Anemia, associated with violation of the synthesis of porphyrins or recycling

Published by
Vladimir Andreevich Didenko

Anemia, associated with the violation of enzyme activity, involved in the synthesis of porphyrins and heme, characterized by gipohromnoj anemia, high iron content in the body and signs of internal gemosideroza bodies. Наследственные формы такой анемии встречаются сравнительно редко, mostly men. Приобретенные формы чаще всего связаны с интоксикациями. The most common cause of acquired disorder of porphyrin synthesis is lead poisoning.. Besides, the synthesis of porphyrins is impaired when there is a deficiency of pyridoxine in the body (Vitamin B6).

Hereditary anemia associated with impaired synthesis or utilization of porphyrins

IN 1945 g. Cooley described hereditary hypochromic anemia with ovalocytosis and high serum iron levels. Болезнь была выявлена только у мужчин в пяти поколениях.

The concept of "sideroahresticheskaya anemia» было предложено Heilmeyer, отмечавшим наличие при этом заболевании гипохромии эритроцитов, elevated serum iron levels, hemosiderosis of internal organs, an increase in the number of bone marrow sideroblasts with a ring arrangement of iron and associated these signs with a decrease in enzyme activity, involved in heme synthesis. As further studies showed, The main thing in this disease is a violation of iron use, and the formation of porphyrins. В настоящее время к группе сидероахрестических анемий ошибочно относят все случаи, при которых в организме обнаруживается много железа. However, this can occur in a wide variety of diseases., since iron utilization may be impaired not only due to a defect in porphyrin synthesis, but also with impaired globin formation (Thalassemia), decreased level of erythropoiesis in patients with aplastic anemia, etc.. Therefore, in order to avoid terminological confusion, it is advisable to use the term “sideroachrestic anemia” instead of the term “sideroachrestic anemia”.anemia, related to violation of the synthesis of porphyrin".

Etiology and pathogenesis of anemia, associated with impaired synthesis or utilization of porphyrins

A hereditary disorder of porphyrin synthesis is most often observed in men, since inheritance is linked to the X chromosome. Another form of the disease is less common - with autosomal recessive inheritance. It can occur in women.

In most patients, the content of free porphyrin in erythrocytes is reduced, some patients have increased levels of coproporphyrin and uroporphyrin in erythrocytes. There is an assumption, that in this hereditary anemia the activity of coproporphyrinogen decarboxylase is impaired, carrying out the synthesis of protoporphyrin from coproporphyrinogen. In a significant proportion of cases of anemia in men and, probably, in all cases of anemia, associated with impaired porphyrin synthesis in women, forms of the disease are observed, associated with impaired synthesis of δ-aminolevulinic acid.

Impaired protoporphyrin formation makes it impossible to bind iron, which leads to its accumulation in the body. При отложении железа в печени развивается картина цирроза, в поджелудочной железе — сахарного диабета, в миокарде — недостаточности кровообращения. Accumulation of iron in the ovaries leads to the development of eunuchoidism, in the adrenal glands - to their insufficiency.

Clinical manifestations of impaired protoporphyrin formation

Clinical manifestations of impaired protoporphyrin formation depend on the severity of anemia. Patients usually complain of weakness, fatigue, some of them experience shortness of breath, heartbeat, swelling of the lower extremities.

Moderate hypochromic anemia is detected in them in childhood, the degree of anemia usually increases over the years. Clinical signs of excess iron deposition in the body appear. Severe muscle weakness may develop, Sometimes signs of diabetes are detected. Some patients experience abdominal pain, discomfort in the right hypochondrium.

An objective examination can reveal dark skin coloring, enlargement of the liver. Patients, long-term anemic patients, the spleen is palpable, however, it is increased to a lesser extent, than liver.

Laboratory indicators for anemia, associated with impaired synthesis or utilization of porphyrins

In adolescence, anemia in most cases is mildly expressed: hemoglobin content 80— 90 g / l. However, it is gradually decreasing, reaching 50-60 g/l. Color index - 0.4-0.6. The reticulocyte count is usually normal or slightly decreased. Changes in leukocyte count, platelets and leukograms appear only with the development of severe changes in the liver.

