Hemoglobin S

Hemoglobin S je abnormální hemoglobin, který se liší od hemoglobinu A substitucí valino (Val) v β-řetězci od kyseliny glutamové (Glu) na šesté pozici. Při vysokém obsahu hemoglobinů v těle pacienta (tedy homozygot pro hemoglobin S) může vzniknout srpkovitá anémie, proto krev nabývá tvaru srpu. Srpkovité buňky se mohou hromadit ve slezině a dalších orgánech, což způsobuje poškození a dysfunkci. K diagnostice srpkovité anémie a určení potřeby léčby je pacientovi podán krevní test na hemoglobin. V závislosti na výsledcích vyšetření může být předepsána léčba suplementy železa nebo jinými léky. Je důležité si uvědomit, že hemolytická anémie se obvykle vyskytuje tiše, nevede k akutnímu srdečnímu selhání a vyžaduje časté návštěvy lékaře.

Hemoglobin S je forma hemoglobinu, která je geneticky modifikovanou verzí hemoglobinu A. Od svého normálního protějšku se liší nahrazením kyseliny glutamové (opticky aktivní) na šesté pozici v b-řetězci globinu valinem (není opticky aktivní). Hemoglobin C – snižuje obsah kyslíku v těle a negativně ovlivňuje zdraví, protože způsobuje hypoxii. Srpkovitá neboli sférocytární anémie je dědičné onemocnění, které je způsobeno mutací v genu kódujícím syntézu hemoglobinu, což je prvek červených krvinek odpovědný za dodávku kyslíku do všech tkání a orgánů. V důsledku mutace vzniká forma krve, která není schopna plně zásobovat orgány kyslíkem. Jeho obsah je vždy snížen; v reakci na to tělo začíná šetřit kyslík, zpomaluje metabolické procesy a funkci orgánů a přesměrovává více zdrojů na přežití.

Fenotyp onemocnění naznačuje, že přibližně 30 % dětí trpí srpkovitou anémií

Hemoglobin S hraje důležitou roli ve fyziologii člověka a jiných savců, zejména v regulaci krvetvorby. Je to nejhojnější podjednotka globin v krevním řečišti zdravých lidí, tvoří až 97 % veškerého hemoglobinu. Sekvence a-peptidu hemoglobinu obsahuje na šesté pozici mutaci G→V, která má za následek nahrazení aminokyseliny glutaminu valinem. Hemoglobin S hraje důležitou regulační roli během akutní fáze zánětu. Kvantitativní změny tvorby Hb S odhalují poruchy srážlivosti krve a latentní formy některých anémií.

Hemoglobin S

Ve většině normálních červených krvinek se Hb A skládá ze čtyř tetramerních polypeptidových řetězců. Jeden řetězec je α-globin a tři řetězce jsou β-globiny. K této struktuře je přidána molekula hemoglobinu (hem) za vzniku tetrameru. U srpkovité nemoci může kovalentně vázaný hemoglobin (obvykle hemoglobin A) v důsledku nahrazení aminokyseliny glutamové v α-řetězcích β-valentinových řetězců (6 z těchto řetězců) vytvořit homotetramer, ve kterém dvě poloviny jsou umístěny pod sebou a tvoří „C“ ve tvaru srpu.

U hemoglobinu SA tedy dva α-řetězce a dva různé typy β-řetězců vedou k tvorbě tetamerů, které plní stejnou funkci jako hemoglobin AA. Strukturálně se však výrazně liší: valentýnská aminokyselina zesíťuje mezi řetězci a vytváří tvar „C“, na rozdíl od hemoglobinu Ca A ve tvaru vřetena jako u normálních červených krvinek. Oba alternativní stavy, tzn. normální a srpkovité buňky existují ve stavu rovnováhy.

Polarita velkého počtu vodíkových vazeb mezi kovalentními uhlíkovými páry obou polovin hemoglobinu Sa do značné míry přispívá k tomu, že červené krvinky mají schopnost mírného ohybu. V důsledku toho, když se vytvoří srpek, vznikne srpkovitý útvar namísto normálního šátkového tvaru. Typicky tato jedinečná forma v homozygotních buňkách (tj. oba β-ca řetězce) vede k buněčným helixům ve tvaru půlměsíce