الهيموجلوبين

📅 آخر تحديث: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 9 صور
الموسوعة الحرة

الهيموجلوبين (أو الهيموجلوبين ، أو [ أ ] Hb أو Hgb ) هو بروتين يحتوي على الحديد ، يُسهّل نقل الأكسجين في خلايا الدم الحمراء . تحتوي جميع الفقاريات تقريبًا على الهيموجلوبين، [ 3 ] باستثناء أسماك عائلة Channichthyidae . [ 4 ] ينقل الهيموجلوبين في الدم الأكسجين من أعضاء التنفس ( الرئتين أو الخياشيم ) إلى أنسجة الجسم الأخرى، حيث يُطلق الأكسجين لتمكين التنفس الهوائي الذي يُغذي عملية الأيض في الحيوان . يحتوي دم الإنسان السليم على ما بين 12 و  20  غرامًا من الهيموجلوبين في كل 100  مل من الدم. يُصنّف الهيموجلوبين ضمن البروتينات المعدنية ، والبروتينات الملونة ، والغلوبولينات .

في الثدييات ، يشكل الهيموجلوبين حوالي 96% من الوزن الجاف لخلايا الدم الحمراء (باستثناء الماء)، ونحو 35% من الوزن الكلي (بما في ذلك الماء). [ 5 ] يتمتع الهيموجلوبين بقدرة على الارتباط بالأكسجين تبلغ 1.34  مل من الأكسجين لكل غرام، [ 6 ] مما يزيد من سعة الأكسجين الكلية في الدم سبعين ضعفًا مقارنةً بالأكسجين المذاب في بلازما الدم وحدها. [ 7 ] يمكن لجزيء الهيموجلوبين في الثدييات أن يرتبط وينقل ما يصل إلى أربع جزيئات من الأكسجين. [ 8 ]

ينقل الهيموجلوبين أيضًا غازات أخرى. فهو يحمل جزءًا من ثاني أكسيد الكربون التنفسي في الجسم (حوالي 20-25% من الإجمالي) [ 9 ] على شكل كاربامينوهيموجلوبين ، حيث يرتبط ثاني أكسيد الكربون ببروتين الهيم . كما يحمل الجزيء جزيء أكسيد النيتريك التنظيمي المهم المرتبط بمجموعة ثيول في بروتين الجلوبين، ويطلقه في الوقت نفسه مع الأكسجين. [ 10 ]

يوجد الهيموجلوبين أيضًا في خلايا أخرى، بما في ذلك الخلايا العصبية الدوبامينية A9 في المادة السوداء ، والبلعميات ، والخلايا السنخية ، والرئتين، وظهارة الصباغ الشبكي، والخلايا الكبدية، والخلايا المسراقية في الكلى، وخلايا بطانة الرحم، وخلايا عنق الرحم، وخلايا ظهارة المهبل. [ 11 ] في هذه الأنسجة، يمتص الهيموجلوبين الأكسجين الزائد كمضاد للأكسدة ، وينظم استقلاب الحديد . [ 12 ] يمكن أن يرتبط الجلوكوز الزائد في الدم بالهيموجلوبين ويرفع مستوى الهيموجلوبين السكري A1c. [ 13 ]

يوجد الهيموجلوبين وجزيئات شبيهة بالهيموجلوبين في العديد من اللافقاريات والفطريات والنباتات. [ 14 ] في هذه الكائنات، قد يحمل الهيموجلوبين الأكسجين، أو قد ينقل وينظم جزيئات وأيونات صغيرة أخرى مثل ثاني أكسيد الكربون وأكسيد النيتريك وكبريتيد الهيدروجين والكبريتيد. ويعمل نوعٌ يُسمى الليغيموجلوبين على امتصاص الأكسجين من الأنظمة اللاهوائية ، مثل عُقيدات تثبيت النيتروجين في البقوليات ، مما يمنع التسمم بالأكسجين.

إن حالة الهيموجلوبينية الطبية ، وهي شكل من أشكال فقر الدم ، تحدث بسبب انحلال الدم داخل الأوعية الدموية ، حيث يتسرب الهيموجلوبين من خلايا الدم الحمراء إلى بلازما الدم .

تاريخ البحث

فاز ماكس بيروتز بجائزة نوبل في الكيمياء لعمله في تحديد التركيب الجزيئي للهيموجلوبين والميوجلوبين [ 15 ] .

على الرغم من أن الدم كان معروفًا بقدرته على نقل الأكسجين منذ عام 1794 على الأقل، [ 16 ] [ 17 ] فقد وصف هونيفيلد خاصية الهيموجلوبين في نقل الأكسجين عام 1840. [ 18 ] وفي عام 1851، نشر عالم وظائف الأعضاء الألماني أوتو فونكه سلسلة من المقالات وصف فيها كيفية تنمية بلورات الهيموجلوبين عن طريق التخفيف المتتالي لخلايا الدم الحمراء بمذيب مثل الماء النقي أو الكحول أو الإيثر، متبوعًا بالتبخر البطيء للمذيب من محلول البروتين الناتج. [ 19 ] [ 20 ] وبعد بضع سنوات، وصف فيليكس هوب-سيلر عملية أكسجة الهيموجلوبين العكسية . [ 21 ]

في عام 1825، اكتشف يوهان فريدريش إنجلهارت أن نسبة الحديد إلى البروتين متطابقة في هيموجلوبين العديد من الأنواع. [ 22 ] [ 23 ] انطلاقًا من الكتلة الذرية المعروفة للحديد، حسب الكتلة الجزيئية للهيموجلوبين بضرب n في 16000 (حيث n = عدد ذرات الحديد في جزيء الهيموجلوبين، والمعروف الآن أنه 4)، وهو أول تحديد للكتلة الجزيئية للبروتين. أثار هذا "الاستنتاج المتسرع" سخرية زملائه الذين لم يصدقوا أن أي جزيء يمكن أن يكون بهذا الحجم. مع ذلك، أكد جيلبرت سميثسون أدير نتائج إنجلهارت في عام 1925 بقياس الضغط الأسموزي لمحاليل الهيموجلوبين. [ 24 ]

مع تطور تقنية علم البلورات بالأشعة السينية ، أصبح من الممكن تحديد بنية البروتينات. [ 25 ] في عام 1959، حدد ماكس بيروتز البنية الجزيئية للهيموجلوبين. [ 26 ] [ 27 ] وقد تقاسم جائزة نوبل في الكيمياء عام 1962 مع جون كيندرو ، الذي قام بتحديد تسلسل بروتين الميوغلوبين الكروي، تقديرًا لهذا العمل . [ 25 ] [ 28 ]

تم توضيح دور الهيموجلوبين في الدم من قبل عالم وظائف الأعضاء الفرنسي كلود برنارد .

يُشتق اسم الهيموجلوبين من كلمتي " هيم " و " جلوبين" ، مما يعكس حقيقة أن كل وحدة فرعية من الهيموجلوبين عبارة عن بروتين كروي يحتوي على مجموعة هيم. تحتوي كل مجموعة هيم على ذرة حديد واحدة، قادرة على الارتباط بجزيء أكسجين واحد من خلال قوى ثنائية القطب المستحثة بالأيونات. يحتوي النوع الأكثر شيوعًا من الهيموجلوبين في الثدييات على أربع وحدات فرعية من هذا النوع. [ 29 ]

علم الوراثة

يتكون الهيموجلوبين من وحدات بروتينية فرعية ( جزيئات الغلوبين )، وهي عبارة عن عديدات ببتيد ، سلاسل طويلة مطوية من أحماض أمينية محددة تحدد الخصائص الكيميائية للبروتين ووظيفته. يُترجم تسلسل الأحماض الأمينية لأي عديد ببتيد من جزء من الحمض النووي، وهو الجين المقابل .

يوجد أكثر من جين واحد للهيموجلوبين. في البشر، يُشفّر الهيموجلوبين A (الشكل الرئيسي للهيموجلوبين لدى البالغين) بواسطة الجينات HBA1 و HBA2 و HBB . [ 30 ] تُشفّر الوحدتان الفرعيتان ألفا 1 وألفا 2 على التوالي بواسطة الجينين HBA1 و HBA2 المتجاورين على الكروموسوم 16، بينما تُشفّر الوحدة الفرعية بيتا بواسطة الجين HBB على الكروموسوم 11. تختلف تسلسلات الأحماض الأمينية للوحدات الفرعية للغلوبين عادةً بين الأنواع، ويزداد هذا الاختلاف مع ازدياد التباعد التطوري. على سبيل المثال، تتطابق تسلسلات الهيموجلوبين الأكثر شيوعًا في البشر والبونوبو والشمبانزي تمامًا، حيث تحتوي على نفس سلاسل بروتين الغلوبين ألفا وبيتا. [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] يختلف هيموجلوبين الإنسان والغوريلا في حمض أميني واحد في كل من سلسلتي ألفا وبيتا، وتزداد هذه الاختلافات بين الأنواع الأقل قرابة.

قد تؤدي الطفرات في جينات الهيموجلوبين إلى ظهور أنواع مختلفة من الهيموجلوبين ضمن النوع الواحد، على الرغم من أن تسلسلًا واحدًا عادةً ما يكون "الأكثر شيوعًا" في كل نوع. [ 34 ] [ 35 ] لا تُسبب العديد من هذه الطفرات أي مرض، لكن بعضها يُسبب مجموعة من الأمراض الوراثية تُسمى اعتلالات الهيموجلوبين . يُعد مرض فقر الدم المنجلي أشهر اعتلالات الهيموجلوبين ، وكان أول مرض بشري تم فهم آليته على المستوى الجزيئي. وهناك مجموعة أخرى من الأمراض تُسمى الثلاسيميا، وهي في الغالب منفصلة ، ​​وتتضمن نقصًا في إنتاج الهيموجلوبين الطبيعي، وأحيانًا غير الطبيعي، نتيجةً لمشاكل وطفرات في تنظيم جينات الجلوبين . تُسبب جميع هذه الأمراض فقر الدم . [ 36 ]

تطور

محاذاة بروتينات الهيموجلوبين البشري، الوحدات الفرعية ألفا وبيتا ودلتا على التوالي. تم إنشاء المحاذاة باستخدام أداة المحاذاة الخاصة بـ UniProt والمتاحة عبر الإنترنت.

تتمتع بروتينات الغلوبين، وبالتالي جيناتها، بأصل تطوري قديم. حتى النباتات تمتلك نوعًا من الغلوبين يُسمى الليغيموغلوبين، والذي يشترك مع الهيموغلوبين في حوالي 15% من تسلسله. ورغم أن هذا التشابه قد يكون عشوائيًا، إلا أن البنية ثلاثية الأبعاد لكلا البروتينين متشابهة لدرجة تجعل من الشائع افتراض أن لهما أصلًا مشتركًا. ويتأكد هذا من خلال الحفاظ على مواقع الإنترونات في كلا النوعين من الجينات. [ 37 ]

قد تكون الاختلافات في تسلسل الهيموجلوبين، كما هو الحال مع البروتينات الأخرى، تكيفية. على سبيل المثال، وُجد أن الهيموجلوبين يتكيف بطرق مختلفة مع الهواء الرقيق في المرتفعات العالية، حيث يقلل انخفاض الضغط الجزئي للأكسجين من ارتباطه بالهيموجلوبين مقارنةً بالضغوط الأعلى عند مستوى سطح البحر.

كشفت دراسات حديثة أجريت على فئران الغزلان عن طفرات في أربعة جينات تُفسر الاختلافات بين مجموعات الفئران التي تعيش في المرتفعات والمنخفضات. ووجد أن جينات السلالتين "متطابقة تقريبًا - باستثناء تلك التي تتحكم في قدرة الهيموجلوبين على حمل الأكسجين... وهذا الاختلاف الجيني يُمكّن فئران المرتفعات من استخدام الأكسجين بكفاءة أكبر." [ 38 ]

تطور الهيموجلوبين في الفقاريات

يتفق العلماء على أن الحدث الذي فصل الميوغلوبين عن الهيموغلوبين وقع بعد انفصال الجلكيات عن الفقاريات الفكية . [ 39 ] وقد أتاح هذا الفصل بين الميوغلوبين والهيموغلوبين ظهور وتطور وظائف الجزيئين المختلفة: فالميوغلوبين مسؤول بشكل أساسي عن تخزين الأكسجين، بينما يُعنى الهيموغلوبين بنقله. [ 40 ] تشفر جينات الغلوبين الشبيهة بـ α و β الوحدات الفرعية الفردية للبروتين. [ 30 ] وقد نشأت أسلاف هذه الجينات من خلال حدث تضاعف آخر، وذلك أيضًا بعد السلف المشترك للفكيات المشتقة من الأسماك عديمة الفك،  منذ حوالي 450-500 مليون سنة. [ 39 ] وتشير دراسات إعادة بناء السلف إلى أن السلف قبل التضاعف لجينات α و β كان ثنائيًا مكونًا من وحدات فرعية متطابقة من الغلوبين، والتي تطورت بعد ذلك لتتجمع في بنية رباعية بعد التضاعف. [ 41 ] أدى تطور جيني ألفا وبيتا إلى إمكانية تكوين الهيموجلوبين من وحدات فرعية متعددة ومتميزة، وهو تركيب فيزيائي أساسي لقدرة الهيموجلوبين على نقل الأكسجين. ويساهم وجود وحدات فرعية متعددة في قدرة الهيموجلوبين على الارتباط بالأكسجين بشكل تعاوني، بالإضافة إلى تنظيمه بشكل غير مباشر. [ 40 ] [ 41 ] لاحقًا، خضع جين ألفا أيضًا لحدث تضاعف لتكوين جيني HBA1 و HBA2 . [ 42 ] وقد أدت عمليات التضاعف والاختلاف الإضافية هذه إلى ظهور مجموعة متنوعة من جينات الغلوبين الشبيهة بألفا وبيتا، والتي يتم تنظيمها بحيث تظهر أشكال معينة في مراحل مختلفة من التطور. [ 40 ]

سمكة

فقدت معظم أسماك الجليد من عائلة Channichthyidae جينات الهيموجلوبين كتكيف مع المياه الباردة. [ 4 ]

الطيور

تُعزز الرئتان الفريدتان للطيور، واللتان تتميزان بدوران دموي فعال، الاستخدام الأمثل للأكسجين عند انخفاض الضغط الجزئي له . هذان التكيفان يُعززان بعضهما البعض، ويُفسران الأداء المذهل للطيور في المرتفعات العالية. [ 43 ] وقد وُجد هذا الأمر تحديدًا لدى الطيور الطنانة التي تسكن جبال الأنديز. فالطيور الطنانة تستهلك الكثير من الطاقة، وبالتالي لديها احتياجات عالية من الأكسجين، ومع ذلك فقد وُجد أن طيور الأنديز الطنانة تزدهر في المرتفعات العالية. وقد تسببت الطفرات غير المترادفة في جين الهيموجلوبين لدى أنواع متعددة تعيش في المرتفعات العالية ( Oreotrochilus، وA. castelnaudii، وC. violifer، وP. gigas، و A. viridicuada ) في انخفاض ألفة البروتين لسداسي فوسفات الإينوزيتول (IHP)، وهو جزيء موجود في الطيور وله دور مشابه لدور 2,3-BPG في البشر؛ مما يُتيح لها القدرة على الارتباط بالأكسجين عند انخفاض الضغط الجزئي. [ 44 ]

الثدييات

احتوى هيموجلوبين الماموث على طفرات سمحت بتوصيل الأكسجين في درجات حرارة منخفضة، مما مكن الماموث من الهجرة إلى خطوط عرض أعلى خلال العصر البليستوسيني . [ 45 ]

يمتد تكيف الهيموجلوبين إلى البشر أيضًا. إذ يُلاحظ ارتفاع معدل بقاء النسل لدى النساء التبتيات ذوات النمط الجيني عالي التشبع بالأكسجين، واللاتي يعشن على ارتفاع 4000 متر. [ 46 ] ويبدو أن الانتقاء الطبيعي هو القوة الرئيسية المؤثرة على هذا الجين، لأن معدل وفيات النسل أقل بكثير لدى النساء ذوات الألفة العالية للهيموجلوبين بالأكسجين مقارنةً بمعدل وفيات النسل لدى النساء ذوات الألفة المنخفضة. ورغم أن النمط الجيني والآلية الدقيقة لحدوث ذلك لم تتضح بعد، إلا أن الانتقاء يؤثر على قدرة هؤلاء النساء على ربط الأكسجين في ضغوط جزئية منخفضة، مما يسمح لهن عمومًا بالحفاظ على العمليات الأيضية الحيوية بشكل أفضل.

