Objectif 3.4

Question 1

Variétés d’Hb Humaines normales

Answer 1

Question 2

Structure de l’hémoglobine

Answer 2

Est le principal constituant du g.r.

Donne sa couleur au sang

Est une protéine conjuguée

Question 3

L’hémoglobine est faite où?

Answer 3

Dans les érythroblaste pendant leur maturation

Question 4

L’hémoglobine est composée de quoi?

Answer 4

Globine : fraction protéique

Héme: groupement prosthétique (molécule organique

non protéique

Question 5

L’hème est composée de quoi?

Answer 5

Protoporphyrine et le Fer

Question 6

Structure de l’hème

Answer 6

L’hème est la partie de l’hémoglobine qui demeure semblable dans les différentes hémoglobines humaines, qu’elles soient normales ou non.

Chaque molécule d’hème est capable de lier une molécule d’oxygène de façon réversible.

C’est l’hème qui donne la couleur rouge à l’hémoglobine, donc au sang.

Question 7

Structure de la globine

Answer 7

La globine est constituée de 2 paires de chaines polypeptidiques.

Question 8

Les types de chaines qui sont rencontrés dans les hémoglobines humaines sont :

Answer 8

alpha

delta

bêta

epsilon

gamma

zêta

Question 9

Ces chaines n’ont donc pas toutes la même séquence d’acide aminé.

La chaine alpha est faite de?

Answer 9

141 acides aminés.

Les autres en ont 146.

Question 10

Ces acides aminés sont unis par des liaisons peptidiques.

Une liaison peptidique est ?

Answer 10

Un groupement amine (-NH2) d’un AA qui se combine au groupement carboxyle (-COOH) d’un autre AA.

Question 11

Les AA qui composent les chaines de la globine sont désignés par 3 lettres. Exemple ?

Answer 11

leucine=leu

valine=val

arginine=arg

Question 12

Ces AA sont classés en 2 catégories :

Answer 12

AA non chargés

AA chargés

Question 13

L’hémoglobine normale contient 2 paires de chaines polypeptidiques.

Chacune de ces chaines est combinée à une molécule d’hème.

Dans l’hgb A1 (ou A), une paire est appelée?

Answer 13

Alpha (α) et l’autre paire est appelée Bêta (β).

La structure est donc : α2β2.

Question 14

Conformation tridimensionnelle de la globine

Answer 14

Structure primaire

Structure secondaire

Structure tertiaire

Structure quaternaire

Question 15

Structure primaire ?

Answer 15

La séquence d’AA qui sont réunis par des liaisons peptidiques.

Question 16

Structure secondaire ?

Answer 16

Une structure hélicoïdale stabilisée par des liaisons hydrogène.

C’est la chaine polypeptidique qui s’enroule sur elle-même.

Elle est faite de 8 segments hélicoïdaux rattachés par des petits segments non hélicoïdaux.

Chaque segment est identifié par une lettre, de A à H

Question 17

Structure tertiaire ?

Answer 17

Les 8 segments sont repliés et forment une molécule tridimensionnelle de forme sphéroïde stabilisée par des forces hydrophobes (Van der Waals).

Entre l’hélice E et F est insérée une molécule d’hème.

La structure tertiaire est pareille pour toutes les chaines polypeptidiques normales de l’hgb.

Question 18

Structure quaternaire ?

Answer 18

La combinaison des 4 chaines polypeptidiques s’ajuste pour former une molécule globulaire symétrique.

Cette structure est aussi pareille pour toutes les chaines polypeptidiques normales de la globine.

Question 19

Liaisons hème-globine sont faites de 2 façons:

Answer 19

Liaisons entre la globine et l’hème par liaisons propioniques de chacun.

Le fer de l’hème a 6 liaisons :

Question 20

Le fer de l’hème a 6 liaisons :

Answer 20

4 vont participer à la structure de l’hème

1 valence libre fixe le fer directement à la globine par l’histidine proximale

1 valence libre forme une liaison à la globine par l’histidine distale, mais au travers d’un intermédiaire qui est une molécule d’oxygène.

Question 21

Rapport entre les 4 sous unités

Answer 21

Une molécule d’hgb avec ses 4 chaines, 2 α et 2β

Il y a différentes liaisons qui réunissent ces chaines.

Entre α1β1 et α2β2, les liaisons sont fortes et stables (contact de 34 AA).

Entre α1β2 et α2β1, les liaisons sont plus lâches (contact de 19 AA).

Dans la cavité centrale de cette molécule d’hgb désoxygénée, il y a une molécule de 2-3 DPG.

La 2-3-DPG est fixée aux chaines β.

Sa présence favorise la libération de l’oxygène dans les tissus.

Quand la molécule d’hgb est oxygénée, le 2-3-DPG est rejeté et les liaisons α1β2 et α2β1 se resserrent. Cette forme d’hgb a plus d’affinité pour l’O2.

