|  | Sundhed og Sygdom >  | Sygdomme og behandlinger | Blødning

Hemoglobin: Struktur, ilt-transport og kooperativ binding

Hemoglobin-struktur

Hemoglobin (Hb) er et tetramerisk protein (α₂β₂ hos voksne) med en molekylvægt på ~64.500 Da. Hver underenhed består af:

  • En globin-polypeptid-kæde (141 aminosyrer i α, 146 i β)
  • En heme-prostetisk gruppe: protoporfyrin IX med centralt jern (Fe²⁺)

De fire underenheder arrangerer sig i en tetraedrisk konfiguration. Heme-jernet fungerer som ilt-bindings-stedet.

Ilt-binding: Kooperativ allosteri

  • T-tilstand (spændt): Deoxyhemoglobin; lav O₂-affinitet; underenheder begrænset af salt-broer.
  • R-tilstand (afslappet): Oxyhemoglobin; høj O₂-affinitet; salt-broer brudt.
  • Kooperativitet: Binding af første O₂-molekyl øger affinitet for efterfølgende O₂-molekyler, producerer en sigmoidal dissociationskurve.
  • Hill-koefficient: ~2,8–3,0 (teoretisk maksimum er 4).

Allosteriske effektor-modulering af O₂-affinitet

EffektorEffekt på O₂-affinitetFysiologisk rolle
H⁺ (Bohr-effekt)Reducerer affinitet (højre-skift)Forbedrer O₂-frigivelse i sure væv (trænet muskel, højt CO₂)
CO₂Reducerer affinitet (karbamat-dannelse)Fremmer O₂-afgivelse; lette CO₂-transport som karbamino-Hb
2,3-BPGReducerer affinitet (binder central hulrum i T-tilstand)Stabiliserer T-tilstand; øget ved hypoksi, højde, anæmi
Cl⁻Reducerer affinitetBidrager til Bohr-effekt
COØger affinitet 200–250× (venstre-skift)Carbonmonoxid-forgiftning – blokerer O₂-binding og frigivelse

Gas-transport-cyklus

  1. Lunger: Højt pO₂, lavt pCO₂, højt pH → R-tilstand favoriseret → O₂-belastning, CO₂-afgivelse.
  2. Væv: Lavt pO₂, højt pCO₂, lavt pH → T-tilstand favoriseret → O₂-afgivelse, CO₂-belastning.
  3. CO₂-transport: 70% som HCO₃⁻ (via carbonanhydrase), 23% som karbamino-Hb, 7% opløst.

Kliniske hemoglobin-varianter

  • HbA (α₂β₂): Voksen hemoglobin (>95%).
  • HbA₂ (α₂δ₂): 2–3,5%.
  • HbF (α₂γ₂): Foster-hemoglobin; høj O₂-affinitet (lav 2,3-BPG-binding) lette placental overførsel.
  • HbS (α₂β₂⁶Val): Siccelcel-hemoglobin – polymeriserer ved deoxygenering.
  • Methemoglobin (Fe³⁺): Kan ikke binde O₂; forårsaget af oxidanter eller genetiske varianter.

Klinisk måling

  • Pulsoksymetri (SpO₂): Måler funktionel mætning (HbO₂/(HbO₂+HHb)); overser dyshemoglobiner.
  • CO-oksymetri: Måler alle Hb-arter (O₂Hb, HHb, COHb, MetHb) – guldet standard.
  • Hemoglobin-koncentration: g/dL; anæmi defineret som <13 (mænd), <12 (kvinder).

Blødning