توليف

يُصنّع الهيموجلوبين (Hb) عبر سلسلة معقدة من الخطوات. يُصنّع جزء الهيم في سلسلة من الخطوات داخل الميتوكوندريا والسيتوبلازم في خلايا الدم الحمراء غير الناضجة، بينما تُصنّع أجزاء بروتين الغلوبين بواسطة الريبوسومات في السيتوبلازم. [ 47 ] يستمر إنتاج الهيموجلوبين في الخلية طوال مراحل نموها المبكرة، بدءًا من خلية ما قبل الأرومة الحمراء وصولًا إلى الخلية الشبكية في نخاع العظم. عند هذه المرحلة، تختفي النواة في خلايا الدم الحمراء لدى الثدييات ، ولكن ليس لدى الطيور والعديد من الأنواع الأخرى. حتى بعد فقدان النواة لدى الثدييات، يسمح الحمض النووي الريبوزي الريبوسومي المتبقي باستمرار تصنيع الهيموجلوبين إلى أن تفقد الخلية الشبكية حمضها النووي الريبوزي بعد دخولها الأوعية الدموية بفترة وجيزة (في الواقع، يُعطي هذا الحمض النووي الريبوزي المُصنّع للهيموجلوبين الخلية الشبكية مظهرها الشبكي واسمها). [ 48 ]

بنية الهيم

مجموعة الهيم ب

يتميز الهيموجلوبين ببنية رباعية مميزة للعديد من البروتينات الكروية متعددة الوحدات الفرعية. [ 49 ] تشكل معظم الأحماض الأمينية في الهيموجلوبين حلزونات ألفا ، وترتبط هذه الحلزونات ببعضها بواسطة أجزاء قصيرة غير حلزونية. تعمل الروابط الهيدروجينية على تثبيت الأجزاء الحلزونية داخل هذا البروتين، مما يُحدث تجاذبات داخل الجزيء، والتي بدورها تُؤدي إلى طي كل سلسلة ببتيدية إلى شكل محدد. [ 50 ] تنشأ البنية الرباعية للهيموجلوبين من وحداته الفرعية الأربع المرتبة بشكل رباعي الأوجه تقريبًا. [ 49 ]

في معظم الفقاريات، يتكون جزيء الهيموجلوبين من أربع وحدات بروتينية كروية . تتألف كل وحدة فرعية من سلسلة بروتينية مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بمجموعة هيم اصطناعية غير بروتينية . تترتب كل سلسلة بروتينية في مجموعة من القطع البنائية الحلزونية ألفا المتصلة معًا في ترتيب طي الجلوبين . سُمي بهذا الاسم لأن هذا الترتيب هو نفس نمط الطي المستخدم في بروتينات الهيم/الجلوبين الأخرى مثل الميوجلوبين . [ 51 ] [ 52 ] يحتوي نمط الطي هذا على جيب يرتبط بقوة بمجموعة الهيم.

تتكون مجموعة الهيم من أيون حديد (Fe) مرتبط بحلقة غير متجانسة تُعرف باسم البورفيرين . تتألف حلقة البورفيرين هذه من أربع جزيئات بيرول مرتبطة معًا بروابط حلقية (عبر جسور الميثين ) مع وجود أيون الحديد في المركز. [ 53 ] يرتبط أيون الحديد، وهو موقع ارتباط الأكسجين، بذرات النيتروجين الأربع في مركز الحلقة، والتي تقع جميعها في مستوى واحد. يرتبط الهيم بقوة (رابطة تساهمية) بالبروتين الكروي عبر ذرات النيتروجين في حلقة الإيميدازول لبقايا الهيستيدين F8 (المعروفة أيضًا باسم الهيستيدين القريب) أسفل حلقة البورفيرين. يمكن لموقع سادس أن يرتبط بالأكسجين بشكل عكسي برابطة تساهمية تناسقية ، [ 54 ] مُكملاً بذلك المجموعة ثمانية السطوح المكونة من ستة روابط. هذا الارتباط العكسي مع الأكسجين هو ما يجعل الهيموجلوبين مفيدًا جدًا في نقل الأكسجين في جميع أنحاء الجسم. [ 55 ] يرتبط الأكسجين في هندسة "منحنية من الطرف" حيث ترتبط ذرة أكسجين واحدة بذرة الحديد بينما تبرز الأخرى بزاوية. عندما لا يكون الأكسجين مرتبطًا، تملأ جزيئة ماء مرتبطة بشكل ضعيف جدًا الموقع، مكونةً شكلًا ثماني السطوح مشوهًا .

على الرغم من أن الهيموجلوبين يحمل ثاني أكسيد الكربون، إلا أنه لا يتنافس مع الأكسجين على مواقع ربط الحديد ولكنه يرتبط بمجموعات الأمين في سلاسل البروتين المتصلة بمجموعات الهيم.

قد يكون أيون الحديد إما في حالة الحديدوز Fe²⁺ أو في حالة الحديديك Fe³⁺ ، لكن الهيموغلوبين الحديدي ( الميثيموغلوبين ) (Fe³⁺ ) لا يستطيع الارتباط بالأكسجين. [ 56 ] عند الارتباط، يتأكسد Fe²⁺ ( Fe²⁺ ) مؤقتًا وبشكل عكسي إلى Fe³⁺ ، بينما يتحول Fe³⁺ مؤقتًا إلى أيون فوق الأكسيد ، لذا يجب أن يكون الحديد في حالة الأكسدة +2 ليرتبط بالأكسجين. إذا تم بروتنة أيون فوق الأكسيد المرتبط بـ Fe³⁺ ، فسيظل حديد الهيموغلوبين مؤكسدًا وغير قادر على الارتباط بالأكسجين. في مثل هذه الحالات، سيتمكن إنزيم مختزلة الميثيموغلوبين في النهاية من إعادة تنشيط الميثيموغلوبين عن طريق اختزال مركز الحديد.

في البشر البالغين، يُعدّ الهيموغلوبين A النوع الأكثر شيوعًا، وهو عبارة عن رباعي الوحدات (يتكون من أربع وحدات بروتينية فرعية) ، ويتألف من وحدتين فرعيتين α ووحدتين فرعيتين β مرتبطتين بروابط غير تساهمية، تتكون كل منهما من 141 و 146 حمضًا أمينيًا على التوالي. ويُرمز له بالرمز α₂β₂ . تتشابه الوحدات الفرعية في بنيتها وحجمها تقريبًا. يبلغ الوزن الجزيئي لكل وحدة فرعية حوالي 16000 دالتون ، [ 57 ] ليصبح الوزن الجزيئي الإجمالي للرباعي حوالي 64000 دالتون (64458 غ/مول). [ 58 ] وبالتالي، فإن 1 غ/ديسيلتر = 0.1551 ملي مول/لتر. يُعدّ الهيموغلوبين A أكثر جزيئات الهيموغلوبين دراسةً.   

يتكون جزيء الهيموجلوبين الجنيني لدى الرضع من سلسلتين ألفا وسلسلتين غاما. وتُستبدل سلاسل غاما تدريجياً بسلاسل بيتا مع نمو الرضيع. [ 59 ]

ترتبط سلاسل البولي ببتيد الأربعة ببعضها البعض عن طريق الجسور الملحية والروابط الهيدروجينية والتأثير الكاره للماء .

تشبع الأكسجين

بشكل عام، يمكن أن يكون الهيموجلوبين مشبعًا بجزيئات الأكسجين (أوكسي هيموجلوبين)، أو غير مشبع بجزيئات الأكسجين (ديوكسي هيموجلوبين). [ 60 ]

أوكسي هيموجلوبين

يتكون الأوكسي هيموغلوبين أثناء التنفس الطبيعي عندما يرتبط الأكسجين بمجموعة الهيم في بروتين الهيموغلوبين الموجود في خلايا الدم الحمراء. تحدث هذه العملية في الشعيرات الدموية الرئوية المجاورة للحويصلات الهوائية في الرئتين. ثم ينتقل الأكسجين عبر مجرى الدم ليصل إلى الخلايا حيث يُستخدم كمستقبل نهائي للإلكترونات في إنتاج الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) من خلال عملية الفسفرة التأكسدية . مع ذلك، لا يُساعد الأوكسي هيموغلوبين على معادلة انخفاض درجة حموضة الدم. قد يُساهم التنفس ، أو التهوية، في عكس هذه الحالة عن طريق إزالة ثاني أكسيد الكربون ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحموضة. [ 61 ]

يوجد الهيموجلوبين في شكلين: شكل متوتر (T) وشكل مرتخٍ (R). تُفضّل عوامل مختلفة، مثل انخفاض الرقم الهيدروجيني، وارتفاع ثاني أكسيد الكربون، وارتفاع تركيز 2,3- ثنائي فوسفوجليسيرات (2,3 BPG) على مستوى الأنسجة، الشكل المتوتر، الذي يتميز بانخفاض ألفته للأكسجين ويُطلق الأكسجين في الأنسجة. في المقابل، يُفضّل ارتفاع الرقم الهيدروجيني، وانخفاض ثاني أكسيد الكربون ، أو انخفاض تركيز 2,3 -BPG الشكل المرتخي، الذي يتميز بقدرة أفضل على الارتباط بالأكسجين. [ 62 ] يؤثر الضغط الجزئي للنظام أيضًا على ألفة الأكسجين؛ ففي الضغوط الجزئية العالية للأكسجين (كما هو الحال في الحويصلات الهوائية)، يُفضّل الشكل المرتخي (ذو الألفة العالية، R). وعلى العكس، في الضغوط الجزئية المنخفضة (كما هو الحال في الأنسجة المتنفسة)، يُفضّل الشكل المتوتر (ذو الألفة المنخفضة، T). [ 63 ] بالإضافة إلى ذلك، يؤدي ارتباط الأكسجين بالهيم الحديدي (II) إلى سحب الحديد إلى مستوى حلقة البورفيرين، مما يُسبب تحولًا طفيفًا في بنيته. يشجع هذا التحول الأكسجين على الارتباط بوحدات الهيم الثلاث المتبقية داخل الهيموجلوبين (وبالتالي، فإن ارتباط الأكسجين يكون تعاونيًا).

تقليديًا، يُنظر إلى الحديد في الأوكسي هيموغلوبين على أنه موجود في حالة الأكسدة حديد(II). ومع ذلك، فإن معقد الأكسجين مع حديد الهيم غير مغناطيسي ، بينما كل من الأكسجين وحديد(II) عالي الدوران مغناطيسي . تشير الأدلة التجريبية بقوة إلى أن حديد الهيم موجود في حالة الأكسدة حديد(III) في الأوكسي هيموغلوبين، مع وجود الأكسجين على شكل أنيون فوق الأكسيد (O₂ • ⁻ ) أو في معقد نقل شحنة تساهمي. [ 64 ]

الهيموجلوبين منزوع الأكسجين

الهيموغلوبين منزوع الأكسجين (الهيموغلوبين غير المؤكسج) هو شكل الهيموغلوبين الخالي من الأكسجين المرتبط به. يختلف طيف امتصاص الهيموغلوبين المؤكسج عن طيف امتصاص الهيموغلوبين غير المؤكسج. يتميز الهيموغلوبين المؤكسج بامتصاص أقل بكثير عند طول موجي  660 نانومتر مقارنةً بالهيموغلوبين غير المؤكسج، بينما يكون امتصاصه أعلى قليلاً عند 940 نانومتر. يُستخدم هذا الاختلاف لقياس كمية الأكسجين في دم المريض بواسطة جهاز يُسمى مقياس التأكسج النبضي . كما يُفسر هذا الاختلاف ظهور الزرقة ، وهي اللون الأزرق إلى البنفسجي الذي يظهر على الأنسجة أثناء نقص الأكسجين . [ 65 ] 

الهيموجلوبين غير المؤكسج بارامغناطيسي ؛ أي أنه ينجذب بشكل ضعيف إلى المجالات المغناطيسية . [ 66 ] [ 67 ] في المقابل، يُظهر الهيموجلوبين المؤكسج ديامغناطيسية ، أي أنه ينفر بشكل ضعيف من المجال المغناطيسي. [ 67 ]

التعاون

نموذج تخطيطي مرئي لعملية ارتباط الأكسجين، يُظهر جميع المونومرات الأربعة والهيمات ، وسلاسل البروتين فقط على شكل لفائف تخطيطية، لتسهيل تصور الجزيء. لا يظهر الأكسجين في هذا النموذج، ولكنه يرتبط بكل ذرة حديد (الكرة الحمراء) في الهيم المسطح . على سبيل المثال، في الجزء العلوي الأيسر من الهيمات الأربعة الموضحة، يرتبط الأكسجين على يسار ذرة الحديد الموضحة في الجزء العلوي الأيسر من الرسم التخطيطي. يتسبب هذا في تحرك ذرة الحديد للخلف داخل الهيم الذي يحملها (تتحرك ذرة الحديد للأعلى عند ارتباطها بالأكسجين، في هذا الرسم التوضيحي)، مما يؤدي إلى تقريب بقايا الهيستيدين (الممثلة بخماسي أحمر على يمين ذرة الحديد). وهذا بدوره يسحب سلسلة البروتين التي تحمل الهيستيدين .

عندما يرتبط الأكسجين بمركب الحديد، فإنه يدفع ذرة الحديد نحو مركز مستوى حلقة البورفيرين (انظر الرسم التوضيحي). في الوقت نفسه، تُسحب السلسلة الجانبية للإيميدازول لبقايا الهيستيدين، المتفاعلة عند القطب الآخر للحديد، نحو حلقة البورفيرين. يُجبر هذا التفاعل مستوى الحلقة على الانحراف جانبيًا نحو خارج الرباعي، كما يُحدث إجهادًا في حلزون البروتين الذي يحتوي على الهيستيدين أثناء اقترابه من ذرة الحديد. ينتقل هذا الإجهاد إلى المونومرات الثلاثة المتبقية في الرباعي، حيث يُحدث تغييرًا بنيويًا مشابهًا في مواقع الهيم الأخرى، مما يُسهل ارتباط الأكسجين بهذه المواقع.

