Молекулярна маса гемоглобіну

Р. Зандер (Майнц), В. Ланг (Майнц), П. Лодеман (Ін-т лабораторної медицини, клініка Геліоса Берлін-Бух) *

Молекулярна вага (МВ) гемоглобіну (Hb) становить 64458 г [1], отже, 1 моль Hb має масу 64458 г, а 1 ммоль Hb має масу 64,458 г. При перетворенні звичайних нормальних показників у крові (14-18 г/дл) в одиниці СІ (ммоль/л) дається очевидно суперечлива інформація, як зазначають автори Лодеманн та співавт. [3] справедливо скаржиться: нормальна концентрація Hb (cHb) у крові повинна бути

7-12 ммоль/л [6], значення, яке, очевидно, було отримано з МВ мономерного гемоглобіну 16114,5 г.

Як описано нижче, існує два конкуруючі підходи, клініко-фізіологічний та аналітично-біохімічний, конфлікт, який обтяжує клінічну практику.

Клінічна фізіологія

Гемоглобін (Hb) - це тетрамерний білок (MW 64458 г) з 4 подібними субодиницями. Кожна субодиниця складається з поліпептидного ланцюга, глобіну та протетичної групи, гему, з двовалентним атомом Fe. Дорослий Hb має переважно два α-ланцюги із 141 амінокислоти та два β-ланцюги із 146 амінокислот. Фетальний Hb складається з 2 α та двох γ ланцюгів. Фізіологічно вирішальний процес оксигенації гемоглобіну (оборотне відкладення O2) супроводжується зміною конформації, що запобігає окисленню гемового комплексу O2 (зміна валентності Fe 2+), тобто утворенню метгемоглобіну або геміглобіну (Fe 3+) . Крім того, система редуктази в еритроцитах забезпечує підтримку функції зв’язування O2. 4 підрозділи утворюють функціональну одиницю, оскільки впливають одна на одну. Ця кооперативність 4 субодиниць обумовлює S-подібну криву зв'язування O2. Модулятори спорідненості до O2 спостерігаються в тетрамерному Hb, найважливішими з яких є рН, парціальний тиск СО2 та 2,3-дифосфогліцерат (2,3-DPG). Криві гіперболічного зв’язування, тобто ті, що не співпрацюють, показують міоглобін O2 та гемоглобін O2 від навантаження СО приблизно 50%.

Аналітична хімія

Молярний cHb в одиницях СІ з діапазоном приблизно 7-12 ммоль/л базується на використанні МВ МВ мономерних субодиниць із "середнім" МВт 16,1145 г на ммоль одиниці. Походження цього підходу базується на аналітичному, тобто спектроскопічному, виявленні гемоглобіну як ціано-геміглобіну (HiCN) або лужного гематину (AHD), завдяки чому можуть бути використані коефіцієнти молярного поглинання [4]. Перевага цієї процедури полягає в тому, що молярна концентрація мономерного Hb ідентична молярній концентрації груп гему та зв’язаного заліза. Отже, 1 ммоль тетрамерного Hb є чотиривалентним по відношенню до 1 ммоль Fe або 1 ммоль O2, еквівалентна вага чверті тетрамеру (у системі SI це не допустимий розмір). Розрахунок хімічно зв’язаного кисню в одиницях СІ (ммоль/л) особливо простий, якщо зробити посилання на мономерний Hb (ммоль/л), оскільки число Гюфнера (див. Нижче) в даному випадку становить 1 ммоль O2 на ммоль Hb -Мономер є. Однак специфікація концентрації O2 (cO2) в ммоль/л клінічно не прийнята.

Відповідно до IUPAC (Міжнародний союз чистої та прикладної хімії), символ Hb використовується для тетрамерного (64458) та Hb (Fe) для мономерного гемоглобіну (16114.5), також у новому стандарті DIN [4].

Клінічна практика

З історичних причин концентрація Hb у клінічній практиці все ще переважно наводиться у г/дл, іноді також у г/л, рідко також у ммоль/л. У сучасних так званих аналізаторах газу крові (BGA) проводяться різні розрахунки, які надають користувачеві клінічно важливі розрахункові значення з отриманих виміряних значень.

