Greutatea moleculară a hemoglobinei

R. Zander (Mainz), W. Lang (Mainz), P. Lodemann (Inst. Pentru medicina de laborator, Helios Clinic Berlin-Buch) *

hemoglobinei

Greutatea moleculară (MW) a hemoglobinei (Hb) este de 64458 g [1] și astfel 1 mol Hb are o masă de 64458 g și 1 mmol Hb are o masă de 64,458 g. Când se convertesc valorile normale obișnuite din sânge (14-18 g/dl) în unități SI (mmol/l) se oferă informații aparent contradictorii, după cum spun autorii Lodemann și colab. [3] se plâng pe bună dreptate: concentrația normală de Hb (cHb) în sânge ar trebui să fie

7-12 mmol/l [6], valoare care a fost evident dezvoltată din MW a hemoglobinei monomerice de 16114,5 g.

Așa cum este descris mai jos, există două abordări concurente, una clinico-fiziologică și una analitică-biochimică, un conflict care încordează practica clinică.

Fiziologie clinică

Hemoglobina (Hb) este o proteină tetramerică (MW 64458 g) cu 4 subunități similare. Fiecare subunitate constă dintr-un lanț polipeptidic, globină și un grup protetic, hem, cu un atom de Fe divalent. Hb adult are predominant două lanțuri α de 141 aminoacizi și două lanțuri β de 146 aminoacizi. Hb fetal este format din 2 lanțuri α și două γ. Procesul decisiv fiziologic de oxigenare a hemoglobinei (depunere reversibilă de O2) este însoțit de o modificare a conformației, care previne oxidarea complexului hem O2 (schimbarea valenței Fe 2+), adică formarea de methemoglobină sau hemiglobină (Fe 3+) . În plus, un sistem reductazic în eritrocite asigură menținerea funcției de legare a O2. Cele 4 subunități formează o unitate funcțională pe măsură ce se influențează reciproc. Această cooperativitate a celor 4 subunități determină curba de legare a O2 în formă de S. Modulatorii de afinitate cu O2 sunt observați în Hb tetrameric, dintre care cele mai importante sunt pH-ul, presiunea parțială a CO2 și 2,3-difosfogliceratul (2,3-DPG). Curbele de legare hiperbolică, adică cele fără cooperare, prezintă mioglobină O2 și hemoglobină O2 dintr-o sarcină de CO de aproximativ 50%.

Chimie analitică

CHb molar în unități SI cu un interval de aproximativ 7-12 mmol/l se bazează pe utilizarea MW a subunităților monomerice cu un MW „mediu” de 16,1145 g pe unitate mmol. Originea acestei abordări se bazează pe analitică, adică detectarea spectroscopică a hemoglobinei ca ciano hemiglobină (HiCN) sau hematină alcalină (AHD), prin care pot fi utilizați coeficienții de absorbție molară [4]. Avantajul acestei proceduri este că concentrația molară a Hb monomerică este identică cu concentrația molară a grupelor hem și a fierului legat. Hb tetrameric de 1 mmol este deci tetravalent în raport cu 1 mmol Fe sau 1 mmol O2, greutatea echivalentă cu un sfert din tetramer (în sistemul SI aceasta nu este o dimensiune admisibilă). Calculul oxigenului legat chimic în unități SI (mmol/l) este deosebit de ușor dacă se face referire la Hb monomeric (mmol/l), deoarece numărul Hüfner (a se vedea mai jos) în acest caz este de 1 mmol O2 per mmol Hb -Monomerul este. Cu toate acestea, specificația concentrației de O2 (cO2) în mmol/l nu a fost acceptată clinic.

Conform IUPAC (Uniunea Internațională a Chimiei Pure și Aplicate), simbolul Hb este utilizat pentru tetrameric (64458) și Hb (Fe) pentru hemoglobina monomerică (16114.5), de asemenea în noul standard DIN [4].

Practica clinica

Din motive istorice, concentrația de Hb în practica clinică este încă predominant dată în g/dl, uneori și în g/l, rareori și în mmol/l. În așa-numiții analizatori de gaze din sânge (BGA) de astăzi sunt efectuate diferite calcule, care oferă utilizatorului valori de calcul importante din punct de vedere clinic din valorile măsurate obținute.

Capacitatea de O2, adică valoarea maximă a O2 legat chimic, se calculează utilizând numărul teoretic Hüfner de 1,39 ml/g, determinat din faptul că 1 mol Hb (64458 g) poate acumula maximum 4 mol O2 ( 4 x 22,4 l STPD) [7].