Question 22

La 2-3-DPG en forte concentration dans le g.r. provient d’où ?

Answer 22

Le cycle Rapoport - Luebering

Le 2-3-DPG est important pour la distribution de l’O2 aux tissus.

Question 23

Biosynthèse de l’hème

Answer 23

85% est synthétisé dans les érythroblastes et rétics de la moelle osseuse.

15% est synthétisé surtout au foie.

Question 24

Mitochondries:

Answer 24

Sont importants dans la biosynthèse de l’hème.

Plusieurs étapes de la biosynthèse se font dans les mitochondries, on y trouve les premières étapes ainsi que les dernières.

Les étapes intermédiaires se font en dehors des mitochondries, dans la partie soluble du cytoplasme (cytosol).

Au fur et à mesure que la cellule mature, les mitochondries se dégradent, c’est pour cette raison que les g.r. adultes ne participent pas à la synthèse de l’hème.

Question 25

Étapes de la biosynthèse de l’hème?

Answer 25

1. Synthèse de l’AAL (acide δ-amino-lévulinique) :

Glycocolle (glycine) + Succinyl Co A catalysés par l’enzyme mitochondriale, AAL synthétase.Produit AAL.

2. Synthèse du porphobilinogène :

Condensation de deux molécules d’AAL et formation d’un composé pyrrolique, le porphobilinogène, sous l’action de l’AAL déshydrase.

3. Synthèse de l’uroporphyrinogène :

Synthèse de quatre noyaux de porphobilinogène avec perte de l’amine et formation de l’uroporphyrinogène III, précurseur de l’hème.

4. Synthèse du coproporphyrinogène :

L’uroporphyrinigène III subit des décarboxylations qui transforment les quatre résidus acétiques en radicaux méthyles, ce qui donne le coproporphyrinogène III.

5. Synthèse de protoporphyrinogène :

Le coproporphyrinogène III subit une décarboxylation, suivie d’une oxydation, ce qui aboutit à la formation de protoporphyrinogène.

Celui-ci s’oxyde en protoporphyrine.

6. Synthèse de l’hème :

La protoporphyrine incorpore le fer à l’état ferreux (Fe++) grâce à l’enzyme mitochondriale ; l’hème synthétase ou ferrochélatase.

7. Formation de l’hémoglobine :

Quatre molécules d’hème se lient aux chaines polypeptidiques de la globine pour créer la molécule d’hémoglobine.

La synthèse de l’hème et la synthèse de la globine sont parfaitement synchronisées.

Malheureusement pas la même chose pour le fer, quand la production de globine diminue, le fer s’accumule dans les cellules sous forme de ferritine.

Question 26

Biosynthèse de la globine

Answer 26

La structure et la synthèse sont contrôlées génétiquement.

Le chromosome 16 est responsable des chaines alpha et zêta.

Le chromosome 11 est responsable des chaines bêta, delta, gamma et epsilon.

Elle dépend de l’ARN

Elle se situe dans les ribosomes

Question 27

Hémoglobines anormales

Answer 27

Ce sont les hémoglobines qui ont des modifications de structure d’une chaine de la globine.

Le plus souvent due à une mutation de gène qui va causer une substitution d’un acide aminé pour un autre.

Les substitutions sont surtout sur les chaines α et β.

Question 28

Deux sortes d’affections causées par des anomalies de l’hémoglobine :

Answer 28

Anomalies de structure des chaines de la globine.

Anomalies de synthèse des chaines de la globine, où une des chaines est insuffisante et l’autre augmente pour compenser.

C’est qu’ils vont précipité et créer des corps de Heinz

Question 29

Nomenclature

Answer 29

Les nouvelles hémoglobines découvertes sont désignées par :

le groupe de mobilité à l’électrophorèse, pH alcalin.

nom de l’hôpital, ville ou pays où elle a été découverte.

ex. : Hgb D Los Angeles

Hgb J Baltimore

Question 30

Nomenclature

Elles sont seulement identifiées quand :

Answer 30

on connait la substitution de l’acide aminé,

une délétion ou fusion des gènes est précisée

Question 31

Hgb S

HbS A2B2 - 6GLU - VAL

Answer 31

20 à 40 % des personnes en Afrique tropicale ont cette hgb.

8 % des noirs américains sont porteurs.

Elle est présente dans la drépanocytose, qui est aussi appelée anémie à hématies falciforme.

L’anomalie est dans la composition en acide aminé de la globine, de la chaine β. Dans l’hgb S, une molécule d’acide glutamique (Glu) est remplacée par une molécule de valine en position 6. L’hgb S a tendance à se polymériser lorsque désoxygénée, ce qui va rendre le globule rouge falciforme.

Pour mettre en évidence les hématies falciformes, on ajoute du sang à un agent réducteur (métabisulfite de Na) et on empêche le contact avec l’O2. Les hématies qui contiennent de l’hgbS vont devenir falciformes.

