Varian Hemoglobin dan Hemoglobin Tidak Stabil

Varian hemoglobin adalah bentuk struktural hemoglobin yang muncul dari mutasi yang mengubah urutan asam amino rantai globin. Kebanyakan tidak menunjukkan gejala klinis, tetapi beberapa mengubah kelarutan molekul, afinitas oksigen, atau stabilitasnya. Hemoglobin tidak stabil adalah subkelompok di mana rantai yang berubah mengendap di dalam sel darah merah, membentuk inklusi yang memperpendek kelangsungan hidup sel darah merah dan dapat menyebabkan anemia hemolitik.

Definition

Varian hemoglobin adalah hemoglobin yang secara struktural abnormal yang dihasilkan oleh mutasi pada gen globin yang mengubah urutan asam amino protein; hemoglobin tidak stabil adalah varian yang struktur yang diubahnya menyebabkan denaturasi dan pengendapan di dalam sel darah merah, membentuk inklusi dan mengurangi kelangsungan hidup sel darah merah.

Scope

Topik ini mengkaji varian hemoglobin struktural (kualitatif) sebagai suatu kelas, konsekuensi dari perubahan kelarutan, afinitas oksigen, dan stabilitas, serta perbedaan hemoglobin tidak stabil yang mengendap membentuk badan inklusi. Penyakit sel sabit, varian struktural yang paling penting secara klinis, dibahas dalam entri tersendiri dan dirujuk silang di sini. Ini adalah tinjauan referensi dan tidak memberikan panduan klinis individual.

Core questions

• Bagaimana perubahan satu asam amino dapat mengubah kelarutan, afinitas oksigen, atau stabilitas hemoglobin?
• Mengapa sebagian besar varian hemoglobin tidak menunjukkan gejala klinis sementara beberapa menyebabkan penyakit?
• Apa yang membedakan hemoglobin tidak stabil dari varian struktural lainnya?

Key concepts

• Varian hemoglobin struktural (kualitatif)
• Perubahan afinitas oksigen (varian afinitas tinggi dan rendah)
• Hemoglobin tidak stabil dan pembentukan badan inklusi (Heinz)
• Kelarutan varian dan polimerisasi
• Deteksi elektroforesis hemoglobin dan HPLC
• Varian yang tidak menunjukkan gejala klinis versus varian yang signifikan secara klinis
• Hb C dan Hb E sebagai varian struktural umum

Mechanisms

Mutasi pada gen globin dapat mengganti, menghapus, atau memperpanjang asam amino dalam rantai globin, menghasilkan hemoglobin yang secara struktural abnormal. Konsekuensi fungsional bergantung pada lokasi perubahan. Substitusi pada permukaan kontak dapat menggeser kesetimbangan antara keadaan afinitas tinggi dan rendah, menghasilkan varian yang mengikat oksigen terlalu kuat atau melepaskannya terlalu mudah. Perubahan yang memengaruhi kelarutan dapat mendorong kristalisasi atau polimerisasi. Mutasi yang mengganggu pelipatan rantai globin atau pengikatannya ke heme menghasilkan hemoglobin tidak stabil: rantai mengalami denaturasi, mengendap sebagai badan inklusi (Heinz) yang melekat pada membran sel darah merah, dan sel-sel yang terpengaruh dihilangkan secara prematur, menghasilkan anemia hemolitik. Karena banyak posisi mentolerir substitusi tanpa dampak fungsional, sebagian besar varian tidak menunjukkan gejala klinis dan ditemukan secara insidental pada analisis hemoglobin.

Clinical relevance

Varian hemoglobin secara rutin ditemukan pada elektroforesis hemoglobin dan kromatografi cair kinerja tinggi, dan membedakan varian yang tidak menunjukkan gejala klinis dari varian yang menyebabkan perubahan transportasi oksigen atau hemolisis adalah bagian dari interpretasi tes-tes ini. Entri ini menjelaskan kelas untuk referensi dan edukasi dan bukan merupakan dasar untuk diagnosis atau pengobatan individual.

Epidemiology

Ratusan varian hemoglobin struktural telah dikatalogkan, tetapi hanya segelintir yang terjadi pada frekuensi populasi yang signifikan. Hb C dan Hb E, khususnya, umum di Afrika Barat dan Asia Tenggara masing-masing, di mana, seperti alel hemoglobinopati lainnya, frekuensinya dikaitkan dengan seleksi malaria. Williams dan Weatherall menempatkan varian-varian ini dalam beban gangguan hemoglobin bawaan yang lebih luas dan tersebar secara global.

History

Setelah pengakuan hemoglobin sabit sebagai penyakit molekuler, survei hemoglobin dengan elektroforesis mengungkapkan katalog varian struktural yang terus bertambah, banyak di antaranya dinamai berdasarkan tempat penemuan. Karya kristalografi Perutz tentang struktur hemoglobin memberikan kerangka kerja untuk memahami bagaimana substitusi spesifik mengubah pengikatan dan stabilitas oksigen, dan studi sistematis hemoglobin tidak stabil menjelaskan bagaimana denaturasi dan pembentukan badan inklusi menyebabkan hemolisis.

Key figures

• David Weatherall
• Thomas N. Williams
• Max Perutz
• Hermann Lehmann

Seminal works

• williams-weatherall-2012
• weatherall-2010

Frequently asked questions

Apakah semua varian hemoglobin berbahaya?

Tidak. Sebagian besar varian hemoglobin struktural tidak menunjukkan gejala klinis dan ditemukan secara insidental; hanya varian yang mengubah afinitas oksigen, kelarutan, atau stabilitas yang cenderung menyebabkan efek klinis.

Apa yang membuat hemoglobin 'tidak stabil'?

Hemoglobin tidak stabil membawa mutasi yang mengganggu pelipatan yang tepat atau pengikatan heme, sehingga molekul mengalami denaturasi dan mengendap di dalam sel darah merah sebagai badan inklusi, memperpendek kelangsungan hidup sel dan berpotensi menyebabkan anemia hemolitik.