Hemoglobin: Molekylær struktur, ilttransport og klinisk relevans

Hemoglobin (Hb) er et tetramerisk hemeprotein i erythrocytter, der transporterer O₂ fra lunger til væv og faciliterer CO₂/H⁺ retur.

Molekylær arkitektur

• Globin-kæder: 2 α (141 aa) + 2 β (146 aa) i voksen HbA (α₂β₂). Foster HbF = α₂γ₂.
• Globin-fold: 7–8 α-helixer (A–H) der danner en hydrofob lomme.
• Heme-gruppe: Protoporfyrin IX + Fe²⁺ (ferro) i centrum. Fe²⁺ binder O₂ reversibelt.
• 4 hemer/tetramer → 4 O₂-molekyler pr. Hb.

Kooperativ binding & allosteri

• Sigmoid O₂-dissociationskurve: Binding af 1. O₂ øger affinitet for efterfølgende O₂ (T → R tilstands-overgang).
• P₅₀: Partiel tryk ved 50% mætning (~26 mmHg for HbA).
• Allosteriske effekter (højre-skift = lavere affinitet):
  • H⁺ (Bohr-effekt), CO₂, 2,3-BPG, temperatur, Cl⁻
• Venstre-skift (højere affinitet): HbF, lavt 2,3-BPG, alkalose, CO (karboksyhemoglobin).

Fysiologisk betydning

• Effektiv O₂-lastning i lunger (højt pO₂, højt pH) → aflastning i væv (lavt pO₂, lavt pH, højt CO₂/2,3-BPG).
• CO₂-transport: 70% som HCO₃⁻ (carbonanhydrase), 23% karbamino-Hb, 7% opløst.
• Buffering: His-rester (β146) binder H⁺.

Kliniske varianter & sygdomme

• HbS (sikle): β6 Glu→Val → polymerisering ved deoxygenering.
• HbC: β6 Glu→Lys → mild hemolyse.
• Thalassemier: Reduceret α/β-kæde-syntese → imbalance, præcipitation.
• Metahemoglobinæmi: Fe³⁺ (ferri) → kan ikke binde O₂.
• Høj-affinitet Hber: Polyglobuli; lav-affinitet → cyanose.

Diagnostik

• Blodstatus + indekser (MCV, MCH, MCHC), reticulocyt-tælling
• Hb-elektroforese / HPLC (variant-kvantificering)
• O₂-dissociationskurve (P₅₀), metaHb-niveau

Hemoglobins elegante allosteri muliggør præcis O₂-leverance matchende metabolisk efterspørgsel.