血红蛋白遗传病
- 格式:ppt
- 大小:784.51 KB
- 文档页数:14
遗传性高铁血红蛋白血症的基础与临床进展【关键词】遗传性高铁血红蛋白血症高铁血红蛋白(methemoglobin,MetHb)是遗传因素或吸收毒性化合物后由红细胞产生的[1],其含量超过必然水平即可引发高铁血红蛋白血症(methemo globinemia),分为取得性和遗传性两大类[2,3]。
遗传性高铁血红蛋白血症(hereditary methemoglobinemia,HM)在国内外被列为罕有病。
最近几年来,由于酶检测技术的进步,有关HM的报导愈来愈多,其发病机制、临床分型及医治方面的研究备受国内外学者的重视,其中有关NADH细胞色素65还原酶(NADH dependent Cytochrome 65 reductase,NADH Cytb5R)基因突变的研究取得了专门大的进展。
1 有关概念高铁血红蛋白血红蛋白(Hb)由珠蛋白和亚铁血红素组成,与氧结合生成氧合Hb。
MetHb是去氧或氧合Hb中血红素基团的铁离子从二价铁被氧化为三价铁的Hb衍生物。
正常情形下,RBC内有少量Hb会持续而缓慢地氧化成含三价铁的MetHb。
MetHb在每一血红素部份的铁原子有一净正电荷,使它易与小的阴离子配体如CN-、N-、F-及Cl-结合,而与Hb的典型配体如O2及CO几乎没有亲合力[1],从而降低血液的携氧能力而且致使组织中氧气释放障碍,氧离曲线左移,造成功能性的贫血和Hb氧合障碍[4,5]。
高铁血红蛋白血症RBC上具有一系列的酶或非酶促还原系统,保证MetHb的还原能力远远超越Hb的氧化能力(MetHb还原速度为5%Hb总量/h,而Hb氧化的正常速度约为%~%Hb总量/h),体内MetHb始终处于必然的平稳状态(MetHb正常值:早产儿小于% Hb总量;1岁之内小于%~% Hb 总量;1岁以后小于1% Hb总量[2])。
酶促还原系统包括NADH Cytb5R 和还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)脱氢酶介导的还原途径,详见图1[6,7]和图2[7],二者别离占机体总还原能力的67%和5%,后者在正常生理情形下不是要紧的还原途径,仅在外来电子传递物(如亚甲蓝)存在时才能发挥作用;非酶促还原系统要紧有维生素C和谷胱甘肽,二者别离占机体总还原能力的16%和12%[2]。
血红蛋白的生成、调节及相关的疾病血红蛋白合成血红蛋白结构:珠蛋白+血红素(Fe2+ +卟啉)血红素属于铁卟啉化合物,由Fe2+与卟啉环螯合而成。
根据同位素示踪法,其合成的基本原料是琥珀酰辅酶A、甘氨酸和Fe2+ 。
其合成过程包括:1.δ-氨基-γ-酮戊酸(ALA)的生成。
在线粒体内,琥珀酰CoA与甘氨酸在ALA合酶作用下合成ALA。
2.胆色素原的生成ALA进入胞质,在ALA脱水酶作用下,2分子ALA脱水合成胆色素原3.尿卟啉原与粪卟啉原合成胞质中胆色素原脱氨酶催化四分子胆色素原合成为一分子现状吡咯再由尿卟啉原Ⅲ同合酶转化为尿卟啉原Ⅲ,之后进一步脱羧变为粪卟啉原Ⅲ。
4.血红素合成粪卟啉原Ⅲ进入线粒体脱羧生成原卟啉原Ⅸ,经氧化得到卟啉原Ⅸ,此为血红素的直接前体。
之后Fe2+ 螯合形成血红素此为整体反映。
