هموگلوبین چیست؟
هموگلوبین (hemoglobin) که با نام اختصاری Hb نیز شناخته میشود، یک پروتئین فلزی متالوپروتئین است که اکسیژن را در سلولهای قرمز خون حمل میکند و به همین دلیل، در پستانداران و بسیاری از مهرهداران دیگر یافت میشود. علاوه بر این، بیمهرگان نیز از هموگلوبین برای انتقال اکسیژن بهره میبرند. به عنوان مثال، کرمهای آنلیدی hemoglobin را در خون خود حل میکنند تا اکسیژن را حمل کنند.
حتی برخی از حشرات، به ویژه در مراحل آبی زندگی لاروی، از هموگلوبین به عنوان حامل اکسیژن بهره میبرند. به طور جالب توجه، فقط تعداد کمی از مهرهداران، از جمله لارو مارماهی و برخی از گونههای یخ ماهیان قطب جنوب، فاقد هموگلوبین هستند. هموگلوبین کارآمدترین حامل اکسیژن تاکنون شناخته شده است و نقش مهمی در فرآیندهای حیاتی بدن ایفا میکند.
این متالوپروتئین در پستانداران و بسیاری از گونههای مهرهدار دیگر، در عملکرد حمل و انتقال اکسیژن به بافتهای مختلف بدن نقش حیاتی دارد. هموگلوبین به عنوان یک حامل اکسیژن بسیار مؤثر عمل میکند و با ترکیب شدن با اکسیژن در ششها، آن را به سلولهای بدن منتقل میکند. از طرف دیگر، هموگلوبین میتواند دیاکسیدکربن را از سلولها دریافت کرده و آن را به ریهها بازگرداند تا از بدن دفع شود.
همچنین، در بسیاری از بیمهرگان آبزی، هموگلوبین به عنوان یک پروتئین حمل و نقل اکسیژن عمل میکند. به عنوان مثال، برخی از حشرات که در مراحل آبی زندگی لاروی خود قرار دارند، از هموگلوبین برای انتقال اکسیژن از محیط آب بهره میبرند.
ساخت و تجزیه هموگلوبین
گلبولهای قرمز یا اریتروسیتها از مهمترین سلولهای خون به شمار میروند. در هر میلی لیتر از خون، حدود ۵ میلیون گلبول قرمز وجود دارد. عمر متوسط هر گلبول قرمز تقریباً ۱۲۰ روز است. در بزرگسالان، این گلبولهای قرمز در مغز استخوان قرمز تولید میشوند، در حالی که در جنین و نوزادان، ساخت این سلولها در کیسه زرد، کبد و طحال صورت میگیرد.
در طول بلوغ گلبولهای قرمز، این سلولها هسته و میتوکندری خود را از دست میدهند تا فقط وظیفه انتقال اکسیژن و دیاکسید کربن را بر عهده بگیرند. به طور کلی، هر سلول قرمز خون حاوی حدود ۳۰۰ میلیون مولکول hemoglobin است.
سنتز هموگلوبین شامل تولید هِم است که مسئول اتصال برگشتپذیر اکسیژن میباشد. هِم در میتوکندری و سیتوزول گلبولهای قرمز خون ساخته میشود، فرآیندی که در زمانی رخ میدهد که سلولهای قرمز هنوز هسته خود را از دست ندادهاند. نقص یا کمبود آهن میتواند مانع از سنتز هِم شود و در نتیجه منجر به کم خونی میشود. کمبود آهن یکی از شایعترین دلایل کم خونی است. همچنین، مهار سنتز هِم ممکن است به دلیل مصرف برخی داروها یا تماس با سموم مختلف رخ دهد و موجب ایجاد کم خونی شود.
هنگامی که عمر سلولهای قرمز خون به پایان میرسد یا این سلولها به دلایلی میمیرند، hemoglobin از این گلبولها جدا میشود و آهن موجود در آن بازیافت میشود.
هنگام تخریب حلقه پورفیرین، قطعات آن به طور معمول توسط کبد جمعآوری و به صفرا ترشح میشوند. محصول نهایی و اصلی تخریب هِم، بیلی روبین (Bilirubin) است که به عنوان ماده دفعی زرد رنگ شناخته میشود. این ماده عمدتاً برای دفع زبالههای سلولی و ترشح در صفرا استفاده میشود و در سیستم گوارشی نیز نقش مهمی دارد.
این فرآیند بازیافت و تخریب هموگلوبین و همو در بدن، نقش بسیار حیاتی در حفظ تعادل آهن و مواد زائد دارد و تأثیر مستقیمی بر سلامت کلی خون و عملکرد طبیعی سیستم گوارشی میگذارد.