عندما يرتبط الأكسجين بأحد مونومرات الهيموجلوبين، يتغير شكل رباعي الوحدات من الحالة T (المتوترة) إلى الحالة R (المسترخية). يعزز هذا التحول ارتباط الأكسجين بمجموعات الهيم في المونومرات الثلاثة المتبقية، مما يؤدي إلى تشبع جزيء الهيموجلوبين بالأكسجين. [ 68 ]

في الشكل الرباعي للهيموجلوبين الطبيعي لدى البالغين، يُعد ارتباط الأكسجين عملية تعاونية . تزداد ألفة ارتباط الهيموجلوبين بالأكسجين مع تشبع الجزيء به، حيث تؤثر جزيئات الأكسجين الأولى المرتبطة على شكل مواقع الارتباط للجزيئات اللاحقة، بطريقة تُسهّل عملية الارتباط. يتحقق هذا الارتباط التعاوني الإيجابي من خلال تغييرات في البنية الفراغية لمركب بروتين الهيموجلوبين كما ذُكر سابقًا؛ أي عندما تتأكسد إحدى وحدات بروتين الهيموجلوبين، يبدأ تغيير في البنية الفراغية أو التركيبية في المركب بأكمله، مما يؤدي إلى زيادة ألفة الوحدات الأخرى للأكسجين. ونتيجة لذلك، يكون منحنى ارتباط الأكسجين بالهيموجلوبين على شكل حرف S ، على عكس المنحنى الزائدي الطبيعي المرتبط بالارتباط غير التعاوني.

تمت مناقشة الآلية الديناميكية للتعاونية في الهيموجلوبين وعلاقتها بالرنين منخفض التردد. [ 69 ]

ارتباط الليجاندات الأخرى غير الأكسجين

إلى جانب ربيطة الأكسجين ، التي ترتبط بالهيموجلوبين بطريقة تعاونية، تشمل ربيطات الهيموجلوبين أيضًا مثبطات تنافسية مثل أول أكسيد الكربون (CO) وربيطات مُعدِّلة مثل ثاني أكسيد الكربون (CO₂ ) وأكسيد النيتريك (NO). يرتبط ثاني أكسيد الكربون بمجموعات الأمين في بروتينات الجلوبين لتكوين كاربامينوهيموجلوبين ؛ ويُعتقد أن هذه الآلية تُفسر حوالي 10% من نقل ثاني أكسيد الكربون في الثدييات. كما يمكن للهيموجلوبين نقل أكسيد النيتريك؛ إذ يرتبط بمجموعات ثيول مُحددة في بروتين الجلوبين لتكوين S-نيتروزوثيول، الذي يتفكك إلى أكسيد نيتريك حر وثيول مرة أخرى، عندما يُحرر الهيموجلوبين الأكسجين من موقع الهيم. يُفترض أن نقل أكسيد النيتريك هذا إلى الأنسجة الطرفية يُساعد في نقل الأكسجين في الأنسجة، عن طريق إطلاق أكسيد النيتريك المُوسع للأوعية الدموية إلى الأنسجة التي تكون فيها مستويات الأكسجين منخفضة. [ 70 ]

تنافسي

يتأثر ارتباط الأكسجين بجزيئات مثل أول أكسيد الكربون (على سبيل المثال، الناتج عن تدخين التبغ ، وغازات العادم ، والاحتراق غير الكامل في الأفران). يتنافس أول أكسيد الكربون مع الأكسجين على موقع ارتباط الهيم. تبلغ ألفة الهيموجلوبين لأول أكسيد الكربون 250 ضعف ألفته للأكسجين. [ 71 ] [ 72 ] ولأن أول أكسيد الكربون غاز عديم اللون والرائحة والطعم، ويشكل خطرًا مميتًا محتملاً، فقد أصبحت أجهزة كشف أول أكسيد الكربون متوفرة تجاريًا للتحذير من المستويات الخطيرة في المنازل. عندما يتحد الهيموجلوبين مع أول أكسيد الكربون، فإنه يُكوّن مركبًا أحمر فاقعًا يُسمى كاربوكسي هيموجلوبين ، والذي قد يتسبب في ظهور لون وردي على جلد ضحايا التسمم بأول أكسيد الكربون بعد الوفاة، بدلاً من اللون الأبيض أو الأزرق. عندما يحتوي الهواء المستنشق على مستويات منخفضة من أول أكسيد الكربون تصل إلى 0.02%، يحدث صداع وغثيان ؛ وإذا زاد تركيز أول أكسيد الكربون إلى 0.1%، فسيحدث فقدان للوعي. في المدخنين الشرهين، يمكن أن يتم حجب ما يصل إلى 20٪ من المواقع النشطة للأكسجين بواسطة أول أكسيد الكربون.

وبالمثل، يتمتع الهيموجلوبين أيضاً بتقارب تنافسي مع السيانيد (CN⁻ ) ، وأحادي أكسيد الكبريت (SO)، والكبريتيد (S²⁻ ) ، بما في ذلك كبريتيد الهيدروجين (H₂S ) . ترتبط جميع هذه المواد بالحديد في الهيم دون تغيير حالة أكسدته، لكنها مع ذلك تثبط ارتباط الأكسجين، مما يسبب سمية خطيرة.

يجب أن تكون ذرة الحديد في مجموعة الهيم في البداية في حالة الأكسدة الحديدية (Fe²⁺ ) لدعم ارتباط ونقل الأكسجين والغازات الأخرى (تتحول مؤقتًا إلى حالة الأكسدة الحديدية الثلاثية أثناء ارتباط الأكسجين، كما ذُكر سابقًا). يؤدي الأكسدة الأولية إلى حالة الأكسدة الحديدية الثلاثية (Fe³⁺ ) في غياب الأكسجين إلى تحويل الهيموجلوبين إلى "هيموجلوبين أحادي التكافؤ" أو ميثيموجلوبين ، وهو غير قادر على الارتباط بالأكسجين. يحمي نظام اختزال الهيموجلوبين في خلايا الدم الحمراء الطبيعية لمنع حدوث ذلك. يستطيع أكسيد النيتريك تحويل جزء صغير من الهيموجلوبين إلى ميثيموجلوبين في خلايا الدم الحمراء. يُعد هذا التفاعل الأخير نشاطًا متبقيًا من وظيفة ثنائي أوكسيجيناز أكسيد النيتريك القديمة في الغلوبينات.

ألوستيري

يشغل ثاني أكسيد الكربون موقع ارتباط مختلفًا على الهيموجلوبين. في الأنسجة، حيث يكون تركيز ثاني أكسيد الكربون أعلى، يرتبط ثاني أكسيد الكربون بموقع ألوستيري على الهيموجلوبين، مما يُسهّل إطلاق الأكسجين من الهيموجلوبين، وبالتالي إزالته من الجسم بعد وصول الأكسجين إلى الأنسجة التي تخضع لعمليات الأيض. تُعرف هذه الزيادة في ميل الدم الوريدي لثاني أكسيد الكربون بتأثير بور . من خلال إنزيم الأنهيدراز الكربوني ، يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع الماء لإنتاج حمض الكربونيك ، الذي يتحلل إلى بيكربونات وبروتونات .

CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3 → HCO 3 − + H +
ينتج الشكل السيني لمنحنى تفكك الأكسجين للهيموجلوبين عن الارتباط التعاوني للأكسجين بالهيموجلوبين.

لذا، يكون الدم ذو المستويات العالية من ثاني أكسيد الكربون أقل حمضيةً (أقل حموضة ). يستطيع الهيموجلوبين الارتباط بالبروتونات وثاني أكسيد الكربون، مما يُحدث تغييرًا في بنيته ويُسهّل إطلاق الأكسجين. ترتبط البروتونات بمواقع مختلفة على البروتين، بينما يرتبط ثاني أكسيد الكربون بمجموعة الأمينو ألفا. [ 73 ] يرتبط ثاني أكسيد الكربون بالهيموجلوبين مُكَوِّنًا كاربامينوهيموجلوبين . [ 74 ] يُعرف هذا الانخفاض في ألفة الهيموجلوبين للأكسجين نتيجة ارتباط ثاني أكسيد الكربون والحمض بتأثير بور . يُفضِّل تأثير بور الحالة T على الحالة R (يُزيح منحنى تشبع الأكسجين إلى اليمين ). في المقابل، عندما تنخفض مستويات ثاني أكسيد الكربون في الدم (أي في الشعيرات الدموية الرئوية)، يتحرر ثاني أكسيد الكربون والبروتونات من الهيموجلوبين، مما يزيد من ألفة البروتين للأكسجين. يُطلق على انخفاض القدرة الكلية للهيموجلوبين على الارتباط بالأكسجين (أي انزياح المنحنى إلى الأسفل، وليس فقط إلى اليمين) نتيجة لانخفاض الرقم الهيدروجيني اسم تأثير الجذر . ويُلاحظ هذا التأثير في الأسماك العظمية.

من الضروري أن يُحرر الهيموجلوبين الأكسجين الذي يرتبط به؛ وإلا فلا فائدة من ارتباطه. يُسهّل منحنى الهيموجلوبين السيني عملية الارتباط (امتصاص الأكسجين في الرئتين)، كما يُسهّل عملية إطلاقه (إطلاق الأكسجين في الأنسجة). [ 75 ]

لدى الأشخاص المتأقلمين مع المرتفعات العالية، يزداد تركيز 2,3-ثنائي فوسفوجليسيرات (2,3-BPG) في الدم، مما يسمح لهم بتوصيل كمية أكبر من الأكسجين إلى الأنسجة في ظروف انخفاض ضغط الأكسجين . تُعرف هذه الظاهرة، حيث يؤثر الجزيء Y على ارتباط الجزيء X بجزيء النقل Z، بالتأثير التغايري التآزري . كما تكيّف الهيموجلوبين في الكائنات الحية في المرتفعات العالية بحيث أصبح أقل ألفةً لـ 2,3-BPG، وبالتالي يتحول البروتين أكثر نحو حالته R. في حالته R، يرتبط الهيموجلوبين بالأكسجين بسهولة أكبر، مما يسمح للكائنات الحية بأداء العمليات الأيضية الضرورية عند وجود الأكسجين بضغوط جزئية منخفضة. [ 76 ]

تستخدم الحيوانات الأخرى غير الإنسان جزيئات مختلفة للارتباط بالهيموجلوبين وتغيير ألفته للأكسجين في الظروف غير المواتية. تستخدم الأسماك كلاً من الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) والجوانوسين ثلاثي الفوسفات (GTP) . يرتبط هذان الجزيئان بمجموعة فوسفاتية على جزيء الهيموجلوبين، مما يُثبّت حالة التوتر وبالتالي يُقلل من ألفة الأكسجين. [ 77 ] يُقلل GTP من ألفة الهيموجلوبين للأكسجين بشكل أكبر بكثير من ATP، ويُعتقد أن ذلك يعود إلى تكوّن رابطة هيدروجينية إضافية تُزيد من استقرار حالة التوتر. [ 78 ] في ظروف نقص الأكسجين، ينخفض ​​تركيز كل من ATP وGTP في خلايا الدم الحمراء للأسماك لزيادة ألفة الأكسجين. [ 79 ]

يوجد في الجنين النامي نوعٌ مُتغير من الهيموجلوبين يُسمى الهيموجلوبين الجنيني (HbF، α2γ2 )، ويرتبط بالأكسجين بألفة أكبر من هيموجلوبين البالغين. وهذا يعني أن منحنى ارتباط الأكسجين للهيموجلوبين الجنيني مُزاحٌ نحو اليسار (أي أن نسبةً أعلى من الهيموجلوبين مرتبطةٌ بالأكسجين عند ضغط أكسجين أقل)، مقارنةً بمنحنى ارتباط الأكسجين لهيموجلوبين البالغين. ونتيجةً لذلك، يستطيع دم الجنين في المشيمة امتصاص الأكسجين من دم الأم.

يحمل الهيموجلوبين أيضًا أكسيد النيتريك (NO) في جزء الغلوبين من الجزيء. يُحسّن هذا من توصيل الأكسجين إلى الأطراف ويساهم في تنظيم التنفس. يرتبط أكسيد النيتريك بشكل عكسي ببقايا سيستين محددة في الغلوبين؛ ويعتمد هذا الارتباط على حالة الهيموجلوبين (R أو T). يؤثر الهيموجلوبين الناتج المُنيتروزيل على العديد من الأنشطة المرتبطة بأكسيد النيتريك، مثل تنظيم مقاومة الأوعية الدموية وضغط الدم والتنفس. لا يُطلق أكسيد النيتريك في سيتوبلازم خلايا الدم الحمراء، بل يُنقل خارجها بواسطة مبادل أنيوني يُسمى AE1 . [ 80 ]

أنواع الهيموجلوبين عند البشر

تُعدّ متغيرات الهيموجلوبين جزءًا من التطور الجنيني الطبيعي . وقد تكون أيضًا أشكالًا طافرة مرضية للهيموجلوبين في مجتمع ما ، ناتجة عن اختلافات جينية. بعض متغيرات الهيموجلوبين المعروفة، مثل فقر الدم المنجلي ، مسؤولة عن أمراض وتُصنّف ضمن اعتلالات الهيموجلوبين . بينما لا تُسبب متغيرات أخرى أي أمراض قابلة للكشف ، وبالتالي تُعتبر متغيرات غير مرضية. [ 34 ] [ 81 ]

في الأجنة :

  • غاور 1 (ζ 2 ε 2 ).
  • جاور 2 (α 2 ε 2 ) ( PDB : 1A9W ​) .
  • هيموجلوبين بورتلاند I (ζ 2 γ 2 ).
  • الهيموجلوبين البورتلاندي II (ζ 2 β 2 ).

في الأجنة:

في حديثي الولادة (المواليد الجدد مباشرة بعد الولادة):

  • الهيموجلوبين أ (هيموجلوبين البالغين) (α 2 β 2 ) ( PDB : 1BZ0 ) – النوع الأكثر شيوعًا، وتزيد نسبته الطبيعية عن 95%.
  • يبدأ تخليق سلسلة الهيموجلوبين A2 ( α2δ2 ) - δ في أواخر الثلث الثالث من الحمل ، ويتراوح معدله الطبيعي لدى البالغين بين 1.5 و3.5% .
  • الهيموجلوبين F (الهيموجلوبين الجنيني) (α2γ2 ) - في البالغين ، يقتصر وجود الهيموجلوبين F على مجموعة محدودة من خلايا الدم الحمراء تُسمى خلايا F. ومع ذلك، قد يرتفع مستوى الهيموجلوبين F لدى الأشخاص المصابين بمرض فقر الدم المنجلي وبيتا ثلاسيميا .
التعبير الجيني للهيموجلوبين قبل الولادة وبعدها. كما يحدد أنواع الخلايا والأعضاء التي يحدث فيها التعبير الجيني (بيانات من Wood WG ، (1976). Br. Med. Bull. 32، 282 ).