Red blood cells in the smear are sharply hypochromic, partially target-shaped, Aniso is noted- and poikilocytosis. Sharp irritation of the red sprout is detected in the bone marrow, an increase in the number of basophilic erythrokaryocytes and a decrease in the number of hemoglobinized forms.

Содержание железа сыворотки крови значительно повышено — 60— 100 mmol / l. Насыщение трансферрина у большинства больных достигает почти 100 %. После внутримышечного введения 500 mg of desferal in patients with impaired porphyrin synthesis, 5-10 mg of iron is excreted per day with a norm of 0.6-1.2 mg.

In the bone marrow, special staining reveals a large number of sideroblasts, in most erythrokaryocytes, iron granules surround the nucleus in a ring. This arrangement of iron is due to the fact, that if it is not sufficiently included in the heme molecule, the metal is deposited in the mitochondria, where heme synthesis from protoporphyrin and iron normally occurs. Under electron microscopy, mitochondria appear swollen, their shape has been changed. Normally, in human erythrokaryocytes, mitochondria are located around the nucleus, therefore, the location of iron granules around the core indicates that, that they are located in mitochondria, not in plasma, normally, when one or two iron granules are found in different parts of it. Bone marrow macrophages also contain large amounts of iron in the form of ferritin, a significant part of which is located in mitochondria. Maybe, that the presence of excess iron in mitochondria leads to uncoupling of oxidation and phosphorylation, causes intramedullary death of erythrokaryocytes and ineffective erythropoiesis.

In some patients with anemia, associated with impaired porphyrin synthesis, blood glucose levels increase as a result of iron deposition in the pancreas.

In some patients, a decrease in the content of erythrocyte protoporphyrin and an increase in the content of coproporphyrin are detected. The uroporphyrin content of erythrocytes is usually normal. Possible decrease in the level of both protoporphyrin, and coproporphyrin of erythrocytes, as well as precursors of porphobilinogen and δ-aminolevulinic acid. The content of porphyrins and their precursors in urine remains normal.

Acquired anemia

Anemia, lead poisoning

Anemia, associated with lead poisoning occurs when large amounts of lead enter the body

It is caused primarily by a violation of the formation of porphyrins. Besides, In case of lead poisoning, there are signs of increased hemolysis, associated with disruption of both red blood cell membranes, and the activity of some enzymes.

Etiology and pathogenesis of anemia, lead poisoning

Lead poisoning occurs when, when it enters the body in the form of a soluble salt. It is most often observed in persons, имеющих контакт со свинцом на производстве: при добыче свинцовых руд, выплавке свинца, в аккумуляторном производстве, при производстве белил, сурика, дроби, пуль, в кабельном, printing production, for lead soldering with a hydrogen flame, painting work using lead dyes.

Currently, severe occupational lead poisoning is extremely rare.. Behind the workers, having contact with lead, must be closely monitored.

Бытовое отравление свинцом может возникать при употреблении пищи из глиняной посуды кустарного производства, при изготовлении которой применяется свинцовый сурик или глет. Кислые продукты и органические кислоты в такой посуде образуют со свинцом растворимые соли, что приводит к развитию отравления.

Описаны случаи легкого отравления свинцом у детей, putting lead-painted objects into their mouths, newspapers.

The main role in the development of clinical manifestations of lead poisoning is played by violation of the synthesis of porphyrin and heme. Lead blocks sulfhydryl group in the active site of the enzyme, involved in the synthesis of heme - dehydrogenase δ-aminolevulinic acid and gemsintetazy. As a result, the urine accumulates δ-aminolevulinic acid, and in red blood cells - protoporphyrin.

In connection with the violation of the synthesis of heme iron content increases serum.