血红蛋白的另一部分珠蛋白按照中心法则,由基因转录出RNA再翻译成为蛋白质。
珠蛋白与血红素结合成为血红蛋白,而单个珠蛋白是利用它们的互补面和在红细胞中的高浓度自动结合到血红蛋白四聚体中的。
血红素对于血红蛋白的合成具有重要作用,它不仅为血红蛋白合成的底物,还可促进珠蛋白mRNA的合成聚集,对血红蛋白的合成起到调节作用。
血红蛋白合成调节:1.血红素的反馈调节当血红素的合成速度远大于珠蛋白的合成速度时,过多游离的血红素可以对ALA合酶具有别构抑制作用。
不仅如此,过多的血红素被氧化为高铁血红素对ALA酶也有很强的抑制作用。
2.促红细胞生成素促进血红蛋白合成EPO主要与晚期红系祖细胞上的EPO受体结合。
当机体缺氧或者红细胞减少时,肾红细胞生成素激活表达,释放入血到达骨髓,诱导ALA合酶合成,促进血红蛋白合成。
另外血红素可促进骨髓原始红细胞的增值与分化,加速有核红细胞成熟。
此外促红细胞生成素还可以减少红细胞的凋亡。
3.体内的类固醇激素(睾酮等)水平升高,诱导ALA酶合成,促进血红蛋白合成。
与血红蛋白相关的疾病血红蛋白病:由于血红蛋白分子结构异常或珠蛋白肽链合成速率异常所引起的一组遗传病。
1.遗传病(genetic disease):指遗传物质改变(基因突变或染色体畸变)引起的疾病。
2. 先天性疾病:指个体出生后即表现出的疾病。
3. 家族性疾病:指某些表现出家族性聚集现象的疾病,即在一个家族中有多人患同一种疾病。
4. 遗传病的特征以及分类:特征:(1)垂直传递(2)基因突变或着染色体畸变是遗传病发生的根本原因,也是遗传病不同于其他疾病的的主要特征(3)生殖细胞或受精卵发生的遗传物质改变才能遗传,体细胞发生的遗传物质的改变不能向后代遗传(4)遗传病常有家族聚集的现象分类:(根据遗传物质改变的不同和遗传特点) (1)单基因遗传病:1) 常染色体显性遗传病2)常染色体隐性遗传病3)X连锁隐性遗传病4)X连锁显性遗传病5)Y连锁遗传病6)线粒体遗传病(2)多基因遗传病(3)染色体病(4)体细胞遗传病1. 基因(gene):基因是合成一种有功能的多肽链或者RNA分子所必需的一段完整的DNA序列。
特点:(1)基因可以复制(2)基因决定性状(3)基因可以发生突变2. 断裂基因(slpit gene):真核生物结构基因的DNA顺序包括编码顺序和非编码顺序两部分,编码顺序在DNA中的顺序是不可连续的,被非编码顺序隔开,形成镶嵌排列的断裂形式,因此成为断裂基因。
外显子(exon):编码顺序称为外显子;内含子(intron)非编码顺序称为内含子。
3.侧翼顺序(flanking sequnence):每个断裂基因中第一个外显子上游和最末一个外显子的下游都有一段不被转录的非编码区,包括启动子、增强子、终止子。
4.多基因家族(multigene family):多基因家族是真核基因组中最重要的特点之一,是指由某一共同祖先基因经过重复和变异产生的一组新基因。
5.假基因(pseudo gene):基因序列与具有编码功能的类α和类β珠蛋白的基因序列相似,但不能编码蛋白质。
6.基因突变(gene mutation):DNA分子中的核苷酸顺序发生改变,使遗传密码产生相应的改变,导致基因表达产物蛋白质的氨基酸发生变化,以致引起表现的改变。
血红蛋白分型血红蛋白分型是指根据血红蛋白分子的结构和功能特点,将血红蛋白分为不同类型。
