血红蛋白的生成、调节及相关的疾病

血红蛋白的生成、调节及相关的疾病

血红蛋白合成

血红蛋白结构：珠蛋白+血红素（Fe2+ +卟啉）

血红素属于铁卟啉化合物，由Fe2+与卟啉环螯合而成。根据同位素示踪法，其合成的基本原料是琥珀酰辅酶A、甘氨酸和Fe2+ 。其合成过程包括：

1.δ-氨基-γ-酮戊酸（ALA）的生成。

在线粒体内，琥珀酰CoA与甘氨酸在ALA合酶作用下合成ALA。

2.胆色素原的生成

ALA进入胞质，在ALA脱水酶作用下，2分子ALA脱水合成胆色素原

3.尿卟啉原与粪卟啉原合成

胞质中胆色素原脱氨酶催化四分子胆色素原合成为一分子现状吡咯再由尿卟啉原Ⅲ同合酶转化为尿卟啉原Ⅲ，之后进一步脱羧变为粪卟啉原Ⅲ。4.血红素合成

粪卟啉原Ⅲ进入线粒体脱羧生成原卟啉原Ⅸ，经氧化得到卟啉原Ⅸ，此为血红素的直接前体。之后Fe2+ 螯合形成血红素

此为整体反映。

血红蛋白的另一部分珠蛋白按照中心法则，由基因转录出RNA再翻译成为蛋白质。珠蛋白与血红素结合成为血红蛋白,而单个珠蛋白是利用它们的互补面和在红细胞中的高浓度自动结合到血红蛋白四聚体中的。血红素对于血红蛋白的合成具有重要作用，它不仅为血红蛋白合成的底物，还可促进珠蛋白mRNA的合成聚集，对血红蛋白的合成起到调节作用。

血红蛋白合成调节：

1.血红素的反馈调节

当血红素的合成速度远大于珠蛋白的合成速度时，过多游离的血红素可以对ALA合酶具有别构抑制作用。不仅如此，过多的血红素被氧化为高铁血红素对ALA酶也有很强的抑制作用。

2.促红细胞生成素促进血红蛋白合成

EPO主要与晚期红系祖细胞上的EPO受体结合。当机体缺氧或者红细胞减少时，肾红细胞生成素激活表达，释放入血到达骨髓，诱导ALA合酶合成，促进血红蛋白合成。另外血红素可促进骨髓原始红细胞的增值与分化，加速有核红细胞成熟。此外促红细胞生成素还可以减少红细胞的凋亡。

3.体内的类固醇激素（睾酮等）水平升高，诱导ALA酶合成，促进血红蛋白合

成。

与血红蛋白相关的疾病

血红蛋白病：由于血红蛋白分子结构异常或珠蛋白肽链合成速率异常所引起的一组遗传病。临床上分为：血红蛋白变异体和珠蛋白再生障碍性贫血两大类。

1.镰状细胞贫血症：常染色体隐性遗传。β珠蛋白基因碱基替换，编码第6

位谷氨酸的密码子被缬氨酸取代，产生Hb S血红蛋白，纯合子患者90%以上为异常血红蛋白。氧分压低时，，红细胞发生镰状变，引起严重溶血、脾肿大和血管阻塞。

2.Hb C病：常染色体隐性遗传。β链第6位谷氨酸被赖氨酸取代。纯合子患

者可有轻度溶血，肝脾肿大。

3.Hb M遗传性高铁血红蛋白：常染色体显性遗传，α链58位组氨酸被酪氨

酸代替，占据了铁的配基位置，铁离子成为稳定的高铁状态失去氧合能力，导致组织缺氧。此类患者无贫血表现，但有发绀及继发红细胞增多。

4.珠蛋白再生障碍性贫血（地中海贫血）：可分α珠蛋白再生障碍和β珠蛋白再生障碍两种类型。

α珠蛋白再生障碍：

Hb Bart’s胎儿水肿综合征：胎儿四个珠蛋白基因全部丧失功能，合成的血红蛋白80%为Hb Bart’s。其对氧的亲和力很高，导致组织严重缺氧。胎儿因缺氧导致严重水肿，出现自发性流产或出生后死于严重水肿。

Hb H病：胎儿有20%或更高的Hb Bart’s，可形成包涵体，导致低色素小细胞性溶血性贫血，合并黄疸和肝脾肿大。

2个HBA基因丧失功能时，可有轻度小细胞性贫血。

β珠蛋白再生障碍：

β珠蛋白再生障碍性贫血严重时，患儿3-12个月时出现慢性进行性贫血，面色苍白，肝脾肿大，发育不良，常有轻度黄疸，症状随年龄增长日益明显。患儿1岁后可出现头颅变大、额部隆起、鼻梁塌陷、眼距增宽的“地中海面容”。

参考文献：《生物化学与分子生物学》；人民卫生出版社；P243-246；

《生理学》；人民卫生出版社；P62-63；

《医学遗传学》；人民卫生出版社；P190-196；

《血红蛋白合成与血红蛋白分子病》；南国华；《江西医药》；1980.04.30 《不同基因型地中海贫血患儿体内铁代谢及红细胞系造血情况分析》；唐敏云；《中国地方病防止杂志》；2017.04.25；

《正常铁代谢及血红蛋白的合成》；李蓉生；《中国全科医学》；2009.10.05