Question 32

Hémoglobine C

HbC A2B2 - 6GLU - LYS

Answer 32

Chez 17 à 28% des Africains de l’ouest.

2 à 3% des noirs américains.

L’anomalie de structure est à la même place de la chaine β que l’hgb S. En position 6, l’acide glutamique est remplacé par la lysine.

Dans cette hgb, il y a formation de cristaux lorsque la cellule est déshydratée.

Les cellules ont tendance à perdre de l’eau en vieillissant alors les cellules âgées vont plus être touchées.

Chez les personnes homozygotes (donc CC), 2% des gr. auront des cristaux.

Les cristaux sont plus nombreux après splénectomie.

Question 33

Hémoglobine D

Plusieurs structure variantes

Answer 33

Ce sont toutes les hgb qui ont la même mobilité que l’hgb S à l’électrophorèse à pH alcalin mais qui ne provoquent pas la formation d’hématies falciformes.

L’anomalie de structure est une substitution d’a.a.

sur α ou β.

Question 34

Hémoglobine E

HbE = A2B2 - 26GLU - LYS

Answer 34

La plus fréquente des hgb anormales après l’hgb S.

Rarement homozygote

L’anomalie de structure est sur la chaine β de la globine où l’acide glutamique est remplacé par la lysine en position 26.

Question 35

Hémoglobine instables

Answer 35

Sont labiles à cause d’une anomalie de leur structure primaire.

Ces hgb précipitent dans les gr. et forment des inclusions qui ressemblent à des corps de Heinz et qui sont ensuite sélectivement séquestrés dans la rate (pitting).

Question 36

Hémoglobine M

Answer 36

Forment la méthémoglobine.

Question 37

Pigments anormaux

Answer 37

Sont: carboxyhémoglobine, sulfhémoglobine et la méthémoglobine.

Sont incapables de fixer l’O2.

Pour cette raison, quand ils sont présents en grande quantité, ils produisent une hypoxie tissulaire.

La cyanose (couleur bleue de la peau et des muqueuses) dépend de la concentration de ces pigment ou de la présence d’une quantité exagérée d’hb désoxygéné.

Question 38

……Pigments anormaux

1. Carboxyhémoglobine HbCO

Answer 38

Combinaison de l’hgb et monoxyde de carbone.

Pas capable de transporter l’O2.

L’hgb a 200 fois plus d’affinité pour le carbone que pour l’O2.

Taux normal est de 0.5% (jusqu’à 5% chez les fumeurs)

50 à 70% provoque l’asphyxie.

Plus importante caractéristique : rouge cérise et des

muqueuse

Traitement :

Éliminer la source

Administrer de l’O2 pour convertir la carboxyhémoglobine (HbCO) en oxyhémoglobine (HbO2)

Question 39

……Pigments anormaux

2. Sulfhémoglobine

Answer 39

Un dérivé de l’hémoglobine.

Incapable de transporter l’O2.

Résulte de la combinaison d’hgb avec hydrogène sulfuré.

Ne peut pas être retransformé en hgb normale et fonctionnelle. Donc une fois présente, elle va rester dans le gr. Pour la durée de sa vie.

Peut apparaître après la prise de médicaments.

Traitement :

peut seulement arrêter de prendre le médicament

Question 40

……Pigments anormaux

3. Méthémoglobine

Answer 40

Si le fer ferreux (Fe++, fonctionnel) de l’hème de l’hgb est transformé en fer ferrique (Fe+++, non fonctionnel) elle devient la méthémoglobine.

Cette transformation change la coloration de l’hgb et devient acajou. Cliniquement, c’est la cyanose (Hgb M).

Normalement < 1% de l’hgb totale.

Cette méthémoglobine est réduite par un système enzymatique de protection « méthémoglobine réductase NADH ». Il assure 95 % de la réduction.

Lorsqu’il y en a trop pour faire toute la réduction, il y a méthémoglobinémie importante (dans le sang), causée par :

Déficit génétique du système réducteur.

Anomalie moléculaire de la structure de l’hb M.

Action de substances oxydantes (méthémoglobinémie acquise).

Question 41

…….Pigments anormaux

Ces méthémoglobinémies acquises sont les plus fréquentes et sont causés par des composés chimiques ou agents thérapeutiques (engrais, inhalant de nitrite volatil: poppers).

Answer 41

Traitement :

Enlever l’agent toxique

Si plus sévère, injection par voie intraveineuse du bleu de méthylène, réduit la méthémoglobine (ferrique) en hémoglobine (ferreux).

Ne transporte pas bien l’O2.

Quand présent, augmente l’affinité de l’hgb pour oxygène, ce qui cause une mauvaise libération de l’O2 dans les tissus, ce qui donne l’hypoxie tissulaire.