血红蛋白是存在于红细胞中的一种蛋白质,它负责携带氧气到身体各个组织和器官中,同时将二氧化碳带回肺部排出体外。
血红蛋白分型的研究对于了解相关遗传病的发生机制、诊断和治疗具有重要意义。
1. α-地中海贫血α-地中海贫血是一种常见的血红蛋白分型,其特点是α链合成受损,导致红细胞中的α链含量减少。
这种缺陷会导致血红蛋白分子的稳定性降低,易于形成不稳定的血红蛋白。
α-地中海贫血主要发生在地中海沿岸地区,患者常常出现贫血、黄疸和脾脏肿大等症状。
2. β-地中海贫血β-地中海贫血是另一种常见的血红蛋白分型,其特点是β链合成受损,导致红细胞中的β链含量减少。
这种缺陷会导致血红蛋白分子的稳定性降低,易于形成不稳定的血红蛋白。
β-地中海贫血主要发生在地中海沿岸地区,患者也会出现贫血、黄疸和脾脏肿大等症状。
3. 长链血红蛋白病长链血红蛋白病是由于血红蛋白分子中长链的某些氨基酸发生突变而引起的一类遗传性疾病。
这种突变会导致红细胞中的血红蛋白分子结构异常,进而影响其功能。
长链血红蛋白病的临床表现各不相同,可能出现贫血、黄疸、脾脏肿大等症状,严重的病例可能导致心脏和肝脏等器官损害。
4. 短链血红蛋白病短链血红蛋白病是由于血红蛋白分子中短链的某些氨基酸发生突变而引起的一类遗传性疾病。
这种突变会导致红细胞中的血红蛋白分子结构异常,进而影响其功能。
短链血红蛋白病的临床表现也各不相同,可能出现贫血、黄疸、脾脏肿大等症状,严重的病例可能导致心脏和肝脏等器官损害。
5. 稳定血红蛋白病稳定血红蛋白病是一类由于血红蛋白分子结构异常而引起的遗传性疾病。
这种异常可能导致血红蛋白分子的稳定性下降,使得红细胞中的血红蛋白易于发生沉淀,进而引发血红蛋白沉积病。
这种疾病的临床表现多样,可能包括贫血、黄疸、肾脏损害等。
血红蛋白分型的研究对于相关遗传病的诊断和治疗具有重要意义。
遗传病:经典遗传学认为,人体生殖细胞(精子或卵子)或受精卵细胞,其遗传物质发生异常改变后所导致的疾病叫遗传病。
等位基因:位于同源染色体上,相同位点上控制相对性状的两个基因。
修饰基因:位于主要基因所在的基因环境中,对主要基因表达起调控作用。
系谱:是从先证者或索引病例开始,追溯调查其家族各个成员的亲缘关系和某种遗传病的发病(或某种性状的分布)情况等资料,用特定的系谱符号按一定的方式绘制而成的图解。
系谱分析:研究人类性状的遗传规律不能采用杂交实验的方法,只能对具有某种性状的家系成员的性状分析进行观察,通过对该性状在家系后代的分离或传递方式来进行分析。
复等位基因:位于同源染色体的相同位点上,控制相对性状的基因在人群中有多个,对每一个人而言,只能具有其中的两个。
不完全外显或外显不全:外显率<100%,患者主要是杂合子,杂合子部分发病,只要发病,病情与患病纯合子一样,是一种遗传现象。
隔代遗传:是指有些遗传病如隐性遗传病等,并不是每一代都出现患者的,可能相隔2代或3代才出现患者,这种遗传方式就称为隔代遗传。
近亲:是在3-4代以内有共同祖先的个体间的关系。
亲缘系数:两个近亲个体在某一基因座上具有相同基因的概率称为亲缘系数。
交叉遗传:指XR病患者大多数是男性,男性患者的患病基因只能来自于他的母亲,他的患病基因也只能传给他的女儿,也就是从女→男→女,这种遗传现象叫交叉遗传。
交叉遗传是XR病的遗传特点。
