Molekulová hmotnosť hemoglobínu

R. Zander (Mainz), W. Lang (Mainz), P. Lodemann (Inst. For Laboratory Medicine, Helios Clinic Berlin-Buch) *

molekulová

Molekulová hmotnosť (MW) hemoglobínu (Hb) je 64458 g [1], a teda 1 mol Hb má hmotnosť 64458 g a 1 mmol Hb má hmotnosť 64,458 g. Pri prepočte obvyklých normálnych hodnôt v krvi (14 - 18 g/dl) na jednotky SI (mmol/l) sú zjavne protichodné informácie, ako uviedli autori Lodemann a kol. [3] oprávnene sa sťažujú: normálna koncentrácia Hb (cHb) v krvi by mala

7 - 12 mmol/l [6], čo je hodnota, ktorá sa evidentne vyvinula z molekulovej hmotnosti monomérneho hemoglobínu 16114,5 g.

Ako je opísané nižšie, existujú dva konkurenčné prístupy, klinicko-fyziologický a analyticko-biochemický, konflikt, ktorý zaťažuje klinickú prax.

Klinická fyziológia

Hemoglobín (Hb) je tetramérny proteín (MW 64458 g) so 4 podobnými podjednotkami. Každá podjednotka pozostáva z polypeptidového reťazca, globínu a protetickej skupiny, hemu, s dvojmocným atómom Fe. Dospelý Hb má prevažne dva a-reťazce so 141 aminokyselinami a dva p-reťazce so 146 aminokyselinami. Fetálny Hb sa skladá z 2 α a dvoch γ reťazcov. Fyziologicky rozhodujúci proces okysličenia hemoglobínu (reverzibilná depozícia O2) je sprevádzaný zmenou konformácie, ktorá bráni oxidácii hemového komplexu O2 (zmena valencie Fe 2+), t. J. Tvorba methemoglobínu alebo hemiglobínu (Fe 3+) . Okrem toho systém reduktázy v erytrocytoch zaisťuje zachovanie väzbovej funkcie O2. 4 podjednotky tvoria funkčnú jednotku, pretože sa navzájom ovplyvňujú. Táto kooperativita 4 podjednotiek spôsobuje väzbovú krivku O2 v tvare písmena S. Modulátory afinity k O2 sú pozorované v tetramérnom Hb; najdôležitejšie sú hodnota pH, parciálny tlak CO2 a 2,3-difosfoglycerát (2,3-DPG). Hyperbolické väzbové krivky, t. J. Tie, ktoré nemajú kooperativitu, ukazujú O2 myoglobín a O2 hemoglobín z obsahu CO približne 50%.

Analytická chémia

Molárny cHb v jednotkách SI s rozsahom približne 7-12 mmol/l je založený na použití MW monomérnych podjednotiek s „priemernou“ MW 16,1145 g na mmol jednotky. Pôvod tohto prístupu je založený na analytickej, t. J. Spektroskopickej, detekcii hemoglobínu ako kyano-hemiglobínu (HiCN) alebo alkalického hematínu (AHD), pri ktorom je možné použiť molárne absorpčné koeficienty [4]. Výhodou tohto postupu je, že molárna koncentrácia monomérneho Hb je identická s molárnou koncentráciou hemových skupín a viazaného železa. 1 mmol tetramérnej Hb je preto štvormocný vo vzťahu k 1 mmol Fe alebo 1 mmol O2, čo je ekvivalentná hmotnosť ako štvrtina tetraméru (v systéme SI to nie je prípustná veľkosť). Výpočet chemicky viazaného kyslíka v jednotkách SI (mmol/l) je obzvlášť jednoduchý, ak sa odkazuje na monomérny Hb (mmol/l), pretože Hüfnerovo číslo (pozri nižšie) je v tomto prípade 1 mmol O2 na mmol Hb. -Monomer je. Špecifikácia koncentrácie O2 (cO2) v mmol/l však nebola klinicky prijatá.

Podľa IUPAC (Medzinárodná únia pre čistú a aplikovanú chémiu) sa symbol Hb používa pre tetramérnu (64458) a Hb (Fe) pre monomérny hemoglobín (16114,5), a to aj v novej norme DIN [4].

Klinická prax

Z historických dôvodov sa koncentrácia Hb v klinickej praxi stále prevažne uvádza v g/dl, niekedy aj v g/l, zriedka tiež v mmol/l. V dnešných takzvaných analyzátoroch krvných plynov (BGA) sa vykonávajú rôzne výpočty, ktoré poskytujú používateľovi klinicky dôležité výpočtové hodnoty zo získaných nameraných hodnôt.

Kapacita O2, t. J. Maximálna hodnota chemicky viazaného O2, sa vypočíta pomocou teoretického Hüfnerovho čísla 1,39 ml/g, stanoveného zo skutočnosti, že 1 mol Hb (64458 g) môže akumulovať maximálne 4 mol O2 ( 4 x 22,4 l STPD) [7].