نقش هموگلوبین در بیماریها و تشخیص
کاهش سطح hemoglobin، بهویژه در صورت کاهش میزان گلبولهای قرمز خون یا بدون کاهش آنها، منجر به بروز علائم کمخونی در فرد میشود. کمخونی میتواند دلایل مختلفی داشته باشد، اما یکی از مهمترین علل آن کمبود آهن است. در چنین شرایطی سنتز هِم کاهش مییابد و گلبولهای قرمز معمولاً به دو شکل هیپوکروم (فاقد رنگدانه قرمز هموگلوبین) و میکروسیتیک (کوچکتر از حد طبیعی) دیده میشوند.
انواع دیگر کمخونیها نیز وجود دارند که کمتر اتفاق میافتند. به عنوان مثال، در همولیز (تسریع در تجزیه گلبولهای قرمز)، یرقان با وجود متابولیت هموگلوبین یعنی بیلی روبین ایجاد میشود و این بیلی روبین میتواند باعث نارسایی کلیوی نیز گردد. جهش در زنجیرههای گلوبین و ایجاد اختلالاتی در ساختار هموگلوبین، با پدیدههایی مانند هموگلوبینوپاتیها (Haemoglobinopathies) ارتباط دارد.
هموگلوبینوپاتیها به ویژه شامل بیماریهایی مانند کمخونی داسیشکل و تالاسمی هستند. کمخونی داسیشکل یک بیماری مغلوب ژنتیکی است که در آن یک اسید آمینه در زنجیره پروتئینی hemoglobin به اشتباه جایگزین شده و والین به جای گلوتامیک اسید قرار میگیرد. در نتیجه، در زمان کمبود اکسیژن، گلبولهای قرمز به شکل داسی تغییر شکل یافته و به یکدیگر میچسبند، ایجاد انسدادهای عروقی میکنند و مشکلات حاد بسیاری را برای فرد مبتلا به وجود میآورند. عمر افراد مبتلا به کمخونی داسیشکل در مقایسه با افراد عادی کوتاهتر است.
از طرف دیگر، اختلالات ژنتیکی دیگری به نام پورفیریا (Porphyrias) نیز وجود دارند که به علت خطاهایی در مسیرهای متابولیکی سنتز هِم مشخص میشوند. یکی از نمونههای تاریخی مشهور این بیماری، جورج سوم پادشاه انگلستان است. در این اختلالات، تولید و دفع بیش از حد پورفیرین رخ میدهد.
همچنین، در برخی موارد، هموگلوبین A به آهستگی با گلوکز در یک نقطه مشخص از مولکول ترکیب میشود و به این ترتیب هموگلوبین گلیکوزیله شدهای به نام HbA1c تشکیل میشود. افزایش سطح گلوکز در خون منجر به افزایش تشکیل HbA1c میشود. از آنجا که فرایند ترکیب گلوکز با hemoglobin آهسته است، درصد HbA1c میزان متوسط گلوکز خون را در طول یک دوره تقریباً ۳ ماهه نشان میدهد. در بیماران دیابتی که سطح گلوکز خون معمولاً بالا است، درصد HbA1c نیز بهطور قابل توجهی افزایش مییابد و به این ترتیب یک شاخص مهم برای مدیریت دیابت محسوب میشود.
این مفاهیم در تشخیص و مدیریت بیماریهایی که به نحوی به هموگلوبین مربوط هستند، اهمیت ویژهای دارند و ابزارهای کلیدی در نظارت بر سلامت فرد و درمانهای مناسب به شمار میآیند.
تعیین میزان هموگلوبین با آزمایش
تعیین میزان هموگلوبین (Hb) یکی از بخشهای اساسی در آزمایشهای خون روتین است و معمولاً در قالب یک آزمایش CBC یا شمارش کامل سلولهای خونی مورد بررسی قرار میگیرد. نتایج این آزمایشها ممکن است به صورت گرم بر لیتر، گرم بر دسی لیتر یا میلیمول بر لیتر گزارش شوند، بهعنوان مثال، ۱ گرم بر دسی لیتر هموگلوبین برابر با ۰٫۶۲ میلیمول در لیتر است. استفاده از hemoglobin به عنوان یک نشانگر در آزمایشهای بررسی گلوکز خون نیز رایج است.
یکی از چالشهای ارزیابی میزان گلوکز خون از طریق نمونهبرداریهای مکرر، تغییرات سریع و متغیر سطح گلوکز در طول روز است. در این شرایط، یک یا چند نمونه خون ممکن است به طور دقیق نمایانگر میزان واقعی گلوکز خون بیمار نباشد. به همین دلیل، استفاده از hemoglobin گلیکوزیله شده (HbA1c) به عنوان یک شاخص بلندمدت برای بررسی سطح متوسط گلوکز خون طی یک دوره زمانی پیشنهاد میشود.
میزان HbA1c که به صورت درصد بیان میشود، نشاندهنده میانگین غلظت گلوکز خون در طول حدود سه ماه گذشته است. اگر میزان HbA1c شش درصد یا کمتر باشد، این نشاندهنده این است که گلوکز خون فرد به مدت طولانی تحت کنترل بوده و دیابت به خوبی مدیریت شده است. در مقابل، زمانی که میزان HbA1c از ۷ درصد یا بالاتر باشد، این امر بیانگر دیابت کنترل نشده است.
استفاده از این شاخص گلیکوزیله شده A1C به ویژه برای ارزیابی وضعیت بیماران مبتلا به دیابت از اهمیت ویژهای برخوردار است. چرا که میتواند به پزشکان کمک کند تا عملکرد و کنترل طولانی مدت سطح گلوکز خون در افراد مبتلا به دیابت را بهتر نظارت و ارزیابی کنند.
بنابراین، تعیین میزان HbA1c نه تنها به تشخیص دیابت کمک میکند، بلکه میتواند در تنظیم استراتژیهای درمانی نیز نقش مؤثری ایفا کند و بهبود کیفیت زندگی بیماران دیابتی را تسهیل کند. این شاخص به عنوان یک ابزار ارزشمند در مدیریت و نظارت بر درمان دیابت، از اهمیت بالایی برخوردار است.
اندازهگیری هموگلوبین
همانطور که در بالا اشاره شد، هموگلوبین بهطور معمول به عنوان بخشی از آزمایش شمارش کامل سلولهای خونی در آزمایشهای خون روتین مورد بررسی قرار میگیرد. روشهای متعددی برای اندازهگیری hemoglobin وجود دارد که اغلب بهصورت خودکار با استفاده از دستگاههای پیشرفته در آزمایشهای خونی امروزی انجام میشود.
درون این دستگاهها، گلبولهای قرمز خون ابتدا شکسته میشوند تا هموگلوبین از داخل آنها خارج شود و در محلول قرار بگیرد. سپس هموگلوبینهای آزاد در معرض یک محلول شیمیایی با سیانید قرار میگیرند که به مولکولهای hemoglobin با اتصال محکم میپیوندد و سیانو متهموگلوبین (Cyanmethemoglobin) را تشکیل میدهد. پس از این مرحله، با تابش نور به محلول و اندازهگیری میزان جذب نور (بهویژه در طول موج ۵۴۰ نانومتر)، میزان هموگلوبین خون تعیین میشود.
چرا هموگلوبین خون باید اندازهگیری شود؟
اندازهگیری هموگلوبین به عنوان یکی از شاخصهای مهم در آزمایشهای خونی دارای اهمیت است. برخی از شرایط و مواردی که ممکن است نیاز به شمارش hemoglobin داشته باشند، عبارتاند از:
1. بررسی سابقه خانوادگی بیماریهای خونی: اگر سابقهای از بیماریهایی مانند کمخونی داسیشکل یا سایر اختلالات خونی در خانواده وجود داشته باشد، ارزیابی هموگلوبین ضروری است.
2. وجود عفونت در بدن: بررسی هموگلوبین میتواند به تشخیص وضعیت کلی سلامت و تعیین وجود عفونت در بدن کمک کند.
3. کمبود آهن در رژیم غذایی: سطح hemoglobin میتواند نشاندهنده میزان آهن موجود در بدن باشد و کمبود آهن ممکن است منجر به کاهش هموگلوبین شود.
4. از دست دادن خون: جراحت شدید یا عمل جراحی میتواند باعث از دست دادن خون شود که ممکن است سطح هموگلوبین را تحت تأثیر قرار دهد.
5. زمان بارداری: سطح هموگلوبین در دوران بارداری ممکن است کاهش یابد و ارزیابی آن ضروری است.
6. وجود بیماری که بر هموگلوبین تأثیر میگذارد: برخی بیماریها میتوانند بر تولید یا عملکرد hemoglobin تأثیر بگذارند و نیاز به ارزیابی دقیق داشته باشند.
در اکثر موارد، برای انجام این آزمایش نیازی به شرایط ناشتایی نیست. ارزیابی hemoglobin به پزشکان کمک میکند تا وضعیت کلی سلامت فرد را تشخیص داده و در صورت نیاز درمانهای مناسب را ارائه دهند.
گفتار پایانی
هموگلوبین یک پروتئین حیاتی در خون است که نقش اصلی آن حمل و انتقال اکسیژن از ریهها به بافتها و عضلات و بازگرداندن دیاکسید کربن از بافتها و عضلات به ریهها برای دفع است. این پروتئین حاوی آهن است که به آن توانایی جذب و انتقال اکسیژن را میدهد. hemoglobin در فرآیندهای مختلف بدن از جمله تنظیم pH خون نیز نقش دارد و کاهش سطح آن میتواند باعث کمخونی و ایجاد علائمی مانند ضعف، خستگی و کاهش عملکرد بدنی شود. اندازهگیری هموگلوبین در آزمایشهای خون روتین، ابزاری مهم برای تشخیص و نظارت بر وضعیت سلامت عمومی و مدیریت بیماریهای مرتبط با خون و اکسیژن رسانی است.
