Deriváty hemoglobinu

K derivátům hemoglobinu se řadí následující typy:

Obsah 1 Oxyhemoglobin a deoxyhemoglobin 2 Methemoglobin 3 Karbonylhemoglobin 4 Spektrofotometrie derivátů hemoglobinu 5 Odkazy 5.1 Reference

Oxyhemoglobin a deoxyhemoglobin

[editovat část]

Hemoglobin nesoucí kyslík se označuje jako oxyhemoglobin (oxyHb). Po uvolnění kyslíku hovoříme o deoxyhemoglobinu (deoxyHb). V obou formách je železo dvojmocné, neboť pouze hemoglobin obsahující Fe²⁺ může reverzibilně vázat a přenášet molekulu kyslíku. Oxygenace molekuly hemoglobinu mění elektronový stav komplexu Fe²⁺ – hem, což se projeví změnou barvy tmavě červeného odstínu typického pro žilní krev na jasně červenou barvu tepenné krve.

Methemoglobin

[editovat část]

Methemoglobin (metHb) je charakterizován přítomností trojmocného železa, které vzniká oxidací dvojmocného železa v hemoglobinu^[1]. Methemoglobin ztrácí schopnost reverzibilně vázat kyslík. Na jeho místě váže Fe³⁺ šestou koordinační vazbou molekulu vody. Barva methemoglobinu je čokoládově hnědá.

Methemoglobin se stále tvoří v malém množství v erytrocytech. Denní produkce představuje asi 3 %. Jeho zpětná redukce na hemoglobin je zajišťována enzymovými i neenzymovými reakcemi. Enzymovou redukci zabezpečuje NADH-dependentní methemoglobinreduktáza. Neenzymové mechanismy zahrnují působení glutathionu a kyseliny askorbové.

Zvýšená koncentrace methemoglobinu v krvi se označuje jako methemoglobinemie. Příčiny vzniku jsou různé.

• Dědičná methemoglobinemie je obvykle způsobena vrozeným defektem NADH-dependentní methemoglobinreduktasy nebo přítomností abnormálního hemoglobinu M.
• Získaná methemoglobinemie je nejčastější formou methemoglobinemie. Může být vyvolána působením oxidujících látek:

1. otravou některými látkami (nitrobenzen, anilin a jeho deriváty – např. některá barviva)
2. působením některých léků (lokální anestetika, fenacetin, sulfonamidy)
3. zvýšeným obsahem dusičnanů a dusitanů ve vodě a v potravinách.

Na zvýšený obsah těchto látek jsou zvláště citliví novorozenci v důsledku nezralosti redukčních systémů a zvýšeného podílu fetálního hemoglobinu, který se snadněji oxiduje. Methemoglobinemie se projevuje cyanózou s charakteristickým šedohnědým odstínem a hypoxií.

Příznaky methemoglobinemie

Hodnoty methemoglobinu	Příznaky
0–2 %	normální hodnota
< 10 %	cyanóza
< 35 %	cyanóza a další příznaky (bolest hlavy, dušnost)
70 %	smrtelná koncentrace

Součástí terapie získané methemoglobinemie je podávání některých redukčních činidel – methylénové modři nebo kyseliny askorbové.

Jiné označení pro methemoglobin je hemiglobin nebo ferrihemoglobin.^[2]

Karbonylhemoglobin

[editovat část] Karbonylhemoglobin (COHb) vzniká vazbou oxidu uhelnatého na hemoglobin. Vytvořená vazba je 250–300krát silnější než vazba kyslíku. Karbonylhemoglobin nemůže transportovat kyslík a v důsledku snížené schopnosti krve přenášet kyslík se vyvíjí buněčná hypoxie. V nadbytku kyslíku je vazba oxidu uhelnatého na hemoglobin reverzibilní. Proto je při otravě oxidem uhelnatým nejdůležitější inhalace O₂.

V malém množství se COHb může vyskytnout i u zdravých osob. U obyvatel měst se prokazují hodnoty kolem 2 %, u silných kuřáků může COHb stoupnout až na 10 % z celkového hemoglobinu. Několikaminutový pobyt v prostředí obsahující 0,1 % CO může zvýšit koncentraci karbonylhemoglobinu na 50 %.

Oxid uhelnatý vzniká při nedokonalém spalování paliv, dále je obsažen ve výfukových plynech a v kouři při požárech v uzavřených místnostech.