الأشكال غير الطبيعية التي تحدث في الأمراض:

  • الهيموجلوبين د – (α 2 β D 2 ) – شكل مختلف من الهيموجلوبين.
  • الهيموجلوبين H (β 4 ) - شكل متغير من الهيموجلوبين، يتكون من رباعي من سلاسل β، والذي قد يكون موجودًا في متغيرات الثلاسيميا α .
  • الهيموجلوبين بارتس (γ 4 ) - شكل متغير من الهيموجلوبين، يتكون من رباعي من سلاسل γ، والذي قد يكون موجودًا في متغيرات الثلاسيميا ألفا.
  • الهيموغلوبين إس ( α2βS2 ) – شكلٌ مُتغير من الهيموغلوبين يوجد لدى المصابين بمرض فقر الدم المنجلي. يحدث هذا التغير نتيجة خلل في جين سلسلة بيتا، مما يُسبب تغيراً في خصائص الهيموغلوبين، وينتج عنه تمنجل خلايا الدم الحمراء.
  • الهيموجلوبين ج (α 2 β C 2 ) – نوع آخر ناتج عن اختلاف في جين سلسلة بيتا. يسبب هذا النوع فقر دم انحلالي مزمن خفيف .
  • الهيموجلوبين E (α 2 β E 2 ) – نوع آخر ناتج عن اختلاف في جين سلسلة بيتا. يسبب هذا النوع فقر دم انحلالي مزمن خفيف.
  • الهيموجلوبين AS – شكل غير متجانس يسبب سمة فقر الدم المنجلي، ويحتوي على جين واحد للبالغين وجين واحد لمرض فقر الدم المنجلي
  • مرض الهيموجلوبين SC – شكل غير متجانس مركب مع جين منجلي واحد وجين آخر يشفر الهيموجلوبين C.
  • الهيموجلوبين هوبكنز-2 - شكل متغير من الهيموجلوبين يُنظر إليه أحيانًا على أنه مرتبط بالهيموجلوبين S لإنتاج مرض فقر الدم المنجلي.

التدهور في الحيوانات الفقارية

عندما تصل خلايا الدم الحمراء إلى نهاية عمرها بسبب الشيخوخة أو العيوب، تُزال من الدورة الدموية عن طريق البلعمة التي تقوم بها الخلايا البلعمية في الطحال أو الكبد، أو تتحلل داخل الدورة الدموية. ثم يُزال الهيموجلوبين الحر من الدورة الدموية عبر ناقل الهيموجلوبين CD163 ، الذي يُعبر عنه حصريًا على الخلايا الوحيدة أو الخلايا البلعمية. داخل هذه الخلايا، يتحلل جزيء الهيموجلوبين، ويُعاد تدوير الحديد. تُنتج هذه العملية أيضًا جزيئًا واحدًا من أول أكسيد الكربون لكل جزيء من الهيم المتحلل. [ 82 ] يُعد تحلل الهيم المصدر الطبيعي الوحيد لأول أكسيد الكربون في جسم الإنسان، وهو المسؤول عن مستويات أول أكسيد الكربون الطبيعية في دم الأشخاص الذين يتنفسون هواءً عاديًا. [ 83 ]

الناتج النهائي الرئيسي الآخر لتحلل الهيم هو البيليروبين . تُكتشف مستويات مرتفعة من هذه المادة الكيميائية في الدم إذا كانت خلايا الدم الحمراء تُدمَّر بسرعة أكبر من المعتاد. يمكن أن يؤدي تحلل بروتين الهيموجلوبين بشكل غير سليم، أو إطلاق الهيموجلوبين من خلايا الدم بسرعة كبيرة، إلى انسداد الأوعية الدموية الصغيرة، وخاصة الأوعية الدموية الدقيقة المسؤولة عن ترشيح الدم في الكليتين ، مما يُسبب تلفًا كلويًا. يُزال الحديد من الهيم ويُستعاد لاستخدامه لاحقًا، ويُخزَّن على شكل هيموسيديرين أو فيريتين في الأنسجة، ويُنقل في البلازما بواسطة بروتينات بيتا غلوبولين على شكل ترانسفيرين . عند تحلل حلقة البورفيرين، تُفرز الشظايا عادةً على شكل صبغة صفراء تُسمى البيليروبين، والتي تُفرز في الأمعاء على شكل صفراء. تُحوّل الأمعاء البيليروبين إلى يوروبيلينوجين. يخرج اليوروبيلينوجين من الجسم مع البراز، على شكل صبغة تُسمى ستيركوبيلين. يُستقلب الغلوبولين إلى أحماض أمينية تُطلق بعد ذلك في الدورة الدموية.

قد ينجم نقص الهيموجلوبين إما عن انخفاض عدد جزيئات الهيموجلوبين، كما في فقر الدم ، أو عن انخفاض قدرة كل جزيء على الارتباط بالأكسجين عند نفس الضغط الجزئي للأكسجين. وقد تُسبب اعتلالات الهيموجلوبين (عيوب وراثية تؤدي إلى بنية غير طبيعية لجزيء الهيموجلوبين) [ 84 ] كلا الأمرين. في كلتا الحالتين، يُقلل نقص الهيموجلوبين من قدرة الدم على حمل الأكسجين . وبشكل عام، يُفرّق نقص الهيموجلوبين بدقة عن نقص الأكسجة ، الذي يُعرّف بأنه انخفاض الضغط الجزئي للأكسجين في الدم، [ 85 ] [ 86 ] [ 87 ] [ 88 ] على الرغم من أن كليهما من أسباب نقص الأكسجة (عدم كفاية إمداد الأنسجة بالأكسجين).

تشمل الأسباب الشائعة الأخرى لانخفاض الهيموجلوبين فقدان الدم، ونقص التغذية، ومشاكل نخاع العظم، والعلاج الكيميائي، والفشل الكلوي، أو الهيموجلوبين غير الطبيعي (مثل مرض فقر الدم المنجلي).

تتأثر قدرة كل جزيء من الهيموجلوبين على حمل الأكسجين عادةً بتغير درجة حموضة الدم أو تركيز ثاني أكسيد الكربون ، مما يؤدي إلى تغير منحنى تفكك الأكسجين من الهيموجلوبين . ومع ذلك، يمكن أن تتغير هذه القدرة أيضاً بشكل مرضي، كما في حالات التسمم بأول أكسيد الكربون .

يؤدي انخفاض مستوى الهيموجلوبين، سواءً مع انخفاض عدد كريات الدم الحمراء أو بدونه، إلى ظهور أعراض فقر الدم. لفقر الدم أسباب عديدة، إلا أن نقص الحديد وما ينتج عنه من فقر دم ناتج عن نقص الحديد هما أكثر الأسباب شيوعًا في العالم الغربي. ونظرًا لأن نقص الحديد يُقلل من تخليق الهيم، فإن كريات الدم الحمراء في فقر الدم الناتج عن نقص الحديد تكون ناقصة الصباغ (تفتقر إلى صبغة الهيموجلوبين الحمراء) وصغيرة الحجم (أصغر من الحجم الطبيعي). أما أنواع فقر الدم الأخرى فهي أقل شيوعًا. في حالة انحلال الدم (التحلل المتسارع لكريات الدم الحمراء)، يُسبب البيليروبين، وهو أحد نواتج أيض الهيموجلوبين، اليرقان المصاحب ، وقد يؤدي الهيموجلوبين المنتشر في الدم إلى الفشل الكلوي .

ترتبط بعض الطفرات في سلسلة الغلوبين بأمراض الهيموغلوبين ، مثل فقر الدم المنجلي والثلاسيميا . أما الطفرات الأخرى، كما ذُكر في بداية المقال، فهي حميدة ويُشار إليها ببساطة باسم متغيرات الهيموغلوبين .

هناك مجموعة من الاضطرابات الوراثية، تُعرف باسم البورفيريات، وتتميز بوجود خلل في مسارات التمثيل الغذائي لتخليق الهيم. ولعل الملك جورج الثالث ملك المملكة المتحدة كان أشهر المصابين بالبورفيريا.

يتحد الهيموجلوبين A ببطء مع الجلوكوز عند الفالين الطرفي (حمض أميني ألفا) لكل سلسلة بيتا، بنسبة ضئيلة . يُشار إلى الجزيء الناتج غالبًا باسم Hb A1c ، وهو هيموجلوبين مُغلْيَك . يحدث ارتباط الجلوكوز بالأحماض الأمينية في الهيموجلوبين تلقائيًا (دون مساعدة إنزيم) في العديد من البروتينات، ولكن لا يُعرف ما إذا كان لهذا الارتباط فائدة عملية. مع ذلك، مع ازدياد تركيز الجلوكوز في الدم، تزداد نسبة Hb A1c التي تتحول إلى Hb A1c . لدى مرضى السكري الذين يعانون عادةً من ارتفاع مستوى الجلوكوز، تكون نسبة Hb A1c مرتفعة أيضًا. نظرًا لبطء معدل اتحاد Hb A مع الجلوكوز، فإن نسبة Hb A1c تعكس متوسطًا مرجحًا لمستويات الجلوكوز في الدم على مدار عمر خلايا الدم الحمراء، والذي يبلغ حوالي 120 يومًا. [ 89 ] لذلك، تُقاس مستويات الهيموغلوبين السكري لمراقبة السيطرة طويلة الأمد على داء السكري من النوع الثاني. يؤدي سوء السيطرة على داء السكري من النوع الثاني إلى ارتفاع مستويات الهيموغلوبين السكري في خلايا الدم الحمراء. يتراوح المعدل الطبيعي المرجعي بين 4.0 و5.9% تقريبًا. على الرغم من صعوبة الحصول على قيم أقل من 7%، يُنصح مرضى السكري من النوع الثاني بالحفاظ على هذه القيم. ترتبط المستويات التي تزيد عن 9% بسوء السيطرة على الهيموغلوبين السكري، بينما ترتبط المستويات التي تزيد عن 12% بسوء سيطرة شديد. يتمتع مرضى السكري الذين يحافظون على مستويات الهيموغلوبين السكري لديهم قريبة من 7% بفرصة أفضل بكثير لتجنب المضاعفات التي قد تصاحب داء السكري (مقارنةً بمن تبلغ مستوياتهم 8% أو أعلى). [ 90 ] بالإضافة إلى ذلك، يؤدي ارتفاع مستوى الهيموغلوبين السكري إلى زيادة ألفته للأكسجين، مما يمنع إطلاقه في الأنسجة ويؤدي إلى نقص الأكسجة في الحالات الشديدة. [ 91 ]

يرتبط ارتفاع مستوى الهيموجلوبين بزيادة عدد أو حجم خلايا الدم الحمراء، وهي حالة تُعرف بكثرة الحمر . قد يكون سبب هذا الارتفاع أمراض القلب الخلقية ، أو قصور القلب الرئوي ، أو التليف الرئوي ، أو زيادة هرمون الإريثروبويتين ، أو كثرة الحمر الحقيقية . [ 92 ] كما قد ينتج ارتفاع مستوى الهيموجلوبين عن التعرض لارتفاعات عالية، أو التدخين، أو الجفاف (المُفتعل عن طريق تركيز الهيموجلوبين)، أو أمراض الرئة المتقدمة، أو بعض الأورام. [ 59 ]

الاستخدامات التشخيصية

قياس تركيز الهيموجلوبين الذي يتم إجراؤه قبل التبرع بالدم في مركز التبرع بالدم التابع للصليب الأحمر الأمريكي في بوسطن.

يُعد قياس تركيز الهيموجلوبين من أكثر فحوصات الدم شيوعًا ، وعادةً ما يُجرى كجزء من تعداد الدم الكامل . على سبيل المثال، يُجرى عادةً قبل أو بعد التبرع بالدم . تُعرض النتائج بوحدات غ / ل ، غ/ دل، أو مول /ل. 1 غ/دل يُعادل حوالي 0.6206  ملي مول/ل، مع أن الوحدات الأخيرة لا تُستخدم بكثرة نظرًا لعدم اليقين بشأن الحالة البوليمرية للجزيء. [ 93 ] يُعد معامل التحويل هذا، الذي يستخدم الوزن الجزيئي لوحدة الغلوبين المفردة البالغ 16000 دالتون ، أكثر شيوعًا لقياس تركيز الهيموجلوبين في الدم. أما بالنسبة لمتوسط ​​تركيز الهيموجلوبين في الكرية (MCHC)، فإن معامل التحويل 0.155، الذي يستخدم وزن رباعي الوحدات البالغ 64500 دالتون، هو الأكثر شيوعًا. [ 94 ] المستويات الطبيعية هي:

  • الرجال: من 13.8 إلى 18.0 غ/ديسيلتر (من 138 إلى 180 غ/لتر، أو من 8.56 إلى 11.17  مليمول/لتر)
  • النساء: من 12.1 إلى 15.1 غ/ديسيلتر (من 121 إلى 151 غ/لتر، أو من 7.51 إلى 9.37  مليمول/لتر)
  • الأطفال: من 11 إلى 16 غ/ديسيلتر (من 110 إلى 160 غ/لتر، أو من 6.83 إلى 9.93  مليمول/لتر)
  • النساء الحوامل: من 11 إلى 14 غ/ديسيلتر (من 110 إلى 140 غ/لتر، أو من 6.83 إلى 8.69  مليمول/لتر) (من 9.5 إلى 15 القيمة المعتادة أثناء الحمل) [ 95 ] [ ب ]

يجب أن تكون القيم الطبيعية للهيموجلوبين في الثلث الأول والثالث من الحمل لدى النساء الحوامل 11 غ/ديسيلتر على الأقل، و10.5 غ/ديسيلتر على الأقل خلال الثلث الثاني من الحمل. [ 97 ]

يمكن أن يؤثر الجفاف أو فرط الترطيب بشكل كبير على مستويات الهيموجلوبين المقاسة. ويمكن أن يشير الألبومين إلى حالة الترطيب.

إذا انخفض تركيز الهيموجلوبين عن المعدل الطبيعي، يُطلق على هذه الحالة فقر الدم. تُصنّف أنواع فقر الدم حسب حجم خلايا الدم الحمراء، وهي الخلايا التي تحتوي على الهيموجلوبين في الفقاريات. يُطلق على فقر الدم اسم "صغير الكريات" إذا كانت خلايا الدم الحمراء صغيرة، و"كبير الكريات" إذا كانت كبيرة، و"طبيعي الكريات" في الحالات الأخرى.