Na stanovenie chemicky viazanej koncentrácie O2 (cO2) sa musí ako frakcia použiť aj saturácia O2 (sO2), t. J. CO2 = sO2 · cHb · 1,39 [7].

Prebytok bázy (BE, mmol/l) v krvi sa vypočíta pomocou cHb v g/dl a sO2 ako frakcie [2], tj.

BE = (1-0,0143 • cHb) • 3 - - 24,26 + (9,5 + 1,63 • cHb) • (pH-7,4)> - 0,2 • cHb • (1-sO2 ).

Samozrejme, BE- [5], ako aj všetky ostatné rovnice možno vypočítať na základe jednotiek SI (mmol/l) s koncentráciou monomérneho Hb.

Ako sa dalo očakávať, nedávny prieskum medzi výrobcami analyzátorov krvných plynov (POC) ukázal, že všetci vypočítavajú milimolálnu koncentráciu Hb cHb s hodnotou 16114 (Abbott, Eschweiler, Nova Biomedical, Radiometer, Roche Diagnostics, Siemens Healthcare Diagnostics, Instrumentation Laboratory ).

Záver

Pri určovaní koncentrácie hemoglobínu v mmol/l vznikajú nedorozumenia, aj keď konverzné faktory sú jasne definované v norme DIN 58931 [6]. Pri prepočte normálnych hodnôt hemoglobínu v krvi z bežných jednotiek (14 - 18 g/dl alebo 140 - 180 g/l) na jednotky SI (mmol/l) sa získajú rôzne hodnoty v závislosti od toho, či je molekulová hmotnosť tetraméru Hemoglobín (Hb, 64458 D) - rozsah 2,17 - 2,79 mmol/l - alebo sa používa monomérny hemoproteín (Hb (Fe), 16114,5 D) - rozsah 8,69 - 11,17 mmol/l - . Pretože najbežnejšou jednotkou je g/dl alebo g/l a nie mmol/l a vzorce používané v zariadeniach BGA na výpočet stavu O2 a acidobázickej rovnováhy používajú všetky g/dl, mali by - ak si to užívateľ želá - uskutoční sa konverzia cHb v mmol/l s MW tetramérneho Hb 64458 D.

Inak by podľa IUPAC a DIN museli byť zavedené dva rôzne symboly, cHb a cHb (Fe), ktoré by v klinickej praxi spôsobili iba zbytočný zmätok vo vyjadrení BGA prístroja. Konsenzus používania symbolu „cHb“ pre koncentráciu Hb by bol teda neplatný [8].

odporúčanie

CHb sa udáva v g/dl alebo g/l, ak je požadovaná jednotka SI, musí sa cHb previesť na 64458 g/mol v mmol/l alebo cHb (Fe) v mmol/l na 16114,5 g/mol.

Príklad: CHb 161 g/l = 16,1 g/dl zodpovedá cHb 2,5 mmol/l (odporúčané) alebo cHb (Fe) 10 mmol/l (neodporúčané).

literatúry

  1. Braunitzer G: Molekulová hmotnosť ľudského hemoglobínu. Bibl Haematol 1964; 18: 59-60
  2. Lang W, Zander R: Presnosť vypočítaného prebytku základne v krvi. Clin Chem Lab Med 2002; 40 (4): 404-410
  3. Lodemann P, Schorer G, Frey BM: Nesprávne referenčné hodnoty molárneho hemoglobínu - dlhodobá chyba, ktorú je potrebné opraviť. Ann Hematol 2010; 89: 209
  4. Výbor pre lekárske normy (NAMed) pri DIN (Nemecký inštitút pre normalizáciu): DIN 58931: Hematológia - Stanovenie koncentrácie hemoglobínu v krvi - referenčná metóda. Berlín 2010: 08
  5. Siggaard-Andersen O: Van Slykeho rovnica. Scand J Clin Lab Invest 1977; 37 (dodatok 146): 15-20
  6. Young DS: Implementácia jednotiek SI pre štýl klinických laboratórnych údajov: špecifikácie a prevodné tabuľky. Ann Intern Med 1987; 106: 114-129
  7. Zander R, Mertzlufft F: Kyslíkové parametre krvi: definície a symboly. Scand J Clin Lab Invest 1990; 50 (Suppl. 203): 177-185
  8. Zander R, Mertzlufft F, Lutter N, Schaffartzik W: Consensus: Standardisation of nomenclature and symbols, created by companies in the POC sector and test Laboratory for hemodiagnostics. Qualitest 2005; 8: 1-7

* Autorstvo je interdisciplinárne: klinická fyziológia, fyzikálna chémia, laboratórna medicína