In addition to these, in the pathogenesis of anemia of lead poisoning are important, most likely, Other mechanisms. So, lead poisoning slightly reduced rate of globin biosynthesis, especially α-chain. This also causes the hypochromic nature of anemia. Besides, increased hemolysis is of some importance. It was found, that lead is fixed on the membrane of red blood cells, disrupting Na activity, K-dependent ATP phase, which leads to a decrease in potassium concentration in red blood cells and a shortening of their life expectancy.

Lead poisoning also reduces the amount of NAD and NADP.. Поражение нервной системы, likely, также связано с нарушением синтеза гема в нейронах (нервных клетках) и с нарушением образования в них АТФ.

Established, that the basophilic puncture of erythrocytes characteristic of lead poisoning is caused by a violation of the activity of the enzyme pyrimidine-5-nucleotidase.

Клинические проявления отравления свинцом

Клинические проявления отравления свинцом сводятся прежде всего к поражению нервной системы, органов пищеварения и крови.

For mild poisoning asthenia is typical, headache, dizziness, memory decline, bad dream, pain in the extremities. There is a sharp decrease in appetite. X-ray reveals accelerated evacuation of barium sulfate from the stomach.

Тяжелая форма отравления свинцом характеризуется более выраженными расстройствами функции нервной системы — синдромом двигательного полиневрита, in which the extensors are predominantly affected, less often - flexors of bones and fingers. Possible occurrence of tetraparesis. Sensory disturbances are sometimes observed, появляются боль в конечностях, болезненность по ходу нервов.

При тяжелом отравлении свинцом развиваются признаки энцефалопатии, отмечаются нистагм, dysarthria, tremor. Rarely, children experience cerebral edema., coma, there are epileptiform seizures. Characterized by increased blood pressure, sometimes up to high numbers.

Maybe the occurrence of lead colic, characterized by sharp cramping pain in the abdomen, constipation, untreatable. During this period, body temperature often rises to subfebrile. Radiologically, with lead colic, pronounced spastic phenomena are detected in some parts of the digestive canal, in others — atony.

Characteristic of lead poisoning is peculiar the patient's appearance is sallow pallor with a grayish tint, associated with both anemia, as well as with vasospasm and deposition of porphyrins in the skin. Often a lead border is detected on the gums, which is a narrow strip of purple color, located mainly near the front teeth.

Laboratory blood parameters for lead poisoning

Changes in the blood are observed in all cases of lead poisoning. При легкой форме отравления отмечается умеренная гипохромная анемия, при тяжелой — выраженная. Morphological examination of smears can detect mild expressed mishenevidnost erythrocytes, basophilic erythrocyte puktatsiyu. The content of reticulocytes, usually, povыsheno to 3-8 %, white blood cell count is not changed. ESR within normal limits. Platelet count, usually, normal, but very severe forms of poisoning decreases. In the bone marrow increases the number erythrokaryocytes, when painting on iron found a large number of iron pellets, ring surrounding the nucleus. The iron content of serum increased, sometimes up to high numbers, less - normal.

The most a characteristic biochemical sign of lead poisoning is an increase in the content of δ-aminolevulinic acid in the urine tens of times compared to the norm — up to 40-100 mg per 1 g of creatinine (at a rate of 0.5-1.5 mg per 1 g). The content of porphobilinogen occasionally increases only 2-3 times, but most often remains normal. The level of coproporphyrin is 5-10 times higher than normal.

An increase in the content of free protoporphyrin in erythrocytes is also characteristic.. Its amount sometimes reaches 5.13-6.8 µmol/l.

Differential diagnosis for lead poisoning

Differential diagnosis is carried out primarily with iron deficiency anemia, since abdominal pain gives reason to mistakenly assume blood loss from the stomach or intestines due to a peptic ulcer or tumor. Presence of basophilic punctation of red blood cells, mishenevidnosti, high serum iron content, signs of increased hemolysis, symptoms of severe asthenia or polyneuritis give reason to suspect lead poisoning.

Not infrequently интоксикацию свинцом приходится дифференцировать с гетерозиготной талассемией. Для гетерозиготной талассемии, так же как и для интоксикации свинцом, характерны гипохромная анемия, basophilic erythrocyte punktatsiya, повышение содержания ретикулоцитов, резкое раздражение красного ростка костного мозга, high serum iron content. Однако нормальное содержание δ-аминолевулиновой кислоты при талассемиях, нормальные размеры селезенки при отравлении свинцом, наличие в семье родственников, страдающих талассемией, изменения соотношения фракций гемоглобина дают возможность правильно поставить диагноз.

Дифференциальную диагностику при интоксикации свинцом приходится проводить с различными формами гемолитической анемии, так как и в том и в другом случае имеют место повышение содержания ретикулоцитов, stimulation of red bone marrow germ, иногда небольшие повышение уровня билирубина. Изредка при отравлении свинцом бывает положительной прямая проба Кумбса, что скорее всего связано непосредственным влиянием свинца на мембрану эритроцитов и с неспецифической сорбцией белков сыворотки на поверхности эритроцитов.

В отдельных случаях при тяжелой степени интоксикации свинцом в моче может обнаруживаться гемосидерин, что при наличии гипохромии эритроцитов дает основание поставить ошибочный диагноз пароксизмальной ночной гемоглобинурии (disease Markiafavy-Micheli) или гемолизиновой формы аутоиммунной гемолитической анемии.

Интоксикацию свинцом следует дифференцировать также с острой перемежающейся порфирией, для которой характерны полиневрит, иногда тетраплегия, abdominal pain, красный цвет мочи, урокопропорфирия. But, в отличие от интоксикации свинцом, при острой перемежающейся порфирии не наблюдаются гипохромная анемия с высоким содержанием железа и базофильная пунктация эритроцитов. В моче при острой перемежающейся порфирии обнаруживается прежде всего увеличение содержания порфобилиногена, в значительно меньшей степени δ-аминолевулиновой кислоты, тогда как при отравлении свинцом в первую очередь обнаруживается увеличенное содержание δ-аминолевулиновой кислоты, а уровень порфобилиногена нормальный или повышенный незначительно. Реакция Эрлиха с мочой на порфобилиноген всегда положительна при острой перемежающейся порфирии и отрицательна при отравлении свинцом.

Для определения в моче δ-аминолевулиновой кислоты используется метод Mauzerall и Granick. Мочу пропускают через колонку, содержащую анионит дауэкс 2×3, который собирает порфобилиноген, а затем через колонку, содержащую катионит дауэкс 50×8, где адсорбируется δ-аминолевулиновая кислота. Колонки промывают водой для того, чтобы в элюате не было следов мочевины, затем элюируют порфобилиноген раствором 0,2 М уксусной кислотой, а δ-аминолевулиновую кислоту — 0,5 М раствором уксуснокислого натрия. С помощью ацетилацетона переводят δ-аминолевулиновую кислоту в пиррольную форму и определяют ее количество с помощью реактива Эрлиха, содержащего парадиметиламинобензальдегид, который дает с пиррольной группой красное окрашивание.

Currently для определения δ-аминолевулиновой кислоты применяется более простой, полуколичественный метод, который заключается в следующем. К моче добавляют активированный уголь, который сорбирует на себе вещества, окрашивающие мочу. К бесцветной моче добавляют ацетилацетон, помещают в кипящую водяную баню и проводят цветную реакцию с помощью раствора парадиметиламинобензальдегида.

Количество δ-аминолевулиновой кислоты и порфобилиногена можно относить к суточной моче. Однако более целесообразно произвести расчет на 1 g of creatinine, так как порфобилиноген разлагается при хранении мочи и через сутки, когда проводится определение, количество его снижается. Для определения с расчетом на 1 г креатинина может быть использована разовая порция мочи. Мочу следует исследовать в одно время для получения сравнимых результатов. При отсутствии недостаточности почек выделение креатинина в течение суток одинаковое (about 1 g), а концентрация его в моче является мерой разведения мочи.

Published by
Vladimir Andreevich Didenko

This site uses cookies and services to collect technical data from visitors to ensure performance and improve the quality of service.. By continuing to use our site, you automatically agree to the use of these technologies.

Read More