Молекулното тегло на хемоглобина

R. Zander (Mainz), W. Lang (Mainz), P. Lodemann (Inst. For Laboratory Medicine, Helios Clinic Berlin-Buch) *

хемоглобина

Молекулното тегло (MW) на хемоглобина (Hb) е 64458 g [1] и по този начин 1 mol Hb има маса 64458 g, а 1 mmol Hb има маса 64.458 g. При преобразуване на обичайните нормални стойности в кръвта (14-18 g/dl) в SI единици (mmol/l) се дава очевидно противоречаща информация, както авторите Lodemann et al. [3] основателно се оплакват: нормалната концентрация на Hb (cHb) в кръвта трябва

7-12 mmol/l [6], стойност, която очевидно е разработена от MW на мономерния хемоглобин от 16114,5 g.

Както е описано по-долу, има два конкурентни подхода, клинично-физиологичен и аналитично-биохимичен, конфликт, който натоварва клиничната практика.

Клинична физиология

Хемоглобинът (Hb) е тетрамерен протеин (MW 64458 g) с 4 подобни субединици. Всяка субединица се състои от полипептидна верига, глобин и протезна група, хем, с двувалентен Fe атом. Възрастният Hb има предимно две α-вериги от 141 аминокиселини и две β-вериги от 146 аминокиселини. Феталният Hb се състои от 2 α и две γ вериги. Физиологично решаващият процес на оксигениране на хемоглобина (обратимо отлагане на O2) е придружен от промяна в конформацията, която предотвратява окисляването на O2 хемния комплекс (промяна във валентността на Fe 2+), т.е. образуването на метхемоглобин или хемиглобин (Fe 3+) . В допълнение, редуктазната система в еритроцитите гарантира, че функцията за свързване на O2 се поддържа. 4-те под-единици образуват функционална единица, тъй като си влияят взаимно. Тази кооперативност на 4-те субединици причинява S-образната O2 свързваща крива. Модулатори на афинитет към O2 се наблюдават в тетрамерен Hb, най-важните от които са pH, парциално налягане на CO2 и 2,3-дифосфоглицерат (2,3-DPG). Кривите на хиперболично свързване, т.е. тези без кооперативност, показват O2 миоглобин и O2 хемоглобин от CO натоварване от около 50%.

Аналитична химия

Моларният cHb в SI единици с диапазон от приблизително 7-12 mmol/l се основава на използването на MW на мономерните субединици със „среден“ MW от 16.1145 g на mmol единица. Произходът на този подход се основава на аналитичния, т.е. Спектроскопско откриване на хемоглобин като циано хемиглобин (HiCN) или алкален хематин (AHD), при което могат да се използват коефициентите на моларна абсорбция [4]. Предимството на тази процедура е, че моларната концентрация на мономерния Hb е идентична с моларната концентрация на хемните групи и на свързаното желязо. Следователно 1 mmol тетрамерен Hb е четиривалентен спрямо 1 mmol Fe или 1 mmol O2, еквивалентното тегло като четвърт от тетрамера (в системата SI това не е допустим размер). Изчисляването на химически свързания кислород в единици SI (mmol/l) е особено лесно, ако се направи позоваване на мономерния Hb (mmol/l), тъй като броят на Hüfner (виж по-долу) в този случай е 1 mmol O2 на mmol Hb -Monomer е. Въпреки това, спецификацията на концентрацията на O2 (cO2) в mmol/l не е клинично приета.

Според IUPAC (Международен съюз за чиста и приложна химия) символът Hb се използва за тетрамерния (64458) и Hb (Fe) за мономерния хемоглобин (16114.5), също в новия стандарт DIN [4].

Клинична практика

По исторически причини концентрацията на Hb в клиничната практика все още се дава предимно в g/dl, понякога също в g/l, рядко и в mmol/l. В така наречените анализатори на кръвни газове днес (BGA) се правят различни изчисления, които предоставят на потребителя клинично важни изчислителни стойности от получените измерени стойности.

Капацитетът на O2, т.е. максималната стойност на химически свързания O2, се изчислява, като се използва теоретичното число на Hüfner от 1,39 ml/g, определено от факта, че 1 mol Hb (64458 g) може да натрупа максимум 4 mol O2 ( 4 x 22,4 l STPD) [7].

