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胎儿型血红蛋白的意义

本文的受众是儿科医生。终极系列的目标是看完本文,对该问题有较深的理解。

导读:掌握胎儿型血红蛋白存在的意义。

前言

近期进入文章书写的瓶颈期,这一段时间不想写科普了,临床问题的书写愿望较强。所以,在这一段时间内,以临床中遇到的问题为主,刨根问底的解决临床问题;科普为辅,感兴趣的问题还会写点。

下面从新生儿青紫中的问题之一,胎儿型血红蛋白写起。整个青紫问题非常大,涉及面非常多,容我一步步道来。

一、定义

HbF 是什么意思,就是胎儿型血红蛋白(fetal hemoglobin),哈哈,简单吧。这是有两条 α 和两条 γ 组成的,γ 就是小树苗啊,所以是胎儿型的嘛!

HbA 呢?是成人型的血红蛋白( adult hemoglobin),是两条 α 和两条 β 组成的,αβ 是最前面的两个字母,所以是 A 啊。

二、转变

出生时,以 HbF 为主,能达到 70~90%,HbA 为 30% 左右,之后,HbA 迅速升高,1 岁的时候,HbF 小于 5%,2 岁时小于 2%。

可以看出新生儿出生后,血红蛋白逐渐变为成人型的。为什么刚开始需要胎儿型的血红蛋白,之后又转变为成人型的呢?下面进行解释:

三、解释

首先,看看两者作用上的区别及转变后的变化。

HbF 是高结合氧的血红蛋白,HbF 结合氧的能力比 HbA 好,氧释放的能力比 HbA 弱。如下图氧解离曲线所示:蓝色的线是 HbF,绿色的线是 HbA,相同的氧分压下,例如都在 25mmHg 时,HbF 的氧饱和度为 70% 左右,而 HbA 的氧饱和度为 45% 左右。

这个图说明什么意思呢?简单来说,就是血红蛋白由 F 变为 A 后,其对氧的亲和力会下降,释放能力增大。就是在氧分压相同的情况下,HbA 结合的氧气少,释放的氧气多。

其次,为什么在胎儿期,需要 HbF 呢?

基础知识:Hb 是运输氧气的工具,在氧分压高的地方结合氧气,运到氧分压低的地方释放氧气,用来使用。高结合氧的 Hb,那么释放时就不是很好。

简单来说,用大白话就是,胎儿要想存活,就必须获得足够的氧气。自己没能力,不能呼吸得到氧气。就得从妈妈那里拼命要,但是妈妈也得先保证自己的需要不是,所以胎儿就使用高结合氧的血红蛋白,从妈妈那里多要氧。一个字,多要氧气。然而,鱼和熊掌不能兼得,拼命得到的氧,因为结合的太紧啦,就不能非常容易的释放出来利用,但对胎儿来说,已经足够啦。

ok,下面用官方语言详细讲下:

1. 胎儿生存离不开氧气,胎儿的氧气不是自己呼吸来的,是从母体获得的。母体不是把动脉血直接供给胎儿,需要通过胎盘绒毛膜间隙进行交换。

2. 母体的绒毛膜间隙的氧分压低,不像肺部氧分压那么高,所以需要高结合氧的 Hb 来为孩子争取更多的氧气。绒毛膜间隙的氧分压为 40~50mmHg,通过下图的黑色竖线可以明显看出,在这个范围内,HbF 比 HbA 的氧饱和度要高。

3. 胎儿处于相对缺氧的状态,如果能容易的得到氧气,再能够非常容易的释放到组织利用,那就完美了。然而没有这么好的事情,胎儿期最关键的问题是要得到足够的氧气,所以在释放氧气到组织利用上,HbF 做的不够好。尽管如此,也是能满足机体对氧气的需求的。

HbF 氧解离曲线在胎儿所处的氧分压范围内(20~30mmHg),释放氧能力弱。胎儿脐静脉(动脉血)的的氧分压为 30mmHg,利用完后,脐动脉(静脉血)的血氧分压为 20mmHg,在这个范围内,如下图两条紫色竖线内的范围,随着氧分压的下降,HbF 的氧饱和由 75% 左右降到 50% 左右,也就是降了 25% 左右,但是 HbA 由 60% 左右降至 25%,下降了 35%,由此看出,HbF 释放出的氧没有 HbA 多。

既然不能更快 / 更有效的释放出氧气,那胎儿会怎么补偿才能满足机体对氧气的需要呢?就是提高 Hb 的量,虽然氧饱和下降的幅度小,释放的氧气少,但是架不住 Hb 量多啊,二者的乘积就多啦,就能满足机体的需要啦。这也是为什么胎儿期血红蛋白高的原因。

再次,为什么生后逐渐转变为成人型 Hb 呢?

因为生后,孩子通过自主呼吸,可以非常容易的得到足够的氧,这是考虑的就是怎么把氧送到组织去利用的问题啦,所以,变成容易释放氧气的成人型血红蛋白了啊。



参考文献:

[1].胎盘的功能与病理生理.实用新生儿学.

[2].Fetal hemoglobin.wikipedia.