Hemoglobina S

Hemoglobina S to nieprawidłowa hemoglobina, która różni się od hemoglobiny A substytucją walino (Val) w łańcuchu β kwasem glutaminowym (Glu) na szóstej pozycji. Przy wysokiej zawartości hemoglobiny w organizmie pacjenta (czyli homozygoty pod względem hemoglobiny S) może rozwinąć się anemia sierpowatokrwinkowa, dlatego krew przybiera kształt sierpa. Sierpowate komórki mogą gromadzić się w śledzionie i innych narządach, powodując uszkodzenia i dysfunkcje. Aby zdiagnozować anemię sierpowatą i określić potrzebę leczenia, pacjentowi wykonuje się badanie krwi na obecność hemoglobiny. W zależności od wyników badania może zostać przepisane leczenie suplementami żelaza lub innymi lekami. Należy pamiętać, że niedokrwistość hemolityczna zwykle przebiega bezobjawowo, nie prowadzi do ostrej niewydolności serca i wymaga częstych wizyt lekarskich.

Hemoglobina S to forma hemoglobiny będąca genetycznie zmodyfikowaną wersją hemoglobiny A. Różni się od swojego normalnego odpowiednika zastąpieniem kwasu glutaminowego (optycznie czynnego) na szóstej pozycji łańcucha B globiny waliną (nieaktywną optycznie). Hemoglobina C – zmniejsza zawartość tlenu w organizmie i negatywnie wpływa na zdrowie, ponieważ powoduje niedotlenienie. Anemia sierpowatokrwinkowa, zwana anemią sferocytową, jest chorobą dziedziczną, której przyczyną jest mutacja w genie kodującym syntezę hemoglobiny – elementu czerwonych krwinek odpowiedzialnego za dostarczanie tlenu do wszystkich tkanek i narządów. W wyniku mutacji powstaje taka forma krwi, która nie jest w stanie w pełni zaopatrzyć narządów w tlen. Jego zawartość jest zawsze zmniejszona; w odpowiedzi organizm zaczyna oszczędzać tlen, spowalniając procesy metaboliczne i funkcjonowanie narządów, przekierowując więcej zasobów na przetrwanie.

Fenotyp choroby sugeruje, że około 30% dzieci cierpi na anemię sierpowatokrwinkową

Hemoglobina S odgrywa ważną rolę w fizjologii człowieka i innych ssaków, zwłaszcza w regulacji hematopoezy. Jest to najliczniejsza podjednostka globiny we krwi zdrowych ludzi, stanowiąca aż 97% całej hemoglobiny. Sekwencja peptydu a hemoglobiny zawiera mutację G → V na szóstej pozycji, w wyniku której aminokwas glutaminowy zostaje zastąpiony waliną. Hemoglobina S odgrywa ważną rolę regulacyjną podczas ostrej fazy stanu zapalnego. Ilościowe zmiany w powstawaniu Hb S ujawniają zaburzenia krzepnięcia krwi i ukryte postacie niektórych niedokrwistości.

Hemoglobina S

W większości prawidłowych czerwonych krwinek Hb A składa się z czterech tetramerowych łańcuchów polipeptydowych. Jeden łańcuch to α-globina, a trzy łańcuchy to β-globina. Do tej struktury dodaje się cząsteczkę hemoglobiny (hem), tworząc tetramer. W anemii sierpowatej kowalencyjnie związana hemoglobina (zwykle hemoglobina A) w wyniku zastąpienia aminokwasu glutaminowego w łańcuchach α łańcuchów β-walentyny (6 z tych łańcuchów) może utworzyć homotetramer, w którym dwie połówki znajdują się jeden pod drugim, tworząc literę „C” w kształcie sierpa.

Zatem w przypadku hemoglobiny SA dwa łańcuchy α i dwa różne typy łańcuchów β prowadzą do powstania tetamerów, które pełnią tę samą funkcję co hemoglobina AA. Jednakże strukturalnie jest znacząco inny: aminokwas walentynkowy sieciuje łańcuchy, tworząc kształt „C”, w przeciwieństwie do hemoglobiny Ca A, która ma kształt wrzeciona, jak w normalnych czerwonych krwinkach. Obydwa stany alternatywne, tj. komórki normalne i sierpowate istnieją w stanie równowagi.

Polaryzacja dużej liczby wiązań wodorowych pomiędzy kowalencyjnymi parami węgla obu połówek hemoglobiny Sa w dużej mierze przyczynia się do tego, że czerwone krwinki mają zdolność do lekkiego zginania się. W rezultacie, gdy tworzy się półksiężyc, zamiast normalnego kształtu szalika pojawia się formacja w kształcie półksiężyca. Zazwyczaj ta unikalna forma w komórkach homozygotycznych (tj. obu łańcuchach β-ca) skutkuje powstaniem helis komórkowych w kształcie półksiężyca