نسبة الهيماتوكريت ، وهي نسبة حجم الدم الذي تشغله خلايا الدم الحمراء، تساوي عادةً ثلاثة أضعاف تركيز الهيموجلوبين المقاس بالغرام/ديسيلتر. على سبيل المثال، إذا تم قياس الهيموجلوبين عند 17 غرام/ديسيلتر، فإن ذلك يقارن بنسبة هيماتوكريت تبلغ 51%. [ 98 ]

تتطلب طرق اختبار الهيموجلوبين المخبرية عينة دم (شريانية أو وريدية أو شعيرية) وتحليلها باستخدام جهاز تحليل الدم وجهاز قياس تشبع الأكسجين في الدم. بالإضافة إلى ذلك، تتوفر طريقة جديدة غير جراحية لاختبار الهيموجلوبين (SpHb) تُسمى قياس تشبع الأكسجين النبضي، وتتميز بدقة مماثلة للطرق الجراحية. [ 99 ]

يمكن قياس تركيزات الأوكسي هيموغلوبين والديوكسي هيموغلوبين بشكل مستمر وموضعي وغير جراحي باستخدام تقنية قياس الطيف القريب من الأشعة تحت الحمراء (NIRS) . [ 100 ] [ 101 ] [ 102 ] [ 103 ] [ 104 ] ويمكن استخدام هذه التقنية على الرأس والعضلات. وتُستخدم هذه التقنية بكثرة في الأبحاث في مجالات متنوعة، منها التدريب الرياضي الاحترافي، وبيئة العمل، وإعادة التأهيل، ومراقبة المرضى، وأبحاث حديثي الولادة، ومراقبة وظائف الدماغ، والتفاعل بين الدماغ والحاسوب ، وأمراض المسالك البولية (انقباض المثانة)، وعلم الأعصاب (الاقتران العصبي الوعائي)، وغيرها.

يمكن قياس كتلة الهيموجلوبين لدى البشر باستخدام تقنية إعادة تنفس أول أكسيد الكربون (CO) غير المشعة، والتي تُستخدم منذ أكثر من مئة عام. تعتمد هذه التقنية على استنشاق كمية صغيرة من غاز أول أكسيد الكربون النقي وإعادة تنفسها لبضع دقائق. خلال عملية إعادة التنفس، يرتبط أول أكسيد الكربون بالهيموجلوبين الموجود في خلايا الدم الحمراء. وبناءً على الزيادة في تركيز أول أكسيد الكربون في الدم بعد فترة إعادة التنفس، يمكن تحديد كتلة الهيموجلوبين باستخدام مبدأ التخفيف. [ 105 ]

يمكن قياس التحكم طويل الأمد في مستوى سكر الدم عن طريق تركيز الهيموجلوبين السكري (HbA1c ) . يتطلب قياسه مباشرةً أخذ عينات متعددة نظرًا لتفاوت مستويات سكر الدم بشكل كبير على مدار اليوم. ينتج الهيموجلوبين السكري ( HbA1c) عن تفاعل غير قابل للانعكاس بين الهيموجلوبين A والجلوكوز. يؤدي ارتفاع تركيز الجلوكوز إلى زيادة تركيز الهيموجلوبين السكري ( HbA1c) . ولأن التفاعل بطيء، فإن نسبة الهيموجلوبين السكري (HbA1c ) تمثل متوسط ​​مستوى الجلوكوز في الدم خلال نصف عمر خلايا الدم الحمراء، والذي يبلغ عادةً حوالي 120 يومًا. تشير نسبة الهيموجلوبين السكري (HbA1c) التي تبلغ 6.0% أو أقل إلى تحكم جيد في مستوى الجلوكوز على المدى الطويل، بينما تُعتبر القيم التي تزيد عن 7.0 % مرتفعة. يُعد هذا الاختبار مفيدًا بشكل خاص لمرضى السكري .

يستخدم جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) إشارة ديوكسي هيموغلوبين، وهي إشارة حساسة للمجالات المغناطيسية لكونها بارامغناطيسية. ويُظهر القياس المُدمج مع تقنية NIRS ارتباطًا جيدًا بإشارة كلٍ من أوكسي هيموغلوبين وديوكسي هيموغلوبين مقارنةً بإشارة BOLD . [ 106 ]

استخدامات تتبع النشاط الرياضي والتتبع الذاتي

يمكن تتبع مستوى الهيموجلوبين بطريقة غير جراحية، لبناء قاعدة بيانات فردية لتتبع تأثيرات تركيز الدم وتخفيفه الناتجة عن الأنشطة اليومية، مما يُسهم في فهم أفضل للأداء الرياضي والتدريب. غالبًا ما يهتم الرياضيون بقدرة التحمل وشدة التمارين. يستخدم المستشعر ثنائيات باعثة للضوء تُصدر ضوءًا أحمر وأشعة تحت الحمراء عبر الأنسجة إلى كاشف ضوئي، والذي بدوره يُرسل إشارة إلى معالج لحساب امتصاص بروتين الهيموجلوبين للضوء. [ 107 ] يُشبه هذا المستشعر جهاز قياس التأكسج النبضي ، الذي يتكون من جهاز استشعار صغير يُثبّت على الإصبع.

نظائر في الكائنات غير الفقارية

توجد أنواع عديدة من البروتينات الناقلة للأكسجين والبروتينات الرابطة له في الكائنات الحية في مملكتي الحيوان والنبات. تمتلك الكائنات الحية، بما فيها البكتيريا والبروتوزوا والفطريات ، بروتينات شبيهة بالهيموجلوبين ، ومن أدوارها المعروفة والمتوقعة الربط العكسي للروابط الغازية . ولأن العديد من هذه البروتينات يحتوي على الغلوبينات وجزيء الهيم (الحديد في دعامة بورفيرين مسطحة)، فإنها تُسمى غالبًا بالهيموجلوبين، حتى وإن كان تركيبها الثلاثي مختلفًا تمامًا عن تركيب هيموجلوبين الفقاريات. وعلى وجه الخصوص، غالبًا ما يكون التمييز بين "الميوغلوبين" والهيموجلوبين في الحيوانات الدنيا مستحيلاً، لأن بعض هذه الكائنات لا تحتوي على عضلات . أو قد يكون لديها جهاز دوري منفصل يمكن تمييزه ، ولكنه ليس جهازًا مسؤولاً عن نقل الأكسجين (على سبيل المثال، العديد من الحشرات ومفصليات الأرجل الأخرى ). في جميع هذه المجموعات، تُعرف الجزيئات الحاوية على الهيم/الغلوبين (حتى جزيئات الغلوبين الأحادية) التي تُعنى بربط الغازات باسم أوكسي هيموغلوبين. إضافةً إلى نقل الأكسجين واستشعاره، قد تُعنى هذه الجزيئات أيضًا بأكاسيد النيتروجين، وثاني أكسيد الكربون ، ومركبات الكبريتيد، وحتى التخلص من الأكسجين في البيئات اللاهوائية. [ 108 ] وقد تُعنى أيضًا بإزالة سمية المواد المكلورة بطريقة مماثلة لأنزيمات P450 والبيروكسيدازات الحاوية على الهيم.

دودة الأنبوب العملاقة ريفتيا باتشيبتيلا تظهر خصلات حمراء تحتوي على الهيموجلوبين

يختلف تركيب الهيموجلوبين باختلاف الأنواع. يوجد الهيموجلوبين في جميع ممالك الكائنات الحية، ولكن ليس في جميعها. غالبًا ما تحتوي الأنواع البدائية، مثل البكتيريا والبروتوزوا والطحالب والنباتات ، على هيموجلوبين أحادي الغلوبين. تحتوي العديد من الديدان الأسطوانية والرخويات والقشريات على جزيئات متعددة الوحدات كبيرة جدًا، أكبر بكثير من تلك الموجودة في الفقاريات. على وجه الخصوص، قد يحتوي الهيموجلوبين الهجين الموجود في الفطريات والديدان الحلقية العملاقة على كل من الغلوبين وأنواع أخرى من البروتينات. [ 14 ]

يُعدّ وجود الهيموجلوبين في دودة الأنبوب العملاقة ( Riftia pachyptila ، وتُعرف أيضًا باسم Vestimentifera) من أبرز الأمثلة على استخدام الهيموجلوبين في الكائنات الحية ، إذ يصل طولها إلى 2.4 متر وتعيش في الفتحات البركانية في المحيطات . وبدلًا من القناة الهضمية ، تحتوي هذه الديدان على مجموعة من البكتيريا تُشكّل نصف وزنها. تقوم هذه البكتيريا بأكسدة كبريتيد الهيدروجين (H₂S ) المنبعث من الفتحة باستخدام الأكسجين (O₂ ) من الماء لإنتاج الطاقة اللازمة لصنع الغذاء من الماء (H₂O) وثاني أكسيد الكربون (CO₂ ) . أما الطرف العلوي للديدان فهو عبارة عن بنية حمراء داكنة تشبه المروحة ("عمود")، تمتد في الماء وتمتص كبريتيد الهيدروجين والأكسجين للبكتيريا ، وثاني أكسيد الكربون لاستخدامه كمادة خام اصطناعية، على غرار النباتات التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي. وتعود هذه البنية الحمراء الزاهية إلى احتوائها على العديد من جزيئات الهيموجلوبين المعقدة للغاية، والتي يصل عدد سلاسل الغلوبين فيها إلى 144 سلسلة، تحتوي كل منها على تراكيب الهيم المرتبطة بها. تتميز هذه الهيموجلوبينات بقدرتها على حمل الأكسجين في وجود الكبريتيد، بل وحتى حمل الكبريتيد نفسه، دون أن تتأثر به أو تُثبط وظيفتها تمامًا كما هو الحال مع الهيموجلوبينات في معظم الأنواع الأخرى. [ 109 ] [ 110 ]

بروتينات أخرى مرتبطة بالأكسجين

الميوغلوبين
يوجد هذا البروتين في الأنسجة العضلية للعديد من الفقاريات، بما في ذلك الإنسان، وهو ما يمنح الأنسجة العضلية لونًا أحمر أو رماديًا داكنًا مميزًا. وهو يشبه الهيموجلوبين في التركيب والتسلسل، ولكنه ليس رباعي الوحدات؛ بل هو أحادي الوحدة يفتقر إلى الارتباط التعاوني. ويُستخدم لتخزين الأكسجين بدلًا من نقله.
الهيموسيانين
يُعدّ هذا البروتين ثاني أكثر البروتينات الناقلة للأكسجين شيوعاً في الطبيعة، ويوجد في دم العديد من المفصليات والرخويات. يستخدم مجموعات نحاسية اصطناعية بدلاً من مجموعات الهيم الحديدية، ويكون لونه أزرق عند تأكسجه.
هيميريثرين
تستخدم بعض اللافقاريات البحرية وعدد قليل من أنواع الديدان الحلقية هذا البروتين غير الهيمي المحتوي على الحديد لنقل الأكسجين في دمائها. يظهر باللون الوردي/البنفسجي عند تأكسجه، ويكون شفافاً عند عدم تأكسجه.
كلوروكروورين
يوجد هذا المركب في العديد من الديدان الحلقية، وهو مشابه جدًا للإريثروكروورين، لكن مجموعة الهيم فيه تختلف اختلافًا كبيرًا في التركيب. يظهر باللون الأخضر عند إزالة الأكسجين وباللون الأحمر عند تأكسجه.
فانابينز
تُعرف هذه المركبات أيضًا باسم كروموجينات الفاناديوم ، وتوجد في دم حيوانات البخاخات البحرية . وقد افترض سابقًا أنها تستخدم معدن الفاناديوم كمجموعة وظيفية رابطة للأكسجين. إلا أنه على الرغم من احتوائها على الفاناديوم بشكل أساسي، إلا أنها على ما يبدو ترتبط بكمية قليلة من الأكسجين، وبالتالي لها وظيفة أخرى لم تُحدد بعد (تحتوي حيوانات البخاخات البحرية أيضًا على بعض الهيموجلوبين). وقد تعمل هذه المركبات كسموم.
إريثروكروورين
يوجد في العديد من الديدان الحلقية، بما في ذلك ديدان الأرض ، وهو بروتين دموي عملاق حر الحركة يحتوي على عشرات - وربما مئات - من الوحدات الفرعية البروتينية الحاملة للحديد والهيم المرتبطة معًا في مركب بروتيني واحد بكتلة جزيئية أكبر من 3.5  مليون دالتون.
الليغيموغلوبين
في البقوليات، كالبرسيم وفول الصويا، تحمي بروتينات الهيم الحديدية المرتبطة بالأكسجين البكتيريا المثبتة للنيتروجين في الجذور من الأكسجين. والإنزيم المحدد المحمي هو النيتروجيناز ، الذي يعجز عن اختزال غاز النيتروجين في وجود الأكسجين الحر.
كوبوجلوبين
بورفيرين اصطناعي قائم على الكوبالت. يظهر بروتين الكوبو عديم اللون عند تأكسجه، ولكنه يصبح أصفر اللون عند وجوده في الأوردة.

التواجد في الخلايا غير الحمراء

تحتوي بعض الخلايا غير الإريثروسية (أي الخلايا الأخرى غير خلايا الدم الحمراء) على الهيموجلوبين. في الدماغ، تشمل هذه الخلايا العصبونات الدوبامينية A9 في المادة السوداء ، والخلايا النجمية في القشرة المخية والحصين ، وجميع الخلايا الدبقية قليلة التغصنات الناضجة . [ 12 ] وقد أشير إلى أن هيموجلوبين الدماغ في هذه الخلايا قد يُمكّن من "تخزين الأكسجين لتوفير آلية توازن في ظروف نقص الأكسجين، وهو أمر بالغ الأهمية لعصبونات الدوبامين A9 التي تتميز بمعدل أيض مرتفع واحتياج كبير لإنتاج الطاقة". [ 12 ] لوحظ كذلك أن "الخلايا العصبية الدوبامينية A9 قد تكون معرضة بشكل خاص لخطر التنكس الناتج عن نقص الأكسجين، فبالإضافة إلى نشاطها الميتوكوندري العالي، فإنها تتعرض لإجهاد تأكسدي شديد ناتج عن إنتاج بيروكسيد الهيدروجين عبر الأكسدة الذاتية و/أو نزع الأمين من الدوبامين بواسطة إنزيم أوكسيداز أحادي الأمين (MAO)، وما يتبعه من تفاعل الحديدوز المتاح لتوليد جذور الهيدروكسيل شديدة السمية". [ 12 ] قد يفسر هذا خطر تنكس هذه الخلايا في مرض باركنسون . [ 12 ] إن الحديد المشتق من الهيموجلوبين في هذه الخلايا ليس سببًا في سوادها بعد الوفاة (أصل الاسم اللاتيني، المادة السوداء )، بل يعود ذلك إلى الميلانين العصبي .

خارج الدماغ، يؤدي الهيموجلوبين وظائف غير متعلقة بنقل الأكسجين كمضاد للأكسدة ومنظم لعملية استقلاب الحديد في البلاعم ، [ 111 ] والخلايا السنخية ، [ 112 ] والخلايا المسراقية في الكلى. [ 113 ]

في التاريخ والفن

قلب من فولاذ (هيموجلوبين) (2005) للفنان جوليان فوس-أندريا . تُظهر الصور التمثال الذي يبلغ ارتفاعه 1.5 متر (5 أقدام ) مباشرة بعد تركيبه، وبعد 10 أيام، وبعد عدة أشهر من تعرضه للعوامل الجوية. 