Ємність O2, тобто максимальне значення хімічно зв’язаного O2, розраховується з використанням теоретичного числа Хюфнера 1,39 мл/г, визначеного з того факту, що 1 моль Hb (64458 г) може накопичувати максимум 4 моль O2 ( 4 x 22,4 л STPD) [7].

Для визначення концентрації хімічного зв’язку O2 (cO2) також слід використовувати насичення O2 (sO2) як частку, тобто cO2 = sO2 · cHb · 1,39 [7].

Базовий надлишок (BE, ммоль/л) у крові розраховується з використанням cHb в г/дл і sO2 як частки [2], тобто

BE = (1-0,0143 • cHb) • 3 - - 24,26 + (9,5 + 1,63 • cHb) • (pH-7,4)> - 0,2 • cHb • (1-sO2 ).

Звичайно, BE- [5], як і всі інші рівняння, можна розрахувати на основі одиниць СІ (ммоль/л) з мономерною концентрацією Hb.

Як і очікувалося, нещодавнє опитування серед виробників аналізаторів газів крові (POC) показало, що всі розраховують мілімолярну концентрацію Hb cHb зі значенням 16114 (Abbott, Eschweiler, Nova Biomedical, Radiometer, Roche Diagnostics, Siemens Healthcare Diagnostics, Laboratory Laboratory ).

Висновок

При вказівці концентрації гемоглобіну в ммоль/л виникають непорозуміння, хоча коефіцієнти перерахунку чітко визначені стандартом DIN 58931 [6]. При перетворенні нормальних значень гемоглобіну в крові з умовних одиниць (14-18 г/дл або 140-180 г/л) в одиниці СІ (ммоль/л) отримують різні значення, залежно від того, чи молекулярна маса тетрамера Використовується гемоглобін (Hb, 64458 D) - діапазон 2,17-2,79 ммоль/л - або мономерний гемопротеїн (Hb (Fe), 16114,5 D) - діапазон 8,69-11,17 ммоль/л - . Оскільки найпоширенішою одиницею є г/дл або г/л, а не ммоль/л, а формули, що використовуються в приладах BGA для обчислення О2 та кислотно-основного стану, використовують усі г/дл, за потреби користувач повинен - перетворення cHb в ммоль/л з MW тетрамерного Hb 64458 D проводиться.

В іншому випадку, згідно з IUPAC та DIN, потрібно було б ввести два різні символи, cHb та cHb (Fe), що лише спричинило б непотрібну плутанину у вираженні пристрою BGA у клінічній практиці. Тоді консенсус щодо використання символу "cHb" для концентрації Hb був би недійсним [8].

література

Браунітцер G: Молекулярна маса гемоглобіну людини. Bibl Haematol 1964; 18: 59-60
Lang W, Zander R: Точність розрахунку надлишку бази в крові. Clin Chem Lab Med 2002; 40 (4): 404-410
Лодеманн П, Шорер Г, Фрей Б.М .: Неправильні молярні контрольні значення гемоглобіну - давня помилка, яку слід виправити. Енн Хематол 2010; 89: 209
Комітет з медичних стандартів (NAMed) при DIN (Німецький інститут стандартизації): DIN 58931: Гематологія - Визначення концентрації гемоглобіну в крові - еталонний метод. Берлін 2010: 08
Зіггард-Андерсен О: Рівняння Вана Слайка. Scand J Clin Lab Invest 1977; 37 (Додаток 146): 15-20
Young DS: Впровадження одиниць SI для стилю клінічних лабораторних даних: специфікації та таблиці перетворення. Ann Intern Med 1987; 106: 114-129
Zander R, Mertzlufft F: Параметри кисню крові: визначення та символи. Scand J Clin Lab Invest 1990; 50 (Доп. 203): 177-185
Zander R, Mertzlufft F, Lutter N, Schaffartzik W: Консенсус: Стандартизація номенклатури та символів, створена компаніями в секторі POC та випробувальною лабораторією для гемодіагностики. Qualitest 2005; 8: 1-7