Příznaky otravy oxidem uhelnatým

Hodnoty COHb v %	Příznaky
10	při větší námaze dušnost
20–40	bolesti hlavy, dušnost, únava, zvracení
40–60	hyperventilace, tachykardie, synkopa, křeče
60–80	kóma, smrt

Karbonylhemoglobin se vyznačuje karmínově červeným zbarvením; také osoby s těžkou otravou oxidem uhelnatým mívají „zdravě“ růžovou barvu pleti. Ve srovnání s hemoglobinem je karbonylhemoglobin odolnější vůči chemickým vlivům, působením různých činidel se mění pomaleji.

Článek neobsahuje vše, co by měl. Můžete se přidat k jeho autorům a doplnit jej. O vhodných změnách se lze poradit v diskusi.

Spektrofotometrie derivátů hemoglobinu

[editovat část]

Hemoglobin a jeho deriváty mají ve viditelné oblasti světla charakteristická absorpční spektra, kterých se využívá k jejich analýze a rychlé identifikaci. Pro všechny hemoproteiny jsou typická výrazná absorpční maxima v oblasti 400–430 nm, tzv. Soretův pás. Další absorpční vrcholy jsou podstatně nižší. Oxyhemoglobin je charakterizován dvěma neúplně oddělenými maximy v oblasti 540 a 578 nm. Deoxyhemoglobin má jedno absorpční maximum při 555 nm. Hlavní absorpční maximum methemoglobinu je při 630 nm a druhý nevýrazný vrchol při 500 nm je závislý na pH. Reakcí methemoglobinu s kyanidem draselným mizí maximum při 630 nm, neboť vzniká kyanmethemoglobin. Pokles absorbance při 630 nm je úměrný koncentraci methemoglobinu. Kyanmethemoglobin vykazuje široké absorpční maximum při 540 nm, kterého se využívá při stanovení koncentrace hemoglobinu v krvi. Spektrum karbonylhemoglobinu se podobá spektru oxyhemoglobinu, ale poloha vrcholů je posunuta směrem k nižším vlnovým délkám.

Absorpční maxima hemoglobinu a jeho derivátů

Derivát hemoglobinu	Absorpční maxima [nm]
Hemoglobin redukovaný	431, 555
Oxyhemoglobin	414, 540, 578
Methemoglobin	404, 500, 630
Karbonylhemoglobin	420, 538–540, 568–569
Kyanmethemoglobin	421, 540

Stanovení karbonylhemoglobinu:

Stanovení karbonylhemoglobinu v krvi patří mezi základní toxikologická vyšetření. Je objektivním kritériem při hodnocení akutních i chronických otrav oxidem uhelnatým.

• Spektrofotometrické hodnocení. Karbonylhemoglobin lze stanovit rychle spektrofotometricky na základě odečtení posunu absorpčního maxima ředěné krve od 586 nm^[3]. Posun maxima ve spektru je závislý na poměru COHb a O₂Hb ve vzorku.
• Reakce s taninem. Orientačně lze karbonylhemoglobin stanovit reakcí s taninem nebo Ajatinem (asi od 10 % COHb). Tanin vytváří v přítomnosti karbonylhemoglobinu jahodově červenou sraženinu. V nepřítomnosti karbonylhemoglobinu je zbarvení sraženiny hnědošedé.
• Analyzátory acidobazické rovnováhy. Analýzu toxikologicky nejdůležitějších derivátů hemoglobinu COHb a metHb umožňují rovněž moderní analyzátory acidobazické rovnováhy, které mají zabudovaný fotometrický systém pro jejich měření.

Odkazy

Reference

1. ↑ ŠVECOVÁ, D a D BÖHMER. Vrozená a získaná methemoglobinémia a ich liečba. Časopis lékařů českých. 1998, vol. 137, s. 168-170, ISSN 1803-6597. 
2. ↑ ŠVÍGLEROVÁ, Jitka. Methemoglobin [online]. Poslední revize 2009-02-18, [cit. 2010-11-12]. <http://wiki.lfp-studium.cz/index.php/Methemoglobin>.
3. ↑ LEDVINA, M. Rychlé spektrofotometrické stanovení karbonylhemoglobinu v krvi. Biochem Clin Bohemoslov. 1987, vol. 16, s. 493-495, ISSN 0139-9608.