تاريخيًا، ثمة ارتباط بين لون الدم والصدأ، كما في ارتباط كوكب المريخ بإله الحرب الروماني، نظرًا للونه البرتقالي المحمر الذي ذكّر القدماء بالدم. ورغم أن لون الكوكب يعود إلى مركبات الحديد المرتبطة بالأكسجين في تربته، إلا أن الاعتقاد السائد بأن الحديد الموجود في الهيموجلوبين وأكاسيده هو ما يُعطي الدم لونه الأحمر هو اعتقاد خاطئ. في الواقع، يعود اللون إلى جزيء البورفيرين في الهيموجلوبين الذي يرتبط به الحديد، وليس إلى الحديد نفسه [ 114 ]، مع العلم أن ارتباط الحديد وحالته التأكسدية والاختزالية قد يؤثران على الانتقالات الإلكترونية من باي إلى باي* أو من نيوترون إلى باي* في البورفيرين، وبالتالي على خصائصه البصرية.

ابتكر الفنان جوليان فوس-أندريا منحوتة بعنوان " قلب من فولاذ (الهيموجلوبين)" عام 2005، مستوحاة من البنية الأساسية لبروتين الهيموجلوبين. صُنعت المنحوتة من الزجاج والفولاذ المقاوم للعوامل الجوية . يعكس الصدأ المتعمد الذي يكسو العمل الفني اللامع في البداية التفاعل الكيميائي الأساسي للهيموجلوبين، وهو ارتباط الأكسجين بالحديد. [ 115 ] [ 116 ]

ابتكر الفنان الكندي نيكولاس باير، من مونتريال، منحوتة "اللمعان (الهيموغلوبين)" ، وهي منحوتة من الفولاذ المقاوم للصدأ تُظهر بنية جزيء الهيموغلوبين. تُعرض المنحوتة في بهو مركز الأبحاث التابع لمركز ماكجيل الجامعي الصحي في مونتريال. يبلغ حجم المنحوتة حوالي 10 أمتار × 10 أمتار × 10 أمتار. [ 117 ] [ 118 ]

انظر أيضاً

مراجع

ملحوظات

  1. ↑ من الكلمة اليونانية αἷμα، haîma "دم" + لاتينية globule "كرة، كرة" + -in ; / ˌhiːməˈɡloʊbɪn , ˈhɛmoʊˌ - / [ 1 ] [ 2 ]​​​​​​​​​​​​​​​
  2. ↑ على الرغم من أن المصادر الأخرى قد يكون لها قيم مختلفة قليلاً، مثل دفتر الممارسة العامة في المملكة المتحدة. [ 96 ]
  3. يُعدّ مستوى الهيموجلوبين السكري ( HbA1c) مفيدًا فقط للأفراد الذين لديهم خلايا دم حمراء ذات عمر نصف طبيعي. أما في الأفراد الذين يعانون من خلايا دم حمراء غير طبيعية، سواءً بسبب جزيئات هيموجلوبين غير طبيعية (مثل هيموجلوبين S في فقر الدم المنجلي) أو عيوب في غشاء خلايا الدم الحمراء، أو مشاكل أخرى، فغالبًا ما يكون عمر النصف لخلايا الدم الحمراء قصيرًا. في هذه الحالة، يمكن استخدام اختبار بديل يُسمى "مستوى الفركتوزامين". يقيس هذا الاختبار درجة ارتباط الجلوكوز بالألبومين، وهو البروتين الأكثر شيوعًا في الدم، ويعكس متوسط ​​مستويات الجلوكوز في الدم خلال الـ 18-21 يومًا الماضية، وهو عمر النصف لجزيئات الألبومين في الدورة الدموية.

