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Strukturelle Hämoglobinopathie

1 Definition

Strukturelle Hämoglobinopathien sind Erkrankungen auf Basis einer gestörten Funktion oder veränderten physikalischen und chemischen Eigenschaften des Hämoglobinmoleküls.

2 Ursache

Strukturelle Hämoglobinopathien entstehen durch Veränderungen der Aminosäuresequenz (Mutation) einer Globinkette des Hämoglobinmoleküls.

3 Einteilung

Nach funktionellen Gesichtspunkten werden strukturelle Hämoglobinopathien in drei Gruppen eingeteilt:

3.1 Abnorme Hämoglobinpolymerisierung

Sichelzellsyndrome beruhen auf einer Mutation der β-Globinkette mit Austausch von Glutamin zu Valin an Position 6. Dieses Hämoglobin S (HbS) polymerisiert bei Desoxygenierung reversibel, sodass eine Sichelzelle entsteht. Diese verliert ihre Verformbarkeit und besitzt eine erhöhte Adhäsion an das Endothel von kleinen Venolen. Folglich kommt es zu Episoden mikrovaskulärer Vasookklusion sowie zur vorzeitige Zerstörung der Erythrozyten (hämolytische Anämie). Klinische Manifestationen sind Ischämieschmerzen (Sichelzellkrisen) und Funktionsstörungen von Milz, ZNS, Knochen, Gelenken, Leber, Nieren, Herz und Lungen aufgrund von multiplen Infarkten. Bei homozygoter Ausprägungsform von HbS entsteht eine Sichelzellanämie. Weitere Sichelzellsyndrome entstehen durch Vererbung von HbS von einem Elternteil und einer anderen Hämoglobinopathie vom anderen Elternteil, z.B. Hämoglobin C6Glu→Lys).

3.2 Hämoglobine mit veränderter Sauerstoffaffinität

Hochaffine Hämoglobine binden Sauerstoff mit größerer Affinität, sodass weniger Sauerstoff im Gewebe freigesetzt wird. Folglich entsteht eine milde Gewebshypoxie mit Stimulation der Erythropoese und Polyzythämie. Die Patienten sind meistens asymptomatisch. In extremen Fällen kann der Anstieg der Blutviskosität mit Kopfschmerzen, Somnolenz und Schwindel einhergehen (Hyperviskositätssyndrom). Ein hochaffines Hämoglobin ist beispielsweise das Hämoglobin Yakima99Asp→His).

Umgekehrt verlieren niedrigaffine Hämoglobine im peripheren Gewebe soviel Sauerstoff, dass eine sichtbare Zyanose auftritt. Trotzdem brauchen die Patienten meist keine spezifische Therapie. Ein Beispiel für ein niedrigaffines Hämoglobin ist Hämoglobin Kansas102Asn→Lys).

3.3 Hämoglobin mit vermehrter Oxidationsbereitschaft

3.3.1 Instabile Hämoglobine

Instabile Hämoglobine entstehen durch einen Aminosäureaustausch, der die Löslichkeit des Hämoglobins oder seine Empfindlichkeit gegenüber oxidativen Prozessen erhöht. Folge ist die Präzipitation des Hämoglobins mit Bildung von Einschlusskörperchen, welche die Zellmembran der Erythrozyten zerstören (Heinz-Körper). Die defekten Erythrozyten werden dann frühzeitig in der Milz abgebaut.

Instabile Hämoglobine kommen sporadisch vor. Häufig finden sich dabei neu auftretende Spontanmutationen. Zu den instabilen Hämoglobinen zählen beispielsweise:

Bereits heterozygote Personen sind meist symptomatisch, insbesondere wenn das β-Globin betroffen ist. Klinische Manifestationen sind meist hämolytische Anämien unterschiedlichen Schweregrades mit entsprechenden Komplikationen (z.B. Ikterus, Gallensteine, Ulzerationen, Splenomegalie).

3.3.2 Hämoglobin M

M-Hämoglobine, wie zum Beispiel Hämoglobin Iwata87His→Tyr), entstehen durch Globinmutationen, die Eisen in oxidiertem Zustand stabilisieren. Sie führen zur Methämoglobinämie. Heterozygote Merkmalsträger zeigen zwar eine Zyanose, sind aber sonst asymptomatisch. Homozygote Träger sind meist nicht lebensfähig.

Fachgebiete: Hämatologie

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