За да се определи химически свързаната концентрация на O2 (cO2), наситеността на O2 (sO2) също трябва да се използва като фракция, т.е. cO2 = sO2 · cHb · 1.39 [7].

Основният излишък (BE, mmol/l) в кръвта се изчислява, като се използва cHb в g/dl и sO2 като фракция [2], т.е.

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

Разбира се, BE- [5], както и всички други уравнения могат да бъдат изчислени на база SI единици (mmol/l) с мономерната концентрация на Hb.

Както се очакваше, скорошно проучване сред производителите на анализатори на кръвни газове (POC) показа, че всички те изчисляват милимоларната концентрация на Hb cHb със стойност 16114 (Abbott, Eschweiler, Nova Biomedical, Radiometer, Roche Diagnostics, Siemens Healthcare Diagnostics, Laboratory Laboratory ).

Заключение

При определяне на концентрацията на хемоглобина в mmol/l възникват недоразумения, въпреки че коефициентите на преобразуване са ясно определени в DIN стандарт 58931 [6]. При преобразуване на нормалните стойности на хемоглобина в кръвта от конвенционални единици (14-18 g/dl или 140-180 g/l) в SI единици (mmol/l) се получават различни стойности, в зависимост от това дали молекулното тегло на тетрамера Използва се хемоглобин (Hb, 64458 D) - диапазон 2,17-2,79 mmol/l - или мономерният хемопротеин (Hb (Fe), 16114,5 D) - диапазон 8,69-11,17 mmol/l - . Тъй като най-често срещаната единица е g/dl или g/l, а не mmol/l и формулите, използвани в BGA устройствата за изчисляване на O2 и киселинно-алкалния статус, всички използват g/dl, трябва - ако потребителят желае - превръщането на cHb в mmol/l с MW на тетрамерния Hb от 64458 D се извършва.

В противен случай, съгласно IUPAC и DIN, трябва да се въведат два различни символа, cHb и cHb (Fe), което само би причинило ненужно объркване в израза на BGA устройство в клиничната практика. Тогава консенсусът относно използването на символа "cHb" за концентрацията на Hb би бил невалиден [8].

препоръка

CHb се дава в g/dl или g/l, ако се изисква SI единица, cHb трябва да се преобразува до 64458 g/mol в mmol/l или cHb (Fe) в mmol/l до 16114,5 g/мол.

Пример: cHb от 161 g/l = 16,1 g/dl съответства на cHb от 2,5 mmol/l (препоръчително) или cHb (Fe) от 10 mmol/l (не се препоръчва).

литература

  1. Braunitzer G: Молекулното тегло на човешкия хемоглобин. Bibl Haematol 1964; 18: 59-60
  2. Lang W, Zander R: Точността на изчисления излишък на база в кръвта. Clin Chem Lab Med 2002; 40 (4): 404-410
  3. Lodemann P, Schorer G, Frey BM: Грешни референтни стойности на моларен хемоглобин - дългогодишна грешка, която трябва да бъде коригирана. Ан Хематол 2010; 89: 209
  4. Комитет по медицински стандарти (NAMed) при DIN (Германски институт по стандартизация): DIN 58931: Хематология - Определяне на концентрацията на хемоглобин в кръвта - референтен метод. Берлин 2010: 08
  5. Зигаард-Андерсен О: Уравнението на Ван Слайк. Scand J Clin Lab Invest 1977; 37 (Доп. 146): 15-20
  6. Young DS: Внедряване на SI единици за стил на клинични лабораторни данни: спецификации и таблици за преобразуване. Ann Intern Med 1987; 106: 114-129
  7. Zander R, Mertzlufft F: Кислородни параметри на кръвта: определения и символи. Scand J Clin Lab Invest 1990; 50 (Suppl. 203): 177-185
  8. Zander R, Mertzlufft F, Lutter N, Schaffartzik W: Консенсус: Стандартизация на номенклатурата и символите, създадена от компании в сектора POC и тестова лаборатория за хемодиагностика. Qualitest 2005; 8: 1-7

* Авторството е интердисциплинарно: клинична физиология, физическа химия, лабораторна медицина