Pentru a determina concentrația O2 legată chimic (cO2), saturația O2 (sO2) trebuie folosită și ca fracție, adică cO2 = sO2 · cHb · 1,39 [7].

Excesul de bază (BE, mmol/l) din sânge este calculat folosind cHb în g/dl și sO2 ca fracție [2], adică

BE = (1-0.0143 • cHb) • 3 - - 24,26 + (9,5 + 1,63 • cHb) • (pH-7,4)> - 0,2 • cHb • (1-sO2 ).

Desigur, BE- [5], precum și toate celelalte ecuații pot fi calculate pe baza unităților SI (mmol/l) cu concentrația monomerică de Hb.

Așa cum era de așteptat, un studiu recent realizat în rândul producătorilor de analizoare de gaze din sânge (POC) a arătat că toți calculează concentrația milimolară de Hb cHb cu o valoare de 16114 (Abbott, Eschweiler, Nova Biomedical, Radiometer, Roche Diagnostics, Siemens Healthcare Diagnostics, Instrumentation Laboratory ).

Concluzie

Atunci când se specifică concentrația hemoglobinei în mmol/l, apar neînțelegeri, deși factorii de conversie sunt clar definiți în standardul DIN 58931 [6]. Când se convertesc valorile normale ale hemoglobinei din sânge din unități convenționale (14-18 g/dl sau 140-180 g/l) în unități SI (mmol/l), se obțin valori diferite, în funcție de greutatea moleculară a tetramerului Se folosește hemoglobina (Hb, 64458 D) - interval 2,17-2,79 mmol/l - sau se utilizează hemoproteina monomerică (Hb (Fe), 16114,5 D) - intervalul 8,69-11,17 mmol/l - . Deoarece unitatea cea mai obișnuită este g/dl sau g/l și nu mmol/l, iar formulele utilizate în dispozitivele BGA pentru calcularea stării O2 și a stării acido-bazice folosesc toate g/dl, ar trebui - dacă este dorit de utilizator - se face conversia cHb în mmol/l cu MW a Hb tetrameric de 64458 D.

În caz contrar, conform IUPAC și DIN, ar trebui introduse două simboluri diferite, cHb și cHb (Fe), care ar provoca confuzie inutilă în expresia unui dispozitiv BGA în practica clinică. Consensul privind utilizarea simbolului „cHb” pentru concentrația de Hb ar fi atunci invalid [8].

recomandare

CHb este dat în g/dl sau g/l, dacă este necesară o unitate SI, cHb trebuie convertit la 64458 g/mol în mmol/l sau cHb (Fe) în mmol/l la 16114,5 g/mol.

Exemplu: Un cHb de 161 g/l = 16,1 g/dl corespunde unui cHb de 2,5 mmol/l (recomandat) sau unui cHb (Fe) de 10 mmol/l (nerecomandat).

literatură

  1. Braunitzer G: Greutatea moleculară a hemoglobinei umane. Bibl Haematol 1964; 18: 59-60
  2. Lang W, Zander R: Acuratețea excesului de bază calculat în sânge. Clin Chem Lab Med 2002; 40 (4): 404-410
  3. Lodemann P, Schorer G, Frey BM: valori greșite de referință ale hemoglobinei molare - o eroare de lungă durată care ar trebui corectată. Ann Hematol 2010; 89: 209
  4. Comitetul pentru standarde medicale (NAMed) la DIN (Institutul German pentru Standardizare e.V.): DIN 58931: Hematologie - Determinarea concentrației de hemoglobină în sânge - metodă de referință. Berlin 2010: 08
  5. Siggaard-Andersen O: Ecuația Van Slyke. Scand J Clin Lab Invest 1977; 37 (Supliment. 146): 15-20
  6. Young DS: Implementarea unităților SI pentru stilul datelor clinice de laborator: specificații și tabele de conversie. Ann Intern Med 1987; 106: 114-129
  7. Zander R, Mertzlufft F: Parametrii oxigenului sângelui: definiții și simboluri. Scand J Clin Lab Invest 1990; 50 (Supliment. 203): 177-185
  8. Zander R, Mertzlufft F, Lutter N, Schaffartzik W: Consens: Standardizarea nomenclaturii și a simbolurilor, creată de companii din POC și laboratoare de testare pentru hemodiagnostic. Qualitest 2005; 8: 1-7

* Autoritatea este interdisciplinară: fiziologie clinică, chimie fizică, medicină de laborator