B9_Chuyển hoá Hemoglobin

Chuyển Hóa Hemoglobin

1. Giới thiệu

• Định nghĩa: Hemoglobin là một protein trong hồng cầu, có chức năng vận chuyển oxy từ phổi đến các mô và carbon dioxide từ các mô trở lại phổi.
• Cấu trúc: Hemoglobin gồm bốn chuỗi polypeptide (hai chuỗi alpha và hai chuỗi beta) và bốn nhóm heme chứa sắt (Fe²⁺).

2. Tổng hợp Hemoglobin

1. Tổng hợp chuỗi globin:
   • Gen điều hòa: Các gen mã hóa chuỗi globin nằm trên các nhiễm sắc thể khác nhau (alpha trên nhiễm sắc thể 16 và beta trên nhiễm sắc thể 11).
   • Quá trình tổng hợp: Diễn ra trong ribosome của hồng cầu tiền thân (erythroblast) trong tủy xương. Các mRNA từ gen globin được dịch mã để tạo ra chuỗi polypeptide globin.
2. Tổng hợp heme:
   • Vị trí: Bắt đầu trong ty thể và hoàn thành trong bào tương của hồng cầu tiền thân.
   • Các bước chính:
     • Aminolevulinic acid (ALA) synthase xúc tác sự tổng hợp ALA từ glycine và succinyl-CoA.
     • ALA tiếp tục trải qua nhiều phản ứng enzym để hình thành porphobilinogen, uroporphyrinogen, coproporphyrinogen, protoporphyrinogen, và cuối cùng là protoporphyrin IX.
     • Ferrochelatase xúc tác sự kết hợp của sắt (Fe²⁺) vào protoporphyrin IX để tạo thành heme.
3. Kết hợp heme và globin:
   • Các chuỗi globin kết hợp với heme để tạo thành các tiểu đơn vị hemoglobin.
   • Bốn tiểu đơn vị (hai alpha và hai beta) kết hợp với nhau để tạo thành phân tử hemoglobin hoàn chỉnh.

3. Chức năng của Hemoglobin

1. Vận chuyển oxy:
   • Liên kết oxy: Mỗi nhóm heme có thể liên kết với một phân tử oxy (O₂). Một phân tử hemoglobin có thể mang bốn phân tử oxy.
   • Giải phóng oxy: Tại các mô, hemoglobin giải phóng oxy khi áp suất oxy thấp và CO₂ cao.
2. Vận chuyển carbon dioxide:
   • Liên kết CO₂: Hemoglobin vận chuyển một phần CO₂ từ các mô trở lại phổi dưới dạng carbaminohemoglobin.
   • Chuyển đổi CO₂: CO₂ cũng được chuyển đổi thành bicarbonate (HCO₃⁻) trong hồng cầu và được vận chuyển trong huyết tương.
3. Điều hòa pH:
   • Hemoglobin giúp duy trì cân bằng acid-base trong cơ thể bằng cách đệm H⁺ (ion hydro).

4. Phân giải Hemoglobin

1. Hủy hồng cầu:
   • Vị trí: Diễn ra chủ yếu trong lách, gan và tủy xương.
   • Quá trình:
     • Hồng cầu già cỗi bị phá hủy và hemoglobin được giải phóng.
2. Phân giải hemoglobin:
   • Phân giải globin: Các chuỗi polypeptide globin được phân giải thành các acid amin tự do để tái sử dụng trong cơ thể.
   • Phân giải heme:
     • Heme oxygenase xúc tác sự phân giải heme thành biliverdin, CO và Fe²⁺.
     • Biliverdin được chuyển hóa thành bilirubin nhờ enzyme biliverdin reductase.
     • Bilirubin tự do (không liên hợp) được vận chuyển đến gan bằng albumin và được liên hợp với acid glucuronic để trở thành bilirubin liên hợp, sau đó được bài tiết vào mật và ruột.
3. Thải bilirubin:
   • Bilirubin liên hợp được chuyển hóa thành urobilinogen bởi vi khuẩn trong ruột.
   • Một phần urobilinogen được tái hấp thu vào máu và bài tiết qua nước tiểu dưới dạng urobilin, phần còn lại được chuyển thành stercobilin và thải ra ngoài qua phân.

5. Rối loạn liên quan đến Hemoglobin

1. Thiếu máu hồng cầu liềm (Sickle cell anemia):
   • Do đột biến gen beta-globin, dẫn đến hình thành hemoglobin S (HbS) bất thường, gây ra hồng cầu bị biến dạng hình liềm, dễ vỡ và gây thiếu máu.
2. Thalassemia:
   • Bệnh lý do thiếu hụt hoặc bất thường trong tổng hợp một hoặc nhiều chuỗi globin (alpha hoặc beta), dẫn đến hồng cầu kém bền vững và dễ vỡ.
3. Bệnh vàng da (Jaundice):
   • Do tích tụ bilirubin trong máu, gây ra màu vàng trên da và mắt. Nguyên nhân có thể do tăng phá hủy hồng cầu, suy gan hoặc tắc nghẽn ống mật.