هاپتوگلوبین سرم خونی در زیست شیمی بالینی: تغییر یک نمونه

Serum haptoglobin in clinical biochemistry: Change of a paradigm

Abstract

Serum haptoglobin (Hp) was discovered by Max Fernand Jayle as a young assistant professor in the Department of Biochemistry of the Paris Medical Faculty, headed by Professor Michel Polonovski. Jayle showed that Hp was an acute phase glycoprotein and worked out its routine determination in the blood-serum, based on its complex formation with hemoglobin, using the increased peroxidase activity of the hemoglobin–haptoglobin (Hb–Hp) complex, for routine determination in clinical biochemistry for the characterisation of inflammatory processes, together with other acute phase glycoproteins as orosomucoide. Later Smithies described the genetic control of human Hp-isoforms and quite recently Andersen et al. reported the elucidation of the crystal structure of the porcine Hb–Hp complex. In that article there was no mention of the discovery of Hp, neither of its determination in clinical biochemistry as an inflammatory marker. The only biologically significant role assigned to Hp by Andersen et al. is its (hypothetical) role to prevent or minimize the harmful effects of Hb during intravascular hemolysis, by the generation of reactive oxygen species (ROS) and complexing it. This shift of paradigm, not at all exceptional in medical biochemistry, will be described and discussed with its pitfalls and consequences.

2 Introduction

The recent publication by an international team of the detailed three-dimensional structure of the porcine hemoglobin–haptoglobin (Hb–Hp) complex [1] reminded me decades of research in the Department of Biochemistry of the Paris Medical Faculty, under the direction of the discoverers of haptoglobin, M. Polonovski and M.F. Jayle. The routine use of Hp determination as an acute phase glycoprotein, together with some other inflammatory markers such as orosomucoid or alpha1-acid glycoprotein [2,3] was practiced for decades in clinical biochemistry laboratories. As every innovation in medical biochemistry, this one was also accompanied by speculations on the biological ‘‘roles’’ of acute phase glycoproteins. Since the discovery by Polonovski and Jayle in 1938 of Hp and of its complex formation with Hb as well as its determination [4,5], speculations were directed to the nature of the acute phase reaction, its diagnostic value as well as towards the origin of acute phase glycoproteins. As they are rich in carbohydrates, some authors, such as Catchpole and Pirani at the University of Illinois in Chicago, proposed the ‘‘depolymerisation’’ of ground substance ‘‘mucopolysaccharides’’ as a possible source of acute phase, carbohydrate rich glycoproteins [6]. This hypothesis had to be abandoned after the demonstration by Miller [7] and Sarcione [8] of the hepatic origin of acute phase glycoproteins. These arguments were completed and the Catchpole–Pirani hypothesis abandoned after the clarification of the molecular composition of connective tissue matrices, renamed extracellular matrix by Hay [9] and more correctly intercellular matrix by Balazs [10]. Remained the question concerning the function of acute phase glycoproteins, the role of their rich carbohydrate content and their pathological significance. We propose a succinct analysis of these problems in the light of the recent description of the three-dimensional structure of the porcine Hb–Hp complex [1].

مقاله انگلیسی رایگان (PDF)

ترجمه فارسی رایگان (PDF)

