Hemoglobin: Struktur, iltbinding, allosterisk regulering og varianter

Hemoglobin (Hb) er det jernholdige ilttransport-metalloprotein i rygradsdyrs røde blodceller (erythrocytter). Det leverer ilt fra respiratoriske overflader (lunger/giller) til væv for aerob respiration og faciliterer kuldioxid-retur.

Molekylær struktur

• Tetramert protein: Fire globin-kæder (2α + 2β i voksen HbA), hver foldet i en globin-fold med en heme-pose
• Heme-grupper: Fire porphyrin-ringe, hver koordinerer et centralt jern (Fe²⁺), der binder et O₂-molekyle
• Total kapacitet: Et Hb-molekyle binder op til 4 O₂-molekyler
• Molekylær vægt: ~64.500 Da

Iltbinding & kooperativitet

• Kooperativ binding: Binding af O₂ til et heme øger affiniteten for de resterende steder – sigmoidal O₂-dissociationskurve
• T-tilstand (tense): Lav-affinitets deoxy-konformation
• R-tilstand (relaxed): Høj-affinitets oxy-konformation
• P₅₀: Partielt tryk ved 50% mætning (~26–27 mmHg for voksen Hb)

Allosteriske regulatorer (Modificerer O₂-affinitet)

• H⁺ (Bohr-effekt): Lavere pH (↑H⁺) mindsker affinitet → forbedrer O₂-afgivelse i metabolisk aktive væv
• CO₂: Dannet karbamino-grupper på globin; sænker pH → mindsker affinitet
• 2,3-BPG (2,3-bisfosfoglycerat): Binder central hule i deoxy-Hb; stabiliserer T-tilstand → mindsker affinitet. Forhøjet ved hypoksi, anæmi, graviditet
• Temperatur: ↑Temp mindsker affinitet (feber forbedrer O₂-levering)
• Klorid-ioner

Hemoglobin-varianter

• HbA (α₂β₂): ~97% voksen hemoglobin
• HbA₂ (α₂δ₂): ~2–3% voksen
• HbF (α₂γ₂): Føtal hemoglobin; højere O₂-affinitet (lav 2,3-BPG binding)
• HbS (α₂β₂⁶ᵛᵃˡ): Sichelcelle-sygdom; polymeriserer ved deoxygenering
• HbC, HbE, thalassemi: Andre klinisk signifikante varianter

Klinisk relevans

• Anæmi: Lav Hb-koncentration → reduceret O₂-bæreevne
• Pulsoksymetri: Måler SpO₂ (funktionel mætning); detekterer ikke CO-forgiftning eller methemoglobinæmi
• Glykeret hemoglobin (HbA1c): Afspejler 3-måneders glukosekontrol i diabetes