообразований и трансплантации гемопоэтических стволовых клеток, Онкологический центр Киммела, Медицинский колледж Джефферсона Университета Томаса Джефферсона

Эммануэль Беса, доктор медицины, является членом следующих медицинских организаций. общества: Американская ассоциация по образованию в области рака, Американское общество клинической онкологии, Американский колледж клинической фармакологии, Американская федерация медицинских исследований, Американское общество гематологии, Нью-Йоркская академия наук

Раскрытие: Ничего не разглашать.

Благодарности

Suzanne M Carter, MS Старший советник по генетике, младший специалист, Отделение акушерства и гинекологии, Отдел репродуктивной генетики, Медицинский центр Монтефиоре, Медицинский колледж Альберта Эйнштейна

Suzanne M Carter, MS является членом следующих медицинских обществ: Американская ассоциация адвокатов

Раскрытие: Ничего не раскрывать. Сьюзан Дж. Гросс, доктор медицинских наук, FRCS (C), FACOG, FACMG Содиректор, Отдел репродуктивной генетики, доцент кафедры акушерства и гинекологии, Медицинский колледж Альберта Эйнштейна

Susan J Gross, MD, FRCS (C), FACOG, FACMG является членом следующих медицинских обществ: Американского колледжа медицинской генетики, Американского колледжа акушеров и гинекологов, Американского института ультразвука в медицине, Американской медицинской ассоциации, Американского общества генетики человека и Королевский колледж врачей и хирургов Канады

Раскрытие: Ничего не раскрывать.

Рональд Захер, MB, BCh, MD, FRCPC Профессор, внутренняя медицина и патология, директор Хоксвортского центра крови, Академический центр здоровья Университета Цинциннати

Ronald A Sacher, MB, BCh, MD, FRCPC является членом следующих медицинских обществ: Американской ассоциации развития науки, Американской ассоциации банков крови, Американской клинической и климатологической ассоциации, Американского общества клинической патологии, Американского общества Гематология, Колледж американских патологов, Международное общество переливания крови, Международное общество по тромбозу и гемостазу и Королевский колледж врачей и хирургов Канады

Раскрытие: Глаксо Смит Клайн Гонорария Выступление и обучение; Членство в совете директоров Talecris Honoraria

Франсиско Талавера, фармацевт, доктор философии Адъюнкт-профессор, Фармацевтический колледж Медицинского центра Университета Небраски; Главный редактор Medscape Drug Reference

Раскрытие информации: Medscape Salary Employment

Гемоглобин A – обзор

Третичная и четвертичная структурная основа сродства к кислороду в гемоглобине человека, выявленная с помощью многомасштабного моделирования

COVID-19: атакует 1-бета-цепь гемоглобина и захватывает порфирин, чтобы ингибировать метаболизм гема человека

Новая коронавирусная пневмония (COVID-19) – это острое респираторное заболевание, вызываемое новым коронавирусом.Вирус представляет собой РНК с положительной цепью и имеет высокую гомологию с коронавирусом летучих мышей. Патогенетический механизм нового коронавируса до сих пор неясен, что является серьезным препятствием для разработки лекарств и спасения пациентов. В этом исследовании был проведен анализ консервативных доменов, моделирование гомологии и молекулярная стыковка, чтобы сравнить биологические роли конкретных белков, принадлежащих к новому коронавирусу. Анализ консервативных доменов показал, что белок оболочки (E), фосфопротеин нуклеокапсида (N) и ORF3a имели сайты, связанные с гемом, причем Arg134 из ORF3a, Cys44 из E, Ile304 из N были сайтами, связанными с гемом и железом, соответственно.ORF3a также обладал консервативными доменами редуктаз цитохрома С человека и бактериальным белком EFeB. Эти три домена сильно перекрываются, так что ORF3a может диссоциировать железо гема с образованием порфирина. Связанные с гемом сайты E-белка могут иметь отношение к высокой инфекционности, а роль связанных с гемом сайтов N-белка может быть связана с репликацией вируса. Результаты стыковки показали, что белки orf1ab, ORF10 и ORF3a скоординированы, чтобы атаковать 1-бета-цепь гемоглобина, а некоторые структурные и неструктурные вирусные белки могут связывать порфирин.Дезоксигемоглобин был более уязвим для вирусных атак, чем окисленный гемоглобин. Но ORF3a специфичен и не атакует белок голубой крови, нормальный цитохром C и пероксидазу. Что касается атаки, это приведет к уменьшению количества гемоглобина, который может переносить кислород и углекислый газ, вызывая симптомы респираторного расстройства и реакции коагуляции, повреждая многие органы и ткани. Этот механизм также мешал нормальному анаболическому пути гема в организме человека, ожидая, что он вызовет человеческие заболевания.Основываясь на библиотеке низкомолекулярных лекарств, Drugbank, мы провели поиск лекарств, связанных с вирусными белками посредством молекулярного стыковки. Результаты показали, что некоторые противоопухолевые препараты могут присоединяться к сайту ORF3a, связанному с гемом и железом, и N. Ремдесивир был относительно более очевидным, чем гидроксихлорохин и хлорохин, с точки зрения связывающей способности ORF3a, но комбинированная роль трех препаратов в ORF3a была ниже. . К сожалению, ни одно лекарство не может связываться с сайтом E., связанным с гемом и железом, кроме того, эти более высокие энергии связывания могут препятствовать прочному связыванию всех проверенных лекарств с вирусными белками.Поскольку клинических данных не было, ингибирующие эффекты на ORF3a и N все еще оставались неясными. Эта теория предназначена только для академического обсуждения и требует подтверждения с помощью других экспериментов. Пожалуйста, проконсультируйтесь с квалифицированным врачом для получения подробной информации о лечении. Из-за токсичности и побочного действия лекарств не принимайте лекарства самостоятельно. Мы ожидаем, что эти открытия принесут людям больше идей, чтобы облегчить симптомы пациентов и спасти больше жизней.

Учреждение

Сычуаньский университет науки и инженерии

Страна

Китай

ORCID для отправителя заявки

0000-0003-3670-3915

Декларация о конфликте интересов

№

Примечания к версии

1 .Аннотация: Переписан
2. методы: изменены некоторые описания
3. РЕЗУЛЬТАТЫ:
(1) Добавлено: 3.2 Белок ORF3a катализирует диссоциацию железа от гема.
3.3 Гем-связанные сайты фосфопротеина оболочки и нуклеокапсида
3.4. Контрольный анализ специфичности атаки белка ORF3a.
3.7 Лекарства, связанные с сайтом ORF3a, связанным с гемом и железом
3.8 Лекарства, связанные с сайтом фосфопротеина нуклеокапсида, связанным с железом и гемом.
3.9 Ни один препарат не может связываться с сайтом белка Е, связанным с гемом и железом.
(2) Изменено: удалены изображения, чтобы уменьшить длину статьи.
3.5 Структурные белки вируса, связывающие порфирины
3.6 Неструктурные белки вируса связываются с порфирином
4. Дискуссия:
Добавлено и изменено:
4.1 Получение консервативных доменов для отделения железа от гема посредством рекомбинации генов
4.2 сайты, связанные с гемом структурного белка E, могут быть связаны с высокой вирусной инфекцией
4.7 Новая коронавирусная пневмония может быть особым типом рака легких
5. Заключение: Переписана

Взаимосвязь гемоглобина и инсулиноподобного фактора роста-1 у детей и подростков с идиопатическим невысоким ростом | BMC Endocrine Disorders

.