数量性状:受多对等位基因控制,相对性状之间变异呈连续的正态分布,受环境因素影响。
如:人的身高,各种多基因病。
质量性状:受一对等位基因控制,相对性状之间变异是不连续的,不受环境因素影响。
如:抗原的有无,各种单基因病。
微效基因:在多基因性状中,每一对控制基因的作用是微小的。
积累效应:若干对基因作用之后,可形成一个明显的表型效应,称为积累效应。
易患性:在遗传和环境两个因素的共同作用下,一个体患某种多基因病的可能性。
发病阈值:指个体的易患性达到或超过一定限度就会患病,把该限度的易患性叫发病阈值。
15岁血红蛋白标准-概述说明以及解释1.引言1.1 概述:血红蛋白是人体中的一种重要蛋白质,主要功能是将氧气输送到身体各个组织和细胞中,同时还能帮助移除二氧化碳。
血红蛋白含量的一个重要指标是血红蛋白浓度,通常用克/升(g/L)或克/分升(g/dL)来表示。
血红蛋白标准即是指血液中正常范围内的血红蛋白水平,对于评估一个人的健康状态有着重要的意义。
特别是对于青少年群体,血红蛋白标准更是至关重要,因为青少年正处于生长发育期,对氧气的需求量相较成年人更高。
因此,本文将探讨15岁人群的血红蛋白标准,并分析影响血红蛋白标准的因素,以便更好地了解和维护青少年的健康。
1.2文章结构在文章结构部分,我们将按照以下顺序展开内容:首先,我们将介绍血红蛋白标准的重要性,探讨为什么血红蛋白标准对健康至关重要。
然后,我们会深入研究15岁人群的血红蛋白标准,并讨论为什么这个年龄段的标准需要特别关注。
接下来,我们会分析影响血红蛋白标准的因素,这将帮助我们更好地了解如何维持健康的血红蛋白水平。
最后,在结论部分,我们将总结文章内容并探讨血红蛋白标准对健康的意义,同时展望未来在这一领域的发展方向。
通过这样的结构,我们将系统地探讨血红蛋白标准在15岁人群中的重要性及影响因素,为读者提供全面的信息。
1.3 目的本文旨在探讨15岁人群的血红蛋白标准,并分析影响血红蛋白标准的因素。
通过对血红蛋白标准的重要性进行深入探讨,可以更好地了解这一生理指标在青少年健康中的作用。
同时,本文还将总结血红蛋白标准对健康的意义,探讨未来在这一领域的发展前景,为相关研究和临床实践提供参考和指导。
通过对这些内容的探讨,旨在促进对15岁人群血红蛋白标准的认识,为相关领域的研究和实践提供理论支持和指导。
2.正文2.1 血红蛋白标准的重要性血红蛋白是人体内含氧量的重要指标,它负责将氧气从肺部输送到全身各个组织和器官。
因此,血红蛋白标准的重要性不言而喻。
通过了解正常血红蛋白水平,可以帮助医生诊断贫血等疾病,并及时进行治疗。
人类遗传病的分子生物学机制在人类的遗传物质DNA序列中,存在一些变异,这些变异可能会导致人患上遗传病。
通过分子生物学的方法,我们可以深入了解遗传病的发生机制,更好地预防和治疗这些疾病。
一、基因突变导致遗传病人类的DNA分为23对染色体和一条性染色体。
每个染色体上都包含了许多基因,它们是构成我们身体的蓝图。
但是,有时候这些基因出现了变异,导致人患上遗传病。
基因突变可以是点突变,也可以是插入、缺失、反转等多种形式。
例如,囊性纤维化是一种常见的遗传病,它是由于CFTR基因突变导致的。
CFTR基因编码一种通道蛋白,这种蛋白控制着胰腺、肺部和肠道等器官中氯离子的通道开关。
