Гаптоглобин: белок плазмы крови¶

Гаптоглобин — гликопротеин плазмы крови, относящийся к классу белков острой фазы и обладающий способностью прочно связывать свободный гемоглобин, высвобождающийся при разрушении эритроцитов. Это связывание предотвращает потерю железа с мочой и защищает организм от токсического и окислительного действия свободного гема. Гаптоглобин синтезируется преимущественно в печени, а его концентрация в крови служит важным лабораторным показателем при диагностике гемолитических состояний, воспалительных процессов и ряда других патологий.

¶История изучения

Белок был открыт в 1938 году американскими исследователями Максом Джейле и Карлом Полоновски, которые обнаружили в плазме крови вещество, связывающее гемоглобин и изменяющее его электрофоретическую подвижность. Название образовано от греческих слов «гаптейн» (связывать) и «глобин» (белок гемоглобина). В 1950-х годах были описаны генетические варианты гаптоглобина и установлена его полиморфная природа. Дальнейшие исследования связали разные фенотипы белка с особенностями иммунного ответа и предрасположенностью к некоторым заболеваниям.

¶Структура и свойства

Молекула гаптоглобина представляет собой тетрамер, состоящий из двух альфа- и двух бета-цепей, соединённых дисульфидными связями. Белок синтезируется как единая полипептидная цепь, которая затем расщепляется на две субъединицы. Молекулярная масса тетрамера варьирует в зависимости от фенотипа и составляет примерно от 86 до 400 кДа.

Основное функциональное свойство гаптоглобина — высокое сродство к гемоглобину. Образующийся комплекс «гаптоглобин–гемоглобин» имеет очень большую молекулярную массу и не проходит через почечные клубочки, благодаря чему железо не выводится с мочой. Далее комплекс захватывается клетками ретикулоэндотелиальной системы, главным образом макрофагами печени и селезёнки, где гемоглобин разрушается, а железо возвращается в обмен.

Гаптоглобин относится к белкам острой фазы: его концентрация возрастает при воспалении, инфекции, травмах и опухолевых процессах. Это связано с тем, что синтез белка в печени стимулируется провоспалительными цитокинами, в частности интерлейкином-6.

¶Генетический полиморфизм

У человека выделяют три основных фенотипа гаптоглобина, обозначаемых как Hp1-1, Hp2-1 и Hp2-2. Они обусловлены наличием двух аллелей гена Hp — HP1 и HP2. Различия связаны с размером альфа-цепи: у варианта HP1 она короче, у HP2 — длиннее за счёт дупликации участка гена.

Полиморфизм гаптоглобина изучается в популяционной генетике как удобный маркер для оценки миграций и смешения народов. У разных этнических групп частота аллелей заметно различается, что позволяет использовать этот признак в антропологических исследованиях.

¶Функции в организме

Гаптоглобин выполняет несколько взаимосвязанных задач:

• Связывание свободного гемоглобина. При внутрисосудистом гемолизе гемоглобин попадает в плазму, где может повреждать почки и сосуды. Гаптоглобин нейтрализует это действие.
• Сохранение железа. Комплекс не фильтруется почками, поэтому железо не теряется, а возвращается в обмен.
• Антиоксидантная защита. Свободный гем способен катализировать окислительные реакции; связывание с гаптоглобином подавляет эту активность.
• Участие в иммунном ответе. Белок взаимодействует с рецептором CD163 на макрофагах, влияя на их активность и продукцию цитокинов.
• Регуляция ангиогенеза. В некоторых исследованиях показано влияние гаптоглобина на рост сосудов.

¶Клиническое значение

Определение концентрации гаптоглобина в сыворотке крови широко применяется в лабораторной диагностике.

Снижение уровня наблюдается при внутрисосудистом гемолизе, когда белок расходуется на связывание большого количества гемоглобина. Это характерно для гемолитической анемии, переливания несовместимой крови, разрушения эритроцитов при некоторых инфекциях и отравлениях. Также низкий уровень отмечается при заболеваниях печени, поскольку нарушается синтез белка.

Повышение уровня типично для острых и хронических воспалительных процессов, инфекций, травм, злокачественных новообразований и аутоиммунных заболеваний. В этом качестве гаптоглобин используется как один из маркеров острой фазы наряду с С-реактивным белком и фибриногеном.

Отдельное значение имеет исследование гаптоглобина в моче: его появление может указывать на повреждение почечных клубочков, а также используется при дифференциальной диагностике гемоглобинурии и миоглобинурии.

¶Методы определения

Для количественного определения гаптоглобина применяют иммунотурбидиметрию и иммунонефелометрию — методы, основанные на реакции белка со специфическими антителами. Нормальные значения в сыворотке крови обычно составляют от 0,3 до 2,0 г/л, однако референсные интервалы зависят от метода и лаборатории. Ранее для выявления фенотипов использовали электрофорез в крахмальном или полиакриламидном геле, сейчас — молекулярно-генетические методы.

¶Источники

• Клиническая биохимия под редакцией В. А. Ткачука
• Медицинская энциклопедия, раздел «Белки плазмы крови»
• Обзоры по белкам острой фазы в рецензируемых биохимических журналах
• Материалы по популяционной генетике гаптоглобина