Fetales Hämoglobin

Fetales Hämoglobin besteht aus jeweils 2 α-Globinketten und 2 γ-Globinketten (zum Vergleich: erwachsenes HbA0: α₂β₂). Dies bedingt die hohe Sauerstoffbindung sowie eine erniedrigte Affinität zu 2,3-Bisphosphoglycerat, einem negativ allosterischen Effektor für die Bindung von Sauerstoff an Hämoglobin.

Die höhere Sauerstoffaffinität bewirkt, dass Sauerstoff auch bei niedrigem O₂-Partialdruck gebunden werden kann. Wichtig ist dies in der Plazenta, wo die Abgabe von Sauerstoff aus maternalem Hämoglobin auf das fetale Hämoglobin erfolgt.

HbF ist das dominierende Hämoglobin während der fetalen Entwicklung. Die Synthese beginnt in der frühen Schwangerschaft und geht nach der Geburt schrittweise in die β-Globinsynthese des adulten Hämoglobins über.^[1] Der Globinwechsel erfolgt dabei ontogenetisch von embryonalen Globinketten zu fetalen γ-Ketten und postnatal zur β-Globinsynthese. Der Übergang ist in der Regel im Säuglingsalter weitgehend abgeschlossen.^[2] In der Erythropoese von Fetus und Neugeborenem wird HbF in erythroiden Vorläuferzellen gebildet und bleibt in den ersten Lebensmonaten noch in wechselnden Anteilen nachweisbar.^[3]

Neugeborene weisen physiologisch einen hohen HbF-Anteil auf. Häufig werden im ersten Lebenstag etwa 50 bis 80 % angegeben, teils auch mehr als 75 % der Gesamthämoglobinfraktion.^[4][5] Im Verlauf des ersten Lebensjahres sinkt der HbF-Anteil kontinuierlich ab. Um den 6. Lebensmonat werden typischerweise noch etwa 1 bis 8 % beschrieben, am Ende des ersten Lebensjahres liegt der Wert meist im Bereich < 2 %.^[4][5] Bei Erwachsenen beträgt der HbF-Anteil in der Regel < 1 bis 2 %.^[4][5]

Bei der hereditären Persistenz fetalen Hämoglobins (HPFH) führen definierte Mutationen zur persistierend hohen Synthese von Hämoglobin F im Erwachsenenalter. Der erhöhte HbF-Spiegel führt bei Patienten, die zusätzlich an Sichelzellanämie oder β-Thalassämie leiden, zur Verbesserung ihrer Symptomatik.

Die Wiederherstellung hoher HbF-Spiegel ist auch das Ziel der Therapie mit Hydroxycarbamid bei β-Hämoglobinopathien. Vermutlich erhöht Hydroxycarbamid die HbF-Konzentration aufgrund einer Stresserythropoese. Bisher (2026) konnte eine Erhöhung des Hämoglobinwertes bei Patienten mit Thalassaemia intermedia nachgewiesen werden.^[6]

Eine intermittierende Gabe von Butyraten stimuliert ebenfalls die HbF-Synthese effektiv bei Patienten mit Sichelzellanämie. Der Effekt bei β-Thalassämie ist jedoch unklar. Forschungen konzentrieren sich auf spezifischere Medikamente, die Progenitorzellen (F-Zellen) stimulieren oder über KLF1- oder BCL11A-Inhibition die HbF-Synthese erhöhen.^[7] Die dauerhafte Reaktivierung der HbF-Synthese wird inzwischen auch durch Geneditierung therapeutisch genutzt.^[8]

Gelegentlich ist es notwendig, zu untersuchen, ob Erythrozyten HbF oder HbA enthalten, z.B. zur Abschätzung des Ausmaßes einer fetomaternalen Hämorrhagie oder bei einer Nabelschnurpunktion. Hierfür steht die HbF-Färbung nach Kleihauer-Betke zur Verfügung. Dabei entspricht ein Anteil von 2 Promille HbF-Zellen im Ausstrich des mütterlichen Bluts einer Menge von ca. 10 ml fetalen Blutes im mütterlichen Kreislauf.^[9] Eine durchflusszytometrische Diagnostik ist ebenfalls möglich.