当CFTR基因突变时,这种通道蛋白的功能将受到影响,导致可引起胰腺囊性纤维化、肺部感染和肠疾病等症状。
二、遗传病的分子机制许多遗传病的分子机制比较复杂,但总的来说,它们主要可以分类为以下三类:1. 蛋白质结构异常一些遗传病是由于蛋白质结构异常导致的。
例如,血红蛋白病就是由于血红蛋白分子结构发生变化而导致的。
正常情况下,血红蛋白分子的四个亚基互相组合,形成一个大分子。
但某些突变会导致其中一个亚基的结构发生变化,因此血红蛋白分子整体结构也会发生变化,导致红细胞变形、贫血等症状。
2. 蛋白质功能异常一些遗传病是由于蛋白质功能异常导致的。
例如,囊性纤维化就是由于CFTR 基因突变导致该基因编码的蛋白质失去正常的离子通道功能。
同样,若编码产生胰岛素的基因中发生突变,则可能会导致糖尿病等疾病。
3. 基因调控异常在一些疾病中,某些基因的表达发生了异常。
例如,脊髓性肌肉萎缩症是一种常见的遗传性疾病,它是由于SMN1基因缺失或突变导致的。
SMN1基因编码的蛋白质对神经元的存活和发育至关重要。
当SMN1基因表达异常时,就会导致神经元萎缩和运动神经元损害,引起肌肉萎缩和运动功能障碍。
三、遗传病的治疗许多遗传病目前还没有完全的治愈方法。
但是,随着现代医学和生命科学的发展,科学家们发现了不同的治疗方法,可以缓解症状或延缓疾病进展。
目录目录 (1)第5章血液系统遗传病的分子生物学 (2)第一节血红蛋白病 (2)一、镰形细胞贫血 (3)二、地中海贫血 (6)第二节凝血异常疾病 (13)一、血友病A (13)二、血友病B (16)第三节遗传性球形红细胞增多症 (19)第四节丙酮酸激酶缺乏症 (22)第五节遗传性卟啉症 (24)一、先天性红细胞生成性卟啉症 (24)二、红细胞生成的原卟啉症 (25)三、急性问歇性卟啉症 (26)四、迟发型皮肤性卟啉病 (27)第六节母婴血型不合疾病 (28)第七节阵发性睡眠性血红蛋白尿 (30)第5章血液系统遗传病的分子生物学与血液系统有关的遗传病较多,有关基因也越来越明白。
本章重点介绍几种发病分子机制比较清楚的且与产前诊断和防治关系密切的常见血液系统遗传病。
第一节血红蛋白病血红蛋白病(hemoglobinopathy)是指由于血红蛋白分子合成异常而引起的疾病。
异常血红蛋白分子的形成涉及基因突变的多种类型,如碱基置换、终止密码子突变、移码突变和整码突变等。
异常血红蛋白病的典型代表为镰状细胞贫血和地中海贫血。
一、血红蛋白的组成、结构和遗传控制(一)血红蛋白的结构和发育变化人体血红蛋白(hemoglobin,Hb)分子就是4个血红蛋白单体聚合成的四聚体。
在四聚体中含有两对肽链,一对是α链或类α链(δ链),由141个氨基酸组成;另一对是β链或类β链(εγ和δ链),由146个氨基酸组成。
人正常血红蛋白分子全部是由两对不同的肽链聚合而成的四聚体,组合成6种不同的血红蛋白,在个体发育的不同阶段先后交替出现。
在胚胎发育早期合成的是胚胎血红蛋白Hb Gowerl(δ2ε2)、Hb Gower2(α2ε2)和Hb Portland(δ2γ2)。
胎儿期(从8周至出生为止)主要是HbF(α2γ2).其中γ链有2种亚型,即Gγ和Aγ。
成人有3种血红蛋白:HbA(α2β2),占95%以上;HbA2(α2δ2),占2%~3.5%;HbF(α2γ2),少于1.5%。