خرید ترجمه با فرمت ورد

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

بحث :
علائه بیماری Gilbert ((عملکرد غلط التهاب کبد)) توسط بیلی روبین شدید غیرآمیخته و مزمن در نبود التهاب فراوان مشخص شده اند (برای بازنگری به مرجع 24 مراجعه کنید). این مطلب در طولانی مدت به عنوان یک تشخیص باقی مانده است توسط شمول سازی دیگر بیماری ها و بنابراین به میزان بررسی های اجرا شده بستگی دارد. توضیح اخیر داده شده در زمینه کاهش چشمگیر بیلی روبین UPPGAT هم در هموژن های جگر با دیجیتونین فعال و غیر فعال (6.7 و 4-2) مشاهدات قبلی مربوط به فعالیت کاهش دهنده جابجایی و انتقال در بعضی از بیماران با بیلی روبین غیرآمیخته شدیدتر را کامل ساخته است (48 و 47). در 1969 آریاس اتال (22) 16 مورد بیلی روبین جدی و مزمن غیرآمیخته را توصیف کرده است که بر اساس پیشنهادات آنها باید به دو گروه تقسیم شود. گروه I از بچه هایی تشکیل شده است که به جدی ترین صورت تحت تأثیر قرار گرفته اند کسانی که Kernicterus را توسعه داده و شرایط آنها طبق درمان با فنوباربیتال توسعه نمی یابد. عملاً زرداب آنها بدون رنگ بوده و تنها از مقدار کمی بیلی روبین غیرآمیخته تشکیل شده است (گرفته شده از [22] Arias) در مقابل جفت هایی در زرداب بیماران در گروه II تعیین شده و میزان بیلی روبین آنها بر اساس درمان با فنوباربیتال کاهش می یابد. فعالیت بیلی روبین التهابی UPD-GAT در دو گروه نزدیم به صفر بوده است. اخیراً جنبه های دیگر بیماری توسط بلاشک – اتال (49) مورد بحث قرار گرفته اند.
در تحقیق فعلی چندین پارامتر مربوط به متابولیسم بیلی روبین در هر دو اختلال مورد بررسی و تحقیق قرار گرفته اند. در بیماران ما که مبتلا له علائم بیماری Gilbert می باشند فعالیت انتقال برابر با 45-4 % ارزش های کنترل بوده است. فعالیت های صفر یا نزدیک به صفر نیز در بچه های مبتلا به بیماری crigler-Najjar در تطابق با کار دیگر (50، 49 و 22) مشاهده شده است. البته این مطلب ارائه دهنده معیار تشخیص دقیق نمی باشد زیرا ارزش هایی که به صفر می رسند اساساً در بیماران مبتلا به بیماری گیلبرت (51 و 50) و نوزادان بدون بیماری کبدی مشاهده شده اند (52). البته در حال حاضر آزمایشات انتقال امکان متفاوت سازی علائم بیماری گیلبرت و بیماری crigler-Najjar حاصل از انواع دیگر بیلی روبین غیرآمیخته را امکان پذیر می سازد.
بررسی زرداب نشان داده است که بیلی روبین جفتی در تمام نمونه های آزمایش شده موجود بوده که شامل نمونه های بدست آمده از بچه های مبتلا به بیماری crigler-Najjar می شود. گروه های آمیخته تعیین شده اسید glucuronic، گلوکز و Xylose بوده اند. در هفت تا از 9 بچه مبتلا به بیماری crigler-Najjar 48-9 % رنگیزه های EA دربردارنده اسید glucuronic بوده است. در دو بچه (V و E) تنها مقادیر بسیار کم مشاهده شده اند (جدول I) باقیمانده های گلوکز (17-3 %) معمولاً در نسبت های تقریباً بیشتر نسبت به زردای حاصل از آزمایش موجود بوده است. نتایج فعلی نشان می دهند که قابلیت تعیین یا عدم قابلیت تعیین بیلی روبین آمیخته (22) معیاری درست برای متفاوت سازی بیماران مبتلا به crigler-Najjar است. گرچه این مطلب باید خاطرنشان شود که بچه های V و E که زردابشان تنها دربردارنده مقادیر کم glucoronide است به گروهی تعلق دارد که به صورت جدی تر تحت تأثیر قرار گرفته اند. سودمندی تفاوت گذاری بر اساس واکنش با فنوباربیتال (گروه II) یا کمبود واکنش و پیشرفت Kernicterus (گروه I) اثبات شده است (22). البته زرداب بدون رنگ هرگز در هیچ یک از بچه های مبتلا به بیماری crigler-Najjar مشاهده نشده است حتی در جدی ترین موارد.
جالب ترین ویژگی تحقیق فعلی افزایش بسیار چشمگیر در رنگیزه a0 در (2.7 ph) EA زرداب درمان شده و حاصل از تمام بیماران مبتلا به بیلی روبین غیرآمیخته و غیر التهابی می باشد. افزایش اندک در این رنگیزه اساساً در بیماران مبتلا به بیلی روبین کبدی و cholestasis مشخص شده است اما با دیگر تغییرات خاص در ترکیب صفرای بیلی روبین همراه بوده است (23). ذره a0 در بیماری Crigler-Najjar نسبت به علائم بیماری Gilbert به صورت چشمگیری بیشتر بوده است. اخیراً افزایش مشابه در چهار تا از بزرگسالان مبتلا به بیماری Crigler-Najjar نوع II (54 و 53) اثبات شده است. از آنجایی که ذره a در بیماران مبتلا به التهاب کبد در نبود علائم بیماری گیلبرت (جدول IV) افزایش نیافته است تعیین ذره a0 امکان دارد که تشخیص آسان، ایمن و ریع نارسایی بیلی روبین IXa UPD-GAT را فراهم سازد (شکل 2). در بیماران مبتلا به علائم بیماری گیلبرت این نارسایی مشخصاً در تغییر کاهش یافته و پنهان سازی صفرایی بیلی روبین غیرآمیخته IXa بیان شده است.
در بیماران مبتلا به بیماری Crigler-Najjar دریافت های اصلی ما این بوده اند که همیشه تا حدی جفت ها در زرداب موجود بوده اند حال هر چقدر که شدت و جدیت بیماری باشد. مدارک نشان داده اند که این جفت ها عمدتاً و احتمالاً اساساً تک جفتی های بیلی روبین بوده اند. مشاهده ای که در تطابق با تحقیق انجام شده توسط (59) گوردون اتال می باشد کشی که به علاوه نشان داد کاهش قطعی در خروجی بیلی روبین صفرایی و کلی در این بیماران وجود داشته است. این مطلب مشخصاً حاکی از این است که ناهنجاری های عمده در بیماری Crigler-Najjar فضولات کاهش یافته غیرآمیخته ها است که نارسایی انتقال را منعکس می نماید که در این شرایط نسبت به علائم بیماری گیلبرت برجسته تر است. به علاوه درصد بیلی روبین غیرآمیخته IXa که ما در زرداب مشاهده نموده ایم عموماً تا 57-30 % رنگیزه زرداب کلی افزایش یافته است. چنین افزایشی توسط روش های ایزوتوپیکی نیز دیده شده است (56 و 55) البته غلظت بیلی روبین غیرآمیخته IXa در زراب بیماران مبتلا به بیماری Crigler-Najjar تنها یک به هفت ارزش هایی بوده است که در بیماران مبتلا به علائم بیماری گیلبرت یا افراد سالم مشاهده شده است. بنابراین این رنگیزه ها تنها از ذره کوچکتر مربوط به انحلال کلی تشکیل شده اند. شرایط قابل مقایسه ای در زرداب موش Gunn مشاهده شده است درحالیکه 40-31 % رنگیزه های زرداب صفرایی بیلی روبین غیرآمیخته IXa بوده اند گرچه دفع روزانه این رنگیزه غیرآمیخته بیشتر از کنترل موش ها و دستاوردهایی که تنها 4-3 % تشخیص کلی را تشکیل می دهند (43).
مشاهدات گزارش شده در تحقیق فعلی مشکلات جدی را با توجه به تعریف زیست شیمی نارسایی های آنزیمی مطرح کرده است که شامل بیلی روبین شدید غیرآمیخته و غیرالتهابی می شود. اولاً عدم تناسبی بین فعالیت های انتقالی و موش های تشکیل دهنده بیلی روبین IXa در لوله آزمایشگاه وجود دارد. سطوح GAT نزدیک به صفر در جگر بیماران مبتلا به بیماری گیلبرت در تحقیقات قبلی و مقاله فعلی مشاهده شده است (51 و 50). تحقیقات صورت گرفته در زمینه جگر نوزدان (52) نشان می دهد که بررسی آنزیم استاندارد که ما به اجرای آن پرداخته ایم و در مورد بافت های عالی جگر مورد بهره برداری قرار می گیرد امکان ندارد که همیشه کافی باشد. ساده ترین توضیح در راستای علائم بیماری گیلبرت و انتقال غیرعادی به نظر می رسد که در جگر موجود باشد.
به نظر می رسد که شرایط این نوع بیماری در موش های Gunn وجود داشته باشد موش هایی که جگر آنها دارای مقدار عادی UDP-GAT می باشد که بر روی نیترومتانول p فعالیت دارد با میزان خویشاوندی بطور غیرعادی پایین برای اسید UDP glucuronic (57). معمولاً فعالیت های انتقال نزدیک به صفر در جگر بیماران مبتلا به Crigler-Najjar (جدول 1) مشاهده شده که پیوشته به خروجی پایین صفرایی جفت های بیلی روبین در این شرایط است (55 و 54). امکان دارد که تفاوت موجود در واکنش صورت گرفته نسبت به فنوباربیتال مشاهده شده در بیماران نوع I و II به تفاوت نهایی در نوع انتقالی اشاره داشته باشد که مسؤول آمیختن بیلی روبین IXa می باشد.
چگونه می توان دفع کاهش یافته بیلی روبین غیرآمیخته IXa را بیلی روبین IXa با نارسایی UDP-GAT نسبت داد؟
اطلاعات بسیار کمی در مورد مکانیسم های زیست شیمیایی وجود دارد که متحمل آمیختن و دفع بیلی روبین می شوند جهت تخمین سازی هر گونه بحث کامل کافی است که بررسی مختصر چند تا از بسیار احتمالاتی بپردازیم که ممکن است توضیح دهنده مشاهدات اساسی ما باشند. در صورت تغییر یافتن بیلی روبین IXa به disglucuronide و در نتیجه به گلوکورناید آن از طریق مکان آنزیمی درست در نتیجه نارسایی انتقال منجر به افزایش غلظت بیلی روبین در Cytosol می شود. چنانچه حال یک شخص به این فرض بپردازد که پیوندهای IXa بیلی روبین غیرآمیخته نسبت به تک جفتی ها دارای آنزیم قوی تر هستند. در نتیجه ذره کوچکتر مکان آنزیمی تحت این شرایط در پیوند زدن تک جفتی ها آزاد می باشد به هنگام آماده بودن مقدار کم آنزیم در نتیجه تغییر آرام تر نسبت به غیرآمیخته ها حاصل خواهد شد. شاید با حذف صفرایی مستقیم و مطلوب تر تک جفتی ها در مورد سیستم دو آنزیمه نارسایی مربوطه به نسخه طبقه بندی آنزیم می تواند توضیح دهنده اطلاعات موجود باشد. البته حتی در صورت عادی بودن فعالیت آنزیم دوم در لوله آزمایشگاه همانطور که توسط جانسن اتال (58) در تحقیقات مربوط به بیمار مبتلا به بیماری نوع II Crigler-Najjar نشان داده شده است. مکانیزم های دیگر از قبیل جمع آوری بیلی روبین IXa در التهاب امکان دارد که گام دوم در لوله آزمایشگاه را نشان دهد. مشخصاً لازم است که بررسی های دیگری صورت گیرد جهت باز نمودن مکانیزم های مربوط به تشکیل glucuronide.

بخشی از مقاله انگلیسی: