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Sauerstoff-Transport im Muskel und Blut

Sichelzellanämie: Die molekularen Ursachen

Die Ursache der Sichelzellenanämie ist der Austausch einer einzigen Aminosäure in der β-Kette des Hämoglobins: in Position 6 der β-Kette besitzt HbS anstelle von Glutamat ein Valin.

Hämoglobin A

Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-Lys-....

Hämoglobin S

Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Glu-Lys-....

Valin ist eine unpolare Aminosäure im Gegensatz zum polaren Glutamat. Dieser unpolare Rest erscheint im desoxygenierten Hämoglobin auf der Außenseite und verändert so die Löslichkeit des Proteins erheblich, während der Austausch keinen Effekt auf das oxygenierte Hämoglobin hat. Bei der Abgabe von Sauerstoff an das Gewebe bilden sich lange, helicale Polymere von HbS in den Erythrocyten, auch die Membran der Erythrocyten verändert sich und wird weniger flexibel.

Abb.1

Diese starren, deformierten Erythrocyten sind nun nicht mehr in der Lage, sich durch die feinen Kapillaren zu bewegen und verstopfen die Gefäße. Als Folge kommt es zu Gefäßschäden, lokaler Sauerstoff-Unterversorgung und letztendlich zu Organschäden. Die Anämie wird durch die Zerstörung der Erythrocyten bewirkt. Während normale Erythrocyten eine Halbwertszeit von ca. 40 Tagen haben, sinkt die Halbwertszeit von Sichelzellen-Erythrocyten auf etwa 4 Tage.

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