مصادر

  1. ↑ ويلز، جون سي. (2008). قاموس لونغمان للنطق (  الطبعة الثالثة). هارلو: بيرسون للتعليم. ISBN 978-1-4058-8118-0.
  2. ↑ جونز، دانيال (2011). روتش، بيتر ؛ سيتر، جين ؛ إسلينغ، جون (محررون). قاموس كامبريدج الإنجليزي للنطق ( الطبعة الثامنة عشرة). مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN  978-0-521-15255-6.
  3. ↑ ماتون، أنثيا؛ جين هوبكنز؛ تشارلز ويليام ماكلولين؛ سوزان جونسون؛ ماريانا كوون وارنر؛ ديفيد لاهارت؛ جيل د. رايت (1993). علم الأحياء البشري والصحة . إنجلوود كليفس، نيو جيرسي، الولايات المتحدة الأمريكية: برنتيس هول. ISBN 978-0-13-981176-0.
  4. 1 2 سيديل، بروس؛ كريستين أوبراين (2006). "عندما تحدث أشياء سيئة للأسماك الجيدة: فقدان التعبير عن الهيموجلوبين والميوجلوبين في أسماك الجليد في القطب الجنوبي". مجلة علم الأحياء التجريبي . 209 (الجزء 10): 1791-1802 . Bibcode : 2006JExpB.209.1791S . doi : 10.1242/jeb.02091 . PMID 16651546. S2CID 29978182 .  
  5. ↑ ويد، روبرت آي؛ ريد، كلود إف؛ بيرغ، جورج (1963). "هل يُعدّ الهيموغلوبين مكونًا بنيويًا أساسيًا لأغشية كريات الدم الحمراء البشرية؟" . مجلة التحقيقات السريرية . 42 (4): 581-88 . doi : 10.1172/JCI104747 . PMC 289318. PMID 13999462 .  
  6. ↑ دومينغيز دي فيلوتا إي دي، رويز كارمونا إم تي، روبيو جيه جيه، دي أندريس إس (1981). "تساوي قدرة الهيموغلوبين على الارتباط بالأكسجين في الجسم الحي وفي المختبر لدى مرضى يعانون من أمراض تنفسية حادة" . المجلة البريطانية للتخدير . 53 (12): 1325-28 . doi : 10.1093/bja/53.12.1325 . PMID 7317251. S2CID 10029560 .  
  7. ↑ رودس، كارل إي؛ دينولت، ديانا؛ فاراكالو، ماثيو (4 مارس 2019). علم وظائف الأعضاء، نقل الأكسجين . تريجر آيلاند (فلوريدا): ستات بيرلز للنشر. PMID 30855920. مؤرشف من الأصل في 27 أغسطس 2021. تم الاسترجاع في 4 مايو 2019 - عبر NCBI Bookshelf. 
  8. ↑ كوستانزو، ليندا س. (2007). علم وظائف الأعضاء . هاجرستاون، ماريلاند: ليبينكوت ويليامز وويلكنز. ISBN 978-0-7817-7311-9.
  9. ↑ باتون، كيفن ت. (10 فبراير 2015). علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء . إلسيفير للعلوم الصحية. ISBN 978-0-323-31687-3أُرشف من الأصل في 26 أبريل 2016. تم الاطلاع عليه في 9 يناير 2016 .
  10. ↑ إبستين، إف إتش؛ هسيا، سي سي دبليو (1998). "وظيفة الهيموجلوبين التنفسية". مجلة نيو إنجلاند الطبية . 338 (4): 239-247 . doi : 10.1056/NEJM199801223380407 . PMID 9435331 . 
  11. ↑ ساها، د.؛ ريدي، ك. ف. ر.؛ باتغاونكار، م.؛ أيار، ك.؛ بشير، ت.؛ شروف، أ. (2014). "تعبير الهيموغلوبين في الخلايا غير الحمراء: جديد أم شائع؟" . المجلة الدولية للالتهاب . 2014 (803237): 1-8 . doi : 10.1155/2014/803237 . PMC 4241286. PMID 25431740 .  
  12. 1 2 3 4 5 بياجيولي م، بينتو م، سيسيلي د، وآخرون (2009). "التعبير غير المتوقع عن ألفا وبيتا غلوبين في الخلايا العصبية الدوبامينية والخلايا الدبقية في الدماغ المتوسط" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 106 (36): 15454-59 . Bibcode : 2009PNAS..10615454B . doi : 10.1073 / pnas.0813216106 . PMC 2732704. PMID 19717439 .   
  13. ↑ "فحوصات الدم" . المعهد الوطني للقلب والرئة والدم (NHLBI) . مؤرشف من الأصل في 9 أبريل 2019. تم الاطلاع عليه في 27 أبريل 2019 .
  14. 1 2 ويبر، ر. إي.، وفينوغرادوف، س. ن. (2001). "الهيموغلوبينات اللافقارية: وظائفها وتكيفاتها الجزيئية". مجلة علم وظائف الأعضاء ، 81 (2): 569-628 . Bibcode : 2001PhyRv..81..569W . doi : 10.1152/physrev.2001.81.2.569 . PMID: 11274340. S2CID : 10863037 .  
  15. ↑ «ماكس بيروتز، أبو البيولوجيا الجزيئية، يتوفى عن عمر يناهز 87 عامًا» . صحيفة نيويورك تايمز . 8 فبراير 2002. مؤرشف من الأصل في 23 أبريل 2016.
  16. ↑ باري، سي إتش (1794). رسائل من الدكتور ويذرينغ، ... الدكتور إيوارت، ... الدكتور ثورنتون ... والدكتور بيغز ... بالإضافة إلى بعض الأوراق الأخرى، مكملةً لمنشورين حول الربو والسل والحمى وأمراض أخرى، بقلم تي. بيدوز . ص 43. مؤرشف من الأصل في 31 يناير 2022. تم الاطلاع عليه في 30 نوفمبر 2021 . 
  17. ↑ بيدوز، ت. (1796). اعتبارات حول الاستخدام الطبي وإنتاج الهواء الاصطناعي: الجزء الأول. بقلم توماس بيدوز، طبيب. الجزء الثاني. بقلم جيمس وات، مهندس؛ "الجزء 1، القسم 2، "عن تنفس الإنسان والحيوانات الأليفة" . بولجين وروسر. الجزء 1، ص 9-13. مؤرشف من الأصل في 31 يناير 2022. تم الاسترجاع في 30 نوفمبر 2021 .
  18. ^ هونيفيلد، فريدريش لودفيج (1840). منظمة Der Chemismus in der thierischen (باللغة الألمانية). لايبزيغ: إف إيه بروكهاوس. مؤرشفة من الأصلي في 14 أبريل 2021 . تم الاسترجاع في 26 فبراير 2021 .
  19. ^ فونك يا (1851). "Über das milzvenenblut". Z الفئران ميد . 1 : 172 - 218.
  20. ↑ "وصفة ناسا لعلم البلورات البروتينية" (ملف PDF) . موجز تعليمي . الإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 10 أبريل 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 أكتوبر 2008 .
  21. ^ هوبي سيلر إف (1866). “Über die oxydation in lebendem blute”. مختبر ميد كيم انترستش . 1 : 133 - 40.
  22. ^ إنجلهارت ، يوهان فريدريش (1825). Commentatio de vera materia sanguinipurpureum colorem impertientis natura (باللاتينية). غوتنغن: ديتريش. مؤرشف من الأصل في 16 يونيو 2020 . تم الاسترجاع في 16 يونيو 2020 .
  23. ↑ " إنجلهارد وروز حول المادة الملونة للدم" . مجلة إدنبرة الطبية والجراحية . 27 (90): 95-102 . 1827. PMC 5763191. PMID 30330061 .  
  24. ↑ أدير، جيلبرت سميثسون (1925). "دراسة نقدية للطريقة المباشرة لقياس الضغط الأسموزي للهيموجلوبين" . وقائع الجمعية الملكية بلندن . 108 (750): 292-300 . Bibcode : 1925RSPSA.109..292A . doi : 10.1098/rspa.1925.0126 .
  25. 1 2 ستودارت، شارلوت (1 مارس 2022). "علم الأحياء البنيوي: كيف حصلت البروتينات على صورتها المقربة" . مجلة Knowable . doi : 10.1146/knowable-022822-1 . مؤرشف من الأصل في 7 أبريل 2022. تم الاسترجاع في 25 مارس 2022 .
  26. ↑ بيروتز، إم إف؛ روسمان، إم جي؛ كوليس، إيه إف؛ مويرهيد، إتش؛ ويل، جي؛ نورث، إيه سي تي (1960). "بنية الهيموجلوبين: توليف فورييه ثلاثي الأبعاد بدقة 5.5 أنغستروم، تم الحصول عليه بواسطة تحليل الأشعة السينية". نيتشر . 185 ( 4711): 416-422 . Bibcode : 1960Natur.185..416P . doi : 10.1038/185416a0 . PMID 18990801. S2CID 4208282 .  
  27. ↑ بيروتز إم إف (1960). "بنية الهيموجلوبين". ندوات بروكهافن في علم الأحياء . 13 : 165-183 . PMID 13734651 . 
  28. ↑ دي تشادارفيان، ثريا (يونيو 2018). "جون كيندرو والميوغلوبين: تحديد بنية البروتين في خمسينيات القرن العشرين: جون كيندرو والميوغلوبين" . علم البروتين . 27 (6): 1136-1143 . doi : 10.1002/pro.3417 . PMC 5980623. PMID 29607556 .  
  29. ^ نيشي، هيروشي. إناجي، ريكو؛ كاتو، هيديكي؛ تانيموتو، ماسايوكي؛ كوجيما، إيشيرو؛ الابن دايسوكي. فوجيتا، توشيرو؛ نانجاكو ، ماساومي (أغسطس 2008). "يتم التعبير عن الهيموجلوبين بواسطة خلايا مسراق الكبيبة ويقلل من الإجهاد التأكسدي" . مجلة الجمعية الأمريكية لأمراض الكلى . 19 (8): 1500–1508 . دوى : 10.1681/ASN.2007101085 . ردمك 1046-6673 . بمك 2488266 . بميد 18448584 .   
  30. هارديسون ، روس سي. ( 1 ديسمبر 2012). "تطور الهيموجلوبين وجيناته" . مجلة كولد سبرينغ هاربور لوجهات نظر في الطب . 2 (12) a011627. doi : 10.1101/cshperspect.a011627 . ISSN 2157-1422 . PMC 3543078. PMID 23209182 .   
  31. ↑ أوفنر، سوزان (1 أبريل 2010). "استخدام قواعد بيانات الجينوم التابعة للمركز الوطني لمعلومات التقانة الحيوية لمقارنة جينات بيتا هيموجلوبين لدى الإنسان والشمبانزي" . مجلة معلم الأحياء الأمريكي . 72 (4): 252-256 . doi : 10.1525/abt.2010.72.4.10 . ISSN 0002-7685 . S2CID 84499907. مؤرشف من الأصل في 26 ديسمبر 2019. تم الاطلاع عليه في 26 ديسمبر 2019 .  
  32. ↑ "HBB – الوحدة الفرعية بيتا للهيموجلوبين – الشمبانزي القزم (Pan paniscus) – جين وبروتين HBB" . uniprot.org . مؤرشف من الأصل في 1 أغسطس 2020. تم الاطلاع عليه في 10 مارس 2020 .
  33. ↑ "HBA1 - الوحدة الفرعية ألفا للهيموجلوبين - الشمبانزي (Pan troglodytes) - جين وبروتين HBA1" . uniprot.org . مؤرشف من الأصل في 1 أغسطس 2020. تم الاطلاع عليه في 10 مارس 2020 .
  34. 1 2 هويسمان، تي إتش جيه (1996). "مقرر دراسي لمتغيرات الهيموجلوبين البشري" . خادم جينات الغلوبين . جامعة ولاية بنسلفانيا. مؤرشف من الأصل في 11 ديسمبر 2008. تم الاسترجاع في 12 أكتوبر 2008 .
  35. ↑ أرشيف متغيرات الهيموجلوبين بتاريخ 5 نوفمبر 2006 على موقع Wayback Machine . Labtestsonline.org. تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 سبتمبر 2013.
  36. ↑ عثمان، محرر. "اعتلالات الهيموجلوبين والثلاسيميا" . مؤرشف من الأصل في 15 ديسمبر 2007. تم الاطلاع عليه في 26 ديسمبر 2007 .
  37. ↑ لوميس، ويليام ف. (يناير 1990). " أوجه التشابه في الجينومات حقيقية النواة" . الكيمياء الحيوية المقارنة وعلم وظائف الأعضاء، الجزء ب: الكيمياء الحيوية المقارنة . 95 (1): 21-27 . doi : 10.1016/0305-0491(90)90242-L . PMID 2184986. مؤرشف من الأصل في 16 أغسطس 2025. تم الاطلاع عليه في 26 يوليو 2025 . 
  38. ↑ ريد، ليزلي. "التكيف الموجود في جينات الفئران." أوماها وورلد هيرالد ، 11 أغسطس 2009: EBSCO.
  39. 1 2 غودمان، موريس؛ مور، جي. ويليام؛ ماتسودا، جينجي (20 فبراير 1975). "التطور الدارويني في أنساب الهيموجلوبين". مجلة نيتشر . 253 (5493): 603-608 . Bibcode : 1975Natur.253..603G . doi : 10.1038/253603a0 . PMID 1089897. S2CID 2979887 .  
  40. ستورز ، جاي ف .؛ أوبازو، خوان س.؛ هوفمان، فيديريكو ج. (1 فبراير 2013). "تضاعف الجينات، وتضاعف الجينوم، والتنوع الوظيفي لغلوبينات الفقاريات" . علم الوراثة الجزيئية والتطور . 66 (2): 469-478 . Bibcode : 2013MolPE..66..469S . doi : 10.1016 / j.ympev.2012.07.013 . ISSN 1095-9513 . PMC 4306229. PMID 22846683 .   
  41. 1 2 بيلاي، أرفيند س.؛ تشاندلر، شين أ.؛ ليو، يانغ؛ سينيور، أنتوني ف.؛ كورتيز-روميرو، كارلوس ر.؛ بينيش، جاستن ل.ب.؛ لاغانوفسكي، آرثر؛ ستورز، جاي ف.؛ هوشبيرغ، جورج ك.أ.؛ ثورنتون، جوزيف و. (مايو 2020). " أصل التعقيد في تطور الهيموغلوبين" . مجلة نيتشر . 581 (7809): 480-485 . Bibcode : 2020Natur.581..480P . doi : 10.1038 / s41586-020-2292-y . ISSN 1476-4687 . PMC 8259614. PMID 32461643. S2CID 218761566 .    
  42. ↑ زيمر إي إيه، مارتن إس إل، بيفرلي إس إم، كان واي دبليو، ويلسون إيه سي (1 أبريل 1980). "التضاعف السريع وفقدان الجينات المشفرة لسلاسل ألفا من الهيموجلوبين" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 77 (4): 2158-2162 . Bibcode : 1980PNAS...77.2158Z . doi : 10.1073 / pnas.77.4.2158 . ISSN 0027-8424 . PMC 348671. PMID 6929543 .   
  43. ↑ سكوت، غراهام ر. (1 أغسطس 2011). "أداء مُحسّن: الخصائص الفسيولوجية الفريدة للطيور التي تطير على ارتفاعات عالية" . مجلة علم الأحياء التجريبي . 214 (15): 2455-2462 . Bibcode : 2011JExpB.214.2455S . doi : 10.1242/jeb.052548 . ISSN 0022-0949 . PMID 21753038 .  
  44. ↑ بروجيكتو-غارسيا، جوانا؛ ناتاراجان، تشاندراسيكار؛ مورياما، هيدياكي؛ ويبر، روي إي.؛ فاجو، أنجيلا؛ تشيفيرون، زاكاري أ.؛ دادلي، روبرت؛ ماكغواير، جيمي أ.؛ ويت، كريستوفر سي. (17 ديسمبر/كانون الأول 2013). "التغيرات المتكررة في وظيفة الهيموغلوبين مع الارتفاع خلال تطور طيور الطنان الأنديزية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 110 (51): 20669-74 . Bibcode : 2013PNAS..11020669P . doi : 10.1073/pnas.1315456110 . ISSN 0027-8424 . PMC 3870697 . PMID 24297909 .   
  45. ↑ «كان لدى الماموث دمٌ مضادٌ للتجمد» . بي بي سي. 2 مايو 2010. مؤرشف من الأصل في 4 مايو 2010. تم الاطلاع عليه في 2 مايو 2010 .
  46. ↑ بيال، سينثيا م.؛ سونغ، كي جونغ؛ إلستون، روبرت س.؛ غولدشتاين، ميلفين س. (28 سبتمبر/أيلول 2004). "ارتفاع معدل بقاء النسل بين النساء التبتيات ذوات الأنماط الجينية عالية التشبع بالأكسجين المقيمات على ارتفاع 4000 متر" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 101 (39): 14300-04 . Bibcode : 2004PNAS..10114300B . doi : 10.1073 / pnas.0405949101 . ISSN 0027-8424 . PMC 521103. PMID 15353580 .   
  47. ↑ "تخليق الهيموجلوبين" . 14 أبريل 2002. مؤرشف من الأصل في 26 ديسمبر 2007. تم الاطلاع عليه في 26 ديسمبر 2007 .
  48. ↑ بوركا، إدوارد (1969). " خصائص تحلل الحمض النووي الريبي في خلايا الدم الحمراء" . مجلة التحقيقات السريرية . 48 (7): 1266-1272 . doi : 10.1172/jci106092 . PMC 322349. PMID 5794250 .  
  49. 1 2 فان كيسل، هانز (2002). "البروتينات - البولياميدات الطبيعية". كيمياء نيلسون 12. تورنتو: طومسون. ص 122. ISBN  978-0-17-625986-0.
  50. ↑ "دليل الهيموجلوبين". مؤرشف بتاريخ 26-11-2009 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) . جامعة ماساتشوستس أمهيرست. موقع إلكتروني. 23 أكتوبر 2009.
  51. ↑ شتاينبرغ، إم إتش (2001). اضطرابات الهيموجلوبين: علم الوراثة، والفيزيولوجيا المرضية، والإدارة السريرية . مطبعة جامعة كامبريدج. ص 95. ISBN  978-0-521-63266-9أُرشف من الأصل في 17 نوفمبر 2016. تم الاطلاع عليه في 18 فبراير 2016 .
  52. ↑ هارديسون، آر سي (1996). "تاريخ موجز للهيموجلوبين: النباتات والحيوانات والطلائعيات والبكتيريا" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 93 (12): 5675-79 . Bibcode : 1996PNAS...93.5675H . doi : 10.1073 / pnas.93.12.5675 . PMC 39118. PMID 8650150 .  
  53. ↑ "الهيموجلوبين". مؤرشف بتاريخ 13 نوفمبر 2009 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine). كلية الكيمياء - جامعة بريستول - المملكة المتحدة. موقع إلكتروني. 12 أكتوبر 2009.
  54. ↑ ويكي بريميد > كيمياء التناسق. مؤرشف بتاريخ 23 أغسطس 2009 في أرشيف الإنترنت . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 يوليو 2009.
  55. ↑ علم الأحياء الأساسي (2015). "خلايا الدم" . مؤرشف من الأصل في 18 يوليو 2021. تم الاطلاع عليه في 27 مارس 2020 .
  56. ↑ لينبرغ ر، كونوفير سي دي، شوم كيه إل، شور آر جي (1998). "ناقلات الأكسجين القائمة على الهيموغلوبين: ما هي الكمية المفرطة من الميثيموغلوبين؟" . الخلايا الاصطناعية، بدائل الدم، التكنولوجيا الحيوية غير المتحركة . 26 (2): 133-148 . doi : 10.3109/10731199809119772 . PMID 9564432 . 
  57. ↑ الهيموجلوبين. مؤرشف بتاريخ 15 مارس 2017 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine ). Worthington-biochem.com. تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 سبتمبر 2013.
  58. ↑ فان بيكفيلت، إم سي، وكولير، دبليو إن، وويفرز، آر إيه، وفان إنجيلين، بي جي (2001). "أداء مطيافية الأشعة تحت الحمراء القريبة في قياس استهلاك الأكسجين الموضعي وتدفق الدم في العضلات الهيكلية". مجلة علم وظائف الأعضاء التطبيقي . 90 (2): 511-519 . doi : 10.1152/jappl.2001.90.2.511 . PMID 11160049. S2CID 15468862 .  
  59. 1 2 "الهيموجلوبين". مؤرشف بتاريخ 24 يناير 2012 في موقع Wayback Machine . موقع MedicineNet. تاريخ الوصول: 12 أكتوبر 2009.
  60. ↑ "الصفحة الرئيسية للهيموجلوبين". مؤرشف بتاريخ 1 ديسمبر 2009 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) . علم الأحياء في جامعة ديفيدسون. موقع إلكتروني. 12 أكتوبر 2009.
  61. ↑ "رسم بياني لتشبع الهيموجلوبين" . altitude.org. مؤرشف من الأصل في 31 أغسطس 2010. تم الاطلاع عليه في 6 يوليو 2010 .
  62. ↑ كينغ، مايكل و. "صفحة الكيمياء الحيوية الطبية - الهيموغلوبين" . مؤرشف من الأصل في 4 مارس 2012. تم الاطلاع عليه في 20 مارس 2012 .
  63. ↑ فويت، د. (2008) أساسيات الكيمياء الحيوية ، الطبعة الثالثة، الشكل 07_06، جون وايلي وأولاده. ISBN 0470129301
  64. ↑ شيكاما ك (2006). "طبيعة رابطة FeO2 في الميوغلوبين والهيموغلوبين: نموذج جزيئي جديد" . بروغ بيوفيز مول بيول . 91 ( 1-2 ): 83-162 . doi : 10.1016/j.pbiomolbio.2005.04.001 . PMID 16005052 . 
  65. ↑ أهرنز؛ كيمبرلي، باشام (1993). أساسيات الأكسجة: تطبيقاتها في الممارسة السريرية . جونز وبارتليت للتعليم. ص 194. ISBN  978-0-86720-332-5.
  66. ↑ أوغاوا، س؛ مينون، ر.س؛ تانك، د.و؛ كيم، س.ج؛ ميركل، هـ؛ إيلرمان، ج.م؛ أوغوربيل، ك (1993). "التصوير الوظيفي للدماغ باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي المعتمد على مستوى أكسجة الدم. مقارنة لخصائص الإشارة مع نموذج بيوفيزيائي" . مجلة الفيزياء الحيوية . 64 (3): 803-812 . Bibcode : 1993BpJ....64..803O . doi : 10.1016/S0006-3495(93)81441-3 . PMC 1262394. PMID 8386018 .  
  67. 1 2 برين كيه إل، أيزنبرغ آر، غراي إتش بي (2015). "اكتشاف السلوك المغناطيسي للهيموغلوبين: بداية الكيمياء الحيوية اللاعضوية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 112 (43): 13123-27 . Bibcode : 2015PNAS..11213123B . doi : 10.1073/pnas.1515704112 . PMC 4629386. PMID 26508205 .  
  68. ↑ ميهايلسكو، ميهايلا-ريتا؛ روسو، إيرينا م. (27 مارس 2001). "بصمة التحول T → R في الهيموجلوبين البشري" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 98 (7): 3773-77 . Bibcode : 2001PNAS...98.3773M . doi : 10.1073/pnas.071493598 . ISSN 0027-8424 . PMC 31128. PMID 11259676 .   
  69. ↑ تشو كيه سي (1989). "الرنين منخفض التردد والتعاونية في الهيموجلوبين". اتجاهات في العلوم البيوكيميائية. 14 ( 6): 212-213 . doi : 10.1016/0968-0004(89)90026-1 . PMID 2763333 . 
  70. ↑ جنسن، فرانك ب (2009). "الأدوار المزدوجة لخلايا الدم الحمراء في توصيل الأكسجين إلى الأنسجة: ناقلات الأكسجين ومنظمات تدفق الدم الموضعي". مجلة علم الأحياء التجريبي . 212 (الجزء 21): 3387-3393 . Bibcode : 2009JExpB.212.3387J . doi : 10.1242/jeb.023697 . PMID: 19837879. S2CID : 906177 .  
  71. ↑ هول، جون إي. (2010). كتاب جايتون وهول في علم وظائف الأعضاء الطبية ( الطبعة الثانية عشرة). فيلادلفيا، بنسلفانيا: سوندرز/إلسيفير. ص 502. ISBN   978-1-4160-4574-8.
  72. ↑ رودس، كارل إي .؛ دينولت، ديانا؛ فاراكالو، ماثيو (4 مارس 2019). علم وظائف الأعضاء، نقل الأكسجين . تريجر آيلاند (فلوريدا): ستات بيرلز للنشر. PMID 30855920. مؤرشف من الأصل في 27 أغسطس 2021. تم الاسترجاع في 4 مايو 2019 - عبر NCBI Bookshelf. من المهم ملاحظة أنه في حالة كاربوكسي هيموغلوبين الدم، فإن انخفاض قدرة نقل الأكسجين ليس هو ما يسبب المرض، بل ضعف توصيل الأكسجين المرتبط إلى الأنسجة المستهدفة. 
  73. ↑ نيلسون، د. ل.؛ كوكس، م. م. (2000). مبادئ لينينجر في الكيمياء الحيوية ، الطبعة الثالثة. نيويورك: دار نشر وورث. ص 217، ISBN 1572599316.
  74. ↑ جايتون، آرثر سي؛ جون إي. هول (2006). كتاب علم وظائف الأعضاء الطبية ( الطبعة الحادية عشرة). فيلادلفيا: إلسيفير سوندرز. ص 511. ISBN   978-0-7216-0240-0.
  75. ↑ المحاضرة ١٢ - الميوغلوبين والهيموغلوبين على يوتيوب
  76. ↑ الكيمياء الحيوية ( الطبعة الثامنة). نيويورك: دبليو إتش فريمان. 2015. ISBN  978-1-4641-2610-9.
  77. ↑ روتجيس، هـ. أ.؛ نيفين، م. س.؛ ويبر، ر. إ.؛ ويت، ف.؛ فان دن ثيلارت، ج. إ. إ. ج. م. (20 يونيو 2007). "تتضمن استراتيجيات متعددة لأسماك البلطي في بحيرة فيكتوريا للتكيف مع نقص الأكسجين مدى الحياة تبديل الهيموجلوبين". المجلة الأمريكية لعلم وظائف الأعضاء: التنظيمي والتكاملي والمقارن . 293 (3): R1376–83. Bibcode : 2007AJPRI.293R1376R . doi : 10.1152/ajpregu.00536.2006 . PMID 17626121 . 
  78. ↑ غرونينبورن، أنجيلا م.؛ كلور، جي. ماريوس؛ برونوري، ماوريتسيو؛ جياردينا، برونو؛ فالسيوني، جيانكارلو؛ بيروتز، ماكس ف. (1984). "الكيمياء الفراغية لـ ATP و GTP المرتبطين بهيموغلوبين الأسماك". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 178 (3): 731-42 . doi : 10.1016/0022-2836(84)90249-3 . PMID 6492161 . 
  79. ↑ ويبر، روي إي.؛ فرانك ب. جنسن (1988). "التكيفات الوظيفية في الهيموجلوبين لدى الفقاريات ذات الدم البارد". المراجعة السنوية لعلم وظائف الأعضاء . 50 (1): 161-179 . Bibcode : 1988ARPhy..50..161W . doi : 10.1146/annurev.ph.50.030188.001113 . PMID 3288089 . 
  80. ↑ رانج، إتش بي؛ ديل، إم إم؛ ريتر، جيه إم؛ مور، بي كيه (2003). علم الأدوية، الطبعة الخامسة . إلسيفير. ISBN 978-0-443-07202-4.
  81. ↑ "متغيرات الهيموجلوبين" . اختبارات معملية عبر الإنترنت . الجمعية الأمريكية للكيمياء السريرية. 10 نوفمبر 2007. مؤرشف من الأصل في 20 سبتمبر 2008. تم الاطلاع عليه في 12 أكتوبر 2008 .
  82. ↑ كيكوتشي، جي.؛ يوشيدا، تي.؛ نوغوتشي، إم. (2005). "أكسيجيناز الهيم وتحلل الهيم". مجلة الاتصالات البحثية في الكيمياء الحيوية والفيزياء الحيوية . 338 (1): 558-67 . Bibcode : 2005BBRC..338..558K . doi : 10.1016/j.bbrc.2005.08.020 . PMID 16115609 . 
  83. ↑ كومز، مارغريت و. (2011). "استقلاب الأحماض الأمينية والهيم". في ديفلين، توماس م. (محرر). كتاب الكيمياء الحيوية: مع ارتباطات سريرية ( الطبعة السابعة). هوبوكين، نيوجيرسي: جون وايلي وأولاده. ص 797. ISBN   978-0-470-28173-4.
  84. ↑ "اعتلال الهيموجلوبين" في قاموس دورلاند الطبي
  85. ↑ نقص الأكسجة ( مؤرشف في 2009-02-02 في Wayback Machine ). موسوعة بريتانيكا ، تنص على نقص الأكسجة (انخفاض ضغط الأكسجين في الدم) .
  86. ↑ Biology-Online.org --> قاموس  » H  » نقص الأكسجة (مؤرشف بتاريخ 21-11-2009 في Wayback Machine، آخر تعديل بتاريخ 29 ديسمبر 2008)
  87. ↑ ويليام، سي. ويلسون؛ غراندي، كريستوفر م.؛ هويت، ديفيد ب. (2007). "الفيزيولوجيا المرضية للفشل التنفسي الحاد" . الصدمات، المجلد الثاني: العناية المركزة . تايلور وفرانسيس. ص 430. ISBN  978-1-4200-1684-0أُرشف من الأصل في 17 نوفمبر 2016. تم الاطلاع عليه في 18 فبراير 2016 .
  88. ↑ ماكجافيجان، ب.أ. (1996). "مخاطر نقص الأكسجة: كيفية حماية المريض من انخفاض مستويات الأكسجين" . التمريض . 26 (5): 41-46 ، اختبار 46. doi : 10.1097/00152193-199626050-00013 . PMID 8710285 . 
  89. ↑ "NGSP: HbA1c و eAG" . ngsp.org . مؤرشف من الأصل في 15 أكتوبر 2015. تم الاطلاع عليه في 28 أكتوبر 2015 .
  90. ↑ "تعريف الهيموجلوبين السكري". مؤرشف بتاريخ 23 يناير 2014 في موقع Wayback Machine Medicine Net. موقع إلكتروني. 12 أكتوبر 2009.
  91. ↑ مادسن، هـ؛ ديتزل، ج (1984). " نقل الأكسجين في الدم خلال الثلث الأول من الحمل لدى المصابات بداء السكري". مجلة Acta Obstetricia et Gynecologica Scandinavica . 63 (4): 317-320 . doi : 10.3109/00016348409155523 . PMID 6741458. S2CID 12771673 .  
  92. ↑ الهيموجلوبين في ميدلاين بلس
  93. ↑ جمعية أبحاث السكري الطبية الحيوية. حاسبة تحويل وحدات النظام الدولي للوحدات مؤرشفة بتاريخ 2013-03-09 في موقع Wayback Machine .
  94. ↑ هاندين، روبرت آي؛ لوكس، صموئيل إي؛ وستوسيل بلود، توماس بي (2003). الدم: مبادئ وممارسة علم الدم . ليبينكوت ويليامز وويلكنز، ISBN 0781719933
  95. ↑ "اختبار مستوى الهيموجلوبين" . Ibdcrohns.about.com . ١٦ أغسطس ٢٠١٣. مؤرشف من الأصل في ٢٩ يناير ٢٠٠٧. تم الاطلاع عليه في ٥ سبتمبر ٢٠١٣ .
  96. ↑ "الهيموجلوبين (النطاق المرجعي)" . دفتر الممارسة العامة . مؤرشف من الأصل في 25 سبتمبر 2009.
  97. ↑ موراي إس إس وماكيني إي إس (2006). أسس تمريض الأم والوليد . الطبعة الرابعة، ص 919. فيلادلفيا: سوندرز إلسيفير. ISBN 1416001417.
  98. ↑ "الهيماتوكريت (HCT) أو حجم الخلايا المكدسة (PCV)" . DoctorsLounge.com. مؤرشف من الأصل في 2 يناير 2008. تم الاطلاع عليه في 26 ديسمبر 2007 .
  99. ↑ فراسكا، د.؛ داهيوت-فيزيلير، س.؛ كاثرين، ك.؛ ليفرات، ق.؛ ديبين، ب.؛ ميموز، أ. (2011). "دقة جهاز مراقبة الهيموجلوبين غير الجراحي المستمر لدى مرضى وحدة العناية المركزة*". طب العناية الحرجة . 39 (10): 2277-2282 . doi : 10.1097/CCM.0b013e3182227e2d . PMID 21666449. S2CID 205541592 .  
  100. ↑ فيراري، م.؛ بينزوني، ت.؛ كواريزيما، ف. (1997). "الأيض التأكسدي في العضلات" . المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية ب: العلوم البيولوجية . 352 ( 1354): 677-83 . Bibcode : 1997RSPTB.352..677F . doi : 10.1098/rstb.1997.0049 . PMC 1691965. PMID 9232855 .  
  101. ↑ مادسن، ب. ل.؛ سيشر، ن. هـ. (1999). " قياس الأكسجين في الدماغ بالأشعة تحت الحمراء القريبة". التقدم في علم الأحياء العصبي . 58 (6): 541-60 . doi : 10.1016/S0301-0082(98)00093-8 . PMID 10408656. S2CID 1092056 .  
  102. ↑ مكولي، ك.ك.؛ هاماأوكا، ت. (2000). "مطيافية الأشعة تحت الحمراء القريبة: ماذا يمكن أن تخبرنا عن تشبع الأكسجين في العضلات الهيكلية؟". مراجعات علوم التمرين والرياضة . 28 (3): 123-127 . PMID 10916704 . 
  103. ↑ بيري، إس بي (2008). "التصوير الطيفي غير الجراحي بالأشعة تحت الحمراء القريبة لوظائف الدماغ البشري أثناء التمرين". طرق . 45 (4): 289-99 . doi : 10.1016/j.ymeth.2008.04.005 . PMID 18539160 . 
  104. ↑ رولف، ب. (2000). "مطيافية الأشعة تحت الحمراء داخل الجسم الحي". المراجعة السنوية للهندسة الطبية الحيوية . 2 : 715-54 . doi : 10.1146/annurev.bioeng.2.1.715 . PMID 11701529 . 
  105. ↑ سيبنمان، كريستوف؛ كايزر، ستيفاني؛ روباخ، بول؛ لوندبي، كارستن (29 يونيو 2017). "CORP: تقييم كتلة الهيموجلوبين الكلية عن طريق إعادة تنفس أول أكسيد الكربون" . مجلة علم وظائف الأعضاء التطبيقي . 123 (3): 645-654 . doi : 10.1152/japplphysiol.00185.2017 . ISSN 8750-7587 . PMID 28663373 .  
  106. ↑ ميهغنول-شيبر دي جيه، فان دير كالين بي إف، كولير دبليو إن، فان دير سلويجس إم سي، فان إرنينغ إل جيه، ثيجسن إتش أو، أوسيبورغ بي، هوفناغلز دبليو إتش، جانسن آر دبليو (2002). "قياسات متزامنة لتغيرات أكسجة الدماغ أثناء تنشيط الدماغ باستخدام مطيافية الأشعة تحت الحمراء القريبة والتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي لدى متطوعين أصحاء من الشباب وكبار السن" . مجلة رسم خرائط الدماغ البشري . 16 (1): 14-23 . doi : 10.1002/hbm.10026 . PMC 6871837. PMID 11870923 .  
  107. ↑ "سيركاكور - كيف تعمل تقنية الهيموجلوبين غير الجراحية من إمبر" . technology.cercacor.com . مؤرشف من الأصل في 4 نوفمبر 2016. تم الاطلاع عليه في 3 نوفمبر 2016 .
  108. ↑ ل. إنت بانيس؛ ب. غوديريس؛ ر. فيرهين (1995). "تركيز الهيموغلوبين في يرقات Chironomus cf. Plumosus L. (Diptera: Chironomidae) من بيئتين مائيتين راكدتين" . المجلة الهولندية لعلم البيئة المائية . 29 (1): 1-4 . Bibcode : 1995NJAqE..29....1P . doi : 10.1007/BF02061785 . S2CID 34214741. مؤرشف من الأصل في 5 سبتمبر 2018. تم الاسترجاع في 10 نوفمبر 2013 . 
  109. ↑ زال ف، لالييه ف.هـ، غرين ب.ن، فينوغرادوف س.ن، تولموند أ (1996). "نظام الهيموغلوبين المتعدد في دودة الأنبوب الحرارية المائية ريفتيا باتشيبتيلا. الجزء الثاني: دراسة التركيب الكامل لسلسلة الببتيد باستخدام تحليل أقصى إنتروبيا لأطياف الكتلة" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 271 (15): 8875-8881 . doi : 10.1074/jbc.271.15.8875 . PMID 8621529 . 
  110. ↑ مينيتش ز، هيرفيه ج (2004). "الجوانب البيوكيميائية والإنزيمية للتكافل بين دودة الأنابيب في أعماق البحار ريفتيا باتشيبتيلا وبكتيرياها الداخلية المتكافلة" . المجلة الأوروبية للكيمياء الحيوية 271 ( 15): 3093-3102 . doi : 10.1111/j.1432-1033.2004.04248.x . PMID 15265029 . 
  111. ↑ ليو إل، زينغ إم، ستاملر جيه إس (1999). "تحفيز الهيموجلوبين في خلايا البالعات الكبيرة للفئران" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 96 (12): 6643-47 . Bibcode : 1999PNAS...96.6643L . doi : 10.1073 / pnas.96.12.6643 . PMC 21968. PMID 10359765 .  
  112. ↑ نيوتن، د. أ.، راو، ك. م.، دلوهي، ر. أ.، باتز، ج. إ. (2006). "يُعبَّر عن الهيموجلوبين بواسطة الخلايا الظهارية السنخية" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 281 (9): 5668-76 . doi : 10.1074/jbc.M509314200 . PMID 16407281 . 
  113. ↑ نيشي، هـ.؛ إيناجي، ر.؛ كاتو، هـ.؛ تانيموتو، م.؛ كوجيما، إ.؛ سون، د.؛ فوجيتا، ت.؛ نانغاكو، م. (2008). "يُعبَّر عن الهيموجلوبين بواسطة الخلايا الميزانغية ويقلل من الإجهاد التأكسدي" . مجلة الجمعية الأمريكية لأمراض الكلى . 19 (8): 1500-1508 . doi : 10.1681/ASN.2007101085 . PMC 2488266. PMID 18448584 .  
  114. ↑ بوه، لاري (2001). دليل ممارسة الصيدلة: دليل للتجربة السريرية . ليبينكوت ويليامز وويلكنز. ISBN 978-0-7817-2541-5.
  115. ↑ هولدن، كونستانس (2005). "الدم والفولاذ". مجلة ساينس . 309 (5744): 2160. doi : 10.1126/science.309.5744.2160d . S2CID 190178048 . 
  116. ↑ موران إل، هورتون آر إيه، سكريمجور جي، بيري إم (2011). مبادئ الكيمياء الحيوية . بوسطن، ماساتشوستس: بيرسون. ص 127. ISBN  978-0-321-70733-8.
  117. ↑ هنري، شون (7 أغسطس/آب 2014). "نظرة خاطفة على المجموعة الفنية لمركز جامعة ماكجيل الصحي" . أخبار سي بي سي. مؤرشف من الأصل في 5 فبراير/شباط 2016. تم الاطلاع عليه في 1 فبراير/شباط 2016 .
  118. ↑ "Lustre (Hémoglobine) 2014" . Art Public Montréal . مونتريال. مؤرشف من الأصل في 1 فبراير 2016. تم الاطلاع عليه في 1 فبراير 2016 .

للمزيد من القراءة

  • كامبل، إم كيه (1999). الكيمياء الحيوية (  الطبعة الثالثة). هاركورت. رقم ISBN 978-0-03-024426-1.
  • إساغييان، إس؛ هورويتش، تي بي؛ فونارو، جي سي (2006). "علاقة عكسية غير متوقعة بين مستويات الهيموغلوبين السكري (HbA1c) ومعدل الوفيات لدى مرضى السكري المصابين بقصور القلب الانقباضي المتقدم". المجلة الأمريكية لأمراض القلب . 151 (1): 91.e1–91.e6. doi : 10.1016/j.ahj.2005.10.008 . PMID 16368297 . 
  • غانونغ، دبليو إف (2003). مراجعة علم وظائف الأعضاء الطبية (الطبعة 21  ). لانج. ISBN 978-0-07-140236-1.
  • هاجر، ت. (1995). قوة الطبيعة: حياة لينوس باولينغ . سيمون وشوستر. ISBN 978-0-684-80909-0.
  • هازلوود، لورين (2001) لا يمكن العيش بدونه: قصة الهيموجلوبين في المرض والصحة ، دار نشر نوفا ساينس ، رقم ISBN 1-56072-907-4
  • كنيب جي، بالاكريشنان جي، تشن آر، شين تي جيه، ساهو إس سي، هو إن تي، جيوفانيلي جيه إل، سيمبلايسانو في، هو سي، سبيرو تي (2005). "ديناميكيات التفارغ في الهيموجلوبين: أدوار روابط التيروزين H قبل الأخيرة". جي مول بيول . 356 (2): 335-53 . دوى : 10.1016/j.jmb.2005.11.006 . بميد 16368110 . 
  • هارديسون، روس سي. (2012). "تطور الهيموجلوبين وجيناته" . مجلة كولد سبرينغ هاربور لوجهات نظر في الطب . 2 (12) a011627. doi : 10.1101/cshperspect.a011627 . ISSN 2157-1422 . PMC 